Palacios Public Git Repository

To checkout Palacios execute

  git clone http://v3vee.org/palacios/palacios.web/palacios.git
This will give you the master branch. You probably want the devel branch or one of the release branches. To switch to the devel branch, simply execute
  cd palacios
  git checkout --track -b devel origin/devel
The other branches are similar.


Merge branch 'devel' of ssh://palacios@newskysaw.cs.northwestern.edu//home/palacios...
[palacios.git] / palacios / src / palacios / vmm_mem.c
index 659fd27..7994cc4 100644 (file)
 #include <palacios/vmm.h>
 #include <palacios/vmm_util.h>
 #include <palacios/vmm_emulator.h>
+#include <palacios/vm_guest.h>
 
 #include <palacios/vmm_shadow_paging.h>
 #include <palacios/vmm_direct_paging.h>
 
 
-#define MEM_OFFSET_HCALL 0x1000
-
-
-static inline
-struct v3_shadow_region * insert_shadow_region(struct guest_info * info, 
-                                              struct v3_shadow_region * region);
 
 
 static int mem_offset_hypercall(struct guest_info * info, uint_t hcall_id, void * private_data) {
-    info->vm_regs.rbx = info->mem_map.base_region.host_addr;
+    PrintDebug("V3Vee: Memory offset hypercall (offset=%p)\n", 
+              (void *)(info->vm_info->mem_map.base_region.host_addr));
+
+    info->vm_regs.rbx = info->vm_info->mem_map.base_region.host_addr;
 
     return 0;
 }
 
+static int unhandled_err(struct guest_info * core, addr_t guest_va, addr_t guest_pa, 
+                        struct v3_mem_region * reg, pf_error_t access_info) {
+
+    PrintError("Unhandled memory access error\n");
+
+    v3_print_mem_map(core->vm_info);
+
+    v3_print_guest_state(core);
+
+    return -1;
+}
+
+int v3_init_mem_map(struct v3_vm_info * vm) {
+    struct v3_mem_map * map = &(vm->mem_map);
+    addr_t mem_pages = vm->mem_size >> 12;
 
-void v3_init_shadow_map(struct guest_info * info) {
-    v3_shdw_map_t * map = &(info->mem_map);
-    addr_t mem_pages = info->mem_size >> 12;
+    memset(&(map->base_region), 0, sizeof(struct v3_mem_region));
 
-    map->shdw_regions.rb_node = NULL;
-    map->hook_hva = (addr_t)V3_VAddr(V3_AllocPages(1));
+    map->mem_regions.rb_node = NULL;
 
     // There is an underlying region that contains all of the guest memory
+    // PrintDebug("Mapping %d pages of memory (%u bytes)\n", (int)mem_pages, (uint_t)info->mem_size);
+
+    // 2MB page alignment needed for 2MB hardware nested paging
     map->base_region.guest_start = 0;
-    map->base_region.guest_end = info->mem_size;
-    map->base_region.host_type = SHDW_REGION_ALLOCATED;
+    map->base_region.guest_end = mem_pages * PAGE_SIZE_4KB;
+
+#ifdef CONFIG_ALIGNED_PG_ALLOC
+    map->base_region.host_addr = (addr_t)V3_AllocAlignedPages(mem_pages, vm->mem_align);
+#else
     map->base_region.host_addr = (addr_t)V3_AllocPages(mem_pages);
+#endif
+
+    map->base_region.flags.read = 1;
+    map->base_region.flags.write = 1;
+    map->base_region.flags.exec = 1;
+    map->base_region.flags.base = 1;
+    map->base_region.flags.alloced = 1;
+    
+    map->base_region.unhandled = unhandled_err;
+
+    if ((void *)map->base_region.host_addr == NULL) {
+       PrintError("Could not allocate Guest memory\n");
+       return -1;
+    }
+       
+    //memset(V3_VAddr((void *)map->base_region.host_addr), 0xffffffff, map->base_region.guest_end);
+
+    v3_register_hypercall(vm, MEM_OFFSET_HCALL, mem_offset_hypercall, NULL);
 
-    v3_register_hypercall(info, MEM_OFFSET_HCALL, mem_offset_hypercall, NULL);
+    return 0;
 }
 
-void v3_delete_shadow_map(struct guest_info * info) {
-    struct rb_node * node = v3_rb_first(&(info->mem_map.shdw_regions));
-    struct v3_shadow_region * reg;
+
+void v3_delete_mem_map(struct v3_vm_info * vm) {
+    struct rb_node * node = v3_rb_first(&(vm->mem_map.mem_regions));
+    struct v3_mem_region * reg;
     struct rb_node * tmp_node = NULL;
   
     while (node) {
-       reg = rb_entry(node, struct v3_shadow_region, tree_node);
+       reg = rb_entry(node, struct v3_mem_region, tree_node);
        tmp_node = node;
        node = v3_rb_next(node);
 
-       v3_delete_shadow_region(info, reg);
+       v3_delete_mem_region(vm, reg);
     }
 
-    V3_FreePage((void *)(info->mem_map.base_region.host_addr));
-    V3_FreePage(V3_PAddr((void *)(info->mem_map.hook_hva)));
+    V3_FreePage((void *)(vm->mem_map.base_region.host_addr));
 }
 
 
-
-
-int v3_add_shadow_mem( struct guest_info *  info,
-                      addr_t               guest_addr_start,
-                      addr_t               guest_addr_end,
-                      addr_t               host_addr)
-{
-    struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
+struct v3_mem_region * v3_create_mem_region(struct v3_vm_info * vm, uint16_t core_id, 
+                                              addr_t guest_addr_start, addr_t guest_addr_end) {
+    
+    struct v3_mem_region * entry = (struct v3_mem_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_mem_region));
+    memset(entry, 0, sizeof(struct v3_mem_region));
 
     entry->guest_start = guest_addr_start;
     entry->guest_end = guest_addr_end;
-    entry->host_type = SHDW_REGION_ALLOCATED;
-    entry->host_addr = host_addr;
-    entry->write_hook = NULL;
-    entry->read_hook = NULL;
-    entry->priv_data = NULL;
-
-    if (insert_shadow_region(info, entry)) {
-       V3_Free(entry);
-       return -1;
-    }
+    entry->core_id = core_id;
+    entry->unhandled = unhandled_err;
 
-    return 0;
+    return entry;
 }
 
 
 
-int v3_hook_write_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t guest_addr_end, 
-                     addr_t host_addr,
-                     int (*write)(addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data),
-                     void * priv_data) {
 
-    struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
+int v3_add_shadow_mem( struct v3_vm_info * vm, uint16_t core_id,
+                      addr_t               guest_addr_start,
+                      addr_t               guest_addr_end,
+                      addr_t               host_addr)
+{
+    struct v3_mem_region * entry = NULL;
 
+    entry = v3_create_mem_region(vm, core_id, 
+                                guest_addr_start, 
+                                guest_addr_end);
 
-    entry->guest_start = guest_addr_start;
-    entry->guest_end = guest_addr_end;
-    entry->host_type = SHDW_REGION_WRITE_HOOK;
     entry->host_addr = host_addr;
-    entry->write_hook = write;
-    entry->read_hook = NULL;
-    entry->priv_data = priv_data;
-
-    if (insert_shadow_region(info, entry)) {
-       V3_Free(entry);
-       return -1;
-    }
 
-    return 0;  
-}
 
-int v3_hook_full_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t guest_addr_end,
-                    int (*read)(addr_t guest_addr, void * dst, uint_t length, void * priv_data),
-                    int (*write)(addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data),
-                    void * priv_data) {
-  
-    struct v3_shadow_region * entry = (struct v3_shadow_region *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_shadow_region));
+    entry->flags.read = 1;
+    entry->flags.write = 1;
+    entry->flags.exec = 1;
+    entry->flags.alloced = 1;
 
-    entry->guest_start = guest_addr_start;
-    entry->guest_end = guest_addr_end;
-    entry->host_type = SHDW_REGION_FULL_HOOK;
-    entry->host_addr = (addr_t)NULL;
-    entry->write_hook = write;
-    entry->read_hook = read;
-    entry->priv_data = priv_data;
-  
-    if (insert_shadow_region(info, entry)) {
+    if (v3_insert_mem_region(vm, entry) == -1) {
        V3_Free(entry);
        return -1;
     }
@@ -151,24 +155,33 @@ int v3_hook_full_mem(struct guest_info * info, addr_t guest_addr_start, addr_t g
 
 
 
-
 static inline 
-struct v3_shadow_region * __insert_shadow_region(struct guest_info * info, 
-                                                struct v3_shadow_region * region) {
-    struct rb_node ** p = &(info->mem_map.shdw_regions.rb_node);
+struct v3_mem_region * __insert_mem_region(struct v3_vm_info * vm, 
+                                                struct v3_mem_region * region) {
+    struct rb_node ** p = &(vm->mem_map.mem_regions.rb_node);
     struct rb_node * parent = NULL;
-    struct v3_shadow_region * tmp_region;
+    struct v3_mem_region * tmp_region;
 
     while (*p) {
        parent = *p;
-       tmp_region = rb_entry(parent, struct v3_shadow_region, tree_node);
+       tmp_region = rb_entry(parent, struct v3_mem_region, tree_node);
 
        if (region->guest_end <= tmp_region->guest_start) {
            p = &(*p)->rb_left;
        } else if (region->guest_start >= tmp_region->guest_end) {
            p = &(*p)->rb_right;
        } else {
-           return tmp_region;
+           if ((region->guest_end != tmp_region->guest_end) ||
+               (region->guest_start != tmp_region->guest_start)) {
+               PrintError("Trying to map a partial overlapped core specific page...\n");
+               return tmp_region; // This is ugly... 
+           } else if (region->core_id == tmp_region->core_id) {
+               return tmp_region;
+           } else if (region->core_id < tmp_region->core_id) {
+               p = &(*p)->rb_left;
+           } else { 
+               p = &(*p)->rb_right;
+           }
        }
     }
 
@@ -178,177 +191,193 @@ struct v3_shadow_region * __insert_shadow_region(struct guest_info * info,
 }
 
 
-static inline
-struct v3_shadow_region * insert_shadow_region(struct guest_info * info, 
-                                              struct v3_shadow_region * region) {
-    struct v3_shadow_region * ret;
 
-    if ((ret = __insert_shadow_region(info, region))) {
-       return ret;
+int v3_insert_mem_region(struct v3_vm_info * vm, struct v3_mem_region * region) {
+    struct v3_mem_region * ret;
+    int i = 0;
+
+    if ((ret = __insert_mem_region(vm, region))) {
+       return -1;
     }
-  
-    v3_rb_insert_color(&(region->tree_node), &(info->mem_map.shdw_regions));
 
+    v3_rb_insert_color(&(region->tree_node), &(vm->mem_map.mem_regions));
 
 
-    // flush virtual page tables 
-    // 3 cases shadow, shadow passthrough, and nested
-    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-       v3_vm_mem_mode_t mem_mode = v3_get_mem_mode(info);
 
-       if (mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
-           addr_t cur_addr;
+    for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
+       struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
+
+       // flush virtual page tables 
+       // 3 cases shadow, shadow passthrough, and nested
 
+       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+           v3_mem_mode_t mem_mode = v3_get_vm_mem_mode(info);
+           
+           if (mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+               addr_t cur_addr;
+               
+               for (cur_addr = region->guest_start;
+                    cur_addr < region->guest_end;
+                    cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
+                   v3_invalidate_passthrough_addr(info, cur_addr);
+               }
+           } else {
+               v3_invalidate_shadow_pts(info);
+           }
+           
+       } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
+           addr_t cur_addr;
+           
            for (cur_addr = region->guest_start;
                 cur_addr < region->guest_end;
                 cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
-               v3_invalidate_passthrough_addr(info, cur_addr);
+               
+               v3_invalidate_nested_addr(info, cur_addr);
            }
-       } else {
-           v3_invalidate_shadow_pts(info);
-       }
-
-    } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
-       addr_t cur_addr;
-
-       for (cur_addr = region->guest_start;
-            cur_addr < region->guest_end;
-            cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
-           
-           v3_invalidate_nested_addr(info, cur_addr);
        }
     }
 
-    return NULL;
+    return 0;
 }
                                                 
 
 
 
-int handle_special_page_fault(struct guest_info * info, 
-                             addr_t fault_gva, addr_t fault_gpa, 
-                             pf_error_t access_info) 
-{
-    struct v3_shadow_region * reg = v3_get_shadow_region(info, fault_gpa);
-
-    PrintDebug("Handling Special Page Fault\n");
-
-    switch (reg->host_type) {
-       case SHDW_REGION_WRITE_HOOK:
-           return v3_handle_mem_wr_hook(info, fault_gva, fault_gpa, reg, access_info);
-       case SHDW_REGION_FULL_HOOK:
-           return v3_handle_mem_full_hook(info, fault_gva, fault_gpa, reg, access_info);
-       default:
-           return -1;
-    }
-
-    return 0;
-
-}
+struct v3_mem_region * v3_get_mem_region(struct v3_vm_info * vm, uint16_t core_id, addr_t guest_addr) {
+    struct rb_node * n = vm->mem_map.mem_regions.rb_node;
+    struct v3_mem_region * reg = NULL;
 
-int v3_handle_mem_wr_hook(struct guest_info * info, addr_t guest_va, addr_t guest_pa, 
-                         struct v3_shadow_region * reg, pf_error_t access_info) {
+    while (n) {
 
-    addr_t dst_addr = (addr_t)V3_VAddr((void *)v3_get_shadow_addr(reg, guest_pa));
+       reg = rb_entry(n, struct v3_mem_region, tree_node);
 
-    if (v3_emulate_write_op(info, guest_va, guest_pa, dst_addr, 
-                           reg->write_hook, reg->priv_data) == -1) {
-       PrintError("Write hook emulation failed\n");
-       return -1;
+       if (guest_addr < reg->guest_start) {
+           n = n->rb_left;
+       } else if (guest_addr >= reg->guest_end) {
+           n = n->rb_right;
+       } else {
+           if (reg->core_id == V3_MEM_CORE_ANY) {
+               // found relevant region, it's available on all cores
+               return reg;
+           } else if (core_id == reg->core_id) { 
+               // found relevant region, it's available on the indicated core
+               return reg;
+           } else if (core_id < reg->core_id) { 
+               // go left, core too big
+               n = n->rb_left;
+           } else if (core_id > reg->core_id) { 
+               // go right, core too small
+               n = n->rb_right;
+           } else {
+               PrintDebug("v3_get_mem_region: Impossible!\n");
+               return NULL;
+           }
+       }
     }
 
-    return 0;
-}
 
-int v3_handle_mem_full_hook(struct guest_info * info, addr_t guest_va, addr_t guest_pa, 
-                           struct v3_shadow_region * reg, pf_error_t access_info) {
-  
-    addr_t op_addr = info->mem_map.hook_hva;
+    // There is not registered region, so we check if its a valid address in the base region
 
-    if (access_info.write == 1) {
-       if (v3_emulate_write_op(info, guest_va, guest_pa, op_addr, 
-                               reg->write_hook, reg->priv_data) == -1) {
-           PrintError("Write Full Hook emulation failed\n");
-           return -1;
-       }
-    } else {
-       if (v3_emulate_read_op(info, guest_va, guest_pa, op_addr, 
-                              reg->read_hook, reg->write_hook, 
-                              reg->priv_data) == -1) {
-           PrintError("Read Full Hook emulation failed\n");
-           return -1;
-       }
+    if (guest_addr > vm->mem_map.base_region.guest_end) {
+       PrintError("Guest Address Exceeds Base Memory Size (ga=0x%p), (limit=0x%p) (core=0x%x)\n", 
+                  (void *)guest_addr, (void *)vm->mem_map.base_region.guest_end, core_id);
+       v3_print_mem_map(vm);
+
+       return NULL;
     }
 
-    return 0;
+    return &(vm->mem_map.base_region);
 }
 
 
 
-struct v3_shadow_region * v3_get_shadow_region(struct guest_info * info, addr_t guest_addr) {
-    struct rb_node * n = info->mem_map.shdw_regions.rb_node;
-    struct v3_shadow_region * reg = NULL;
-
-    while (n) {
-       reg = rb_entry(n, struct v3_shadow_region, tree_node);
-
-       if (guest_addr < reg->guest_start) {
-           n = n->rb_left;
-       } else if (guest_addr >= reg->guest_end) {
-           n = n->rb_right;
+/* Given an address, find the successor region. If the address is within a region, return that
+ * region. Input is an address, because the address may not have a region associated with it.
+ *
+ * Returns a region following or touching the given address. If address is invalid, NULL is
+ * returned, else the base region is returned if no region exists at or after the given address.
+ */
+struct v3_mem_region * v3_get_next_mem_region( struct v3_vm_info * vm, uint16_t core_id, addr_t guest_addr) {
+    struct rb_node * current_n         = vm->mem_map.mem_regions.rb_node;
+    struct rb_node * successor_n       = NULL; /* left-most node greater than guest_addr */
+    struct v3_mem_region * current_r   = NULL;
+
+    /* current_n tries to find the region containing guest_addr, going right when smaller and left when
+     * greater. Each time current_n becomes greater than guest_addr, update successor <- current_n.
+     * current_n becomes successively closer to guest_addr than the previous time it was greater
+     * than guest_addr.
+     */
+
+    /* | is address, ---- is region, + is intersection */
+    while (current_n) {
+        current_r = rb_entry(current_n, struct v3_mem_region, tree_node);
+       if (current_r->guest_start > guest_addr) { /* | ---- */
+           successor_n = current_n;
+           current_n = current_n->rb_left;
        } else {
-           return reg;
+           if (current_r->guest_end > guest_addr) {
+               return current_r; /* +--- or --+- */
+           }
+           current_n = current_n->rb_right; /* ---- | */
        }
     }
 
+    /* Address does not have its own region. Check if it's a valid address in the base region */
 
-    // There is not registered region, so we check if its a valid address in the base region
-
-    if (guest_addr > info->mem_map.base_region.guest_end) {
-       PrintError("Guest Address Exceeds Base Memory Size (ga=%p), (limit=%p)\n", 
-                  (void *)guest_addr, (void *)info->mem_map.base_region.guest_end);
-       return NULL;
+    if (guest_addr >= vm->mem_map.base_region.guest_end) {
+       PrintError("%s: Guest Address Exceeds Base Memory Size (ga=%p), (limit=%p)\n",
+               __FUNCTION__, (void *)guest_addr, (void *)vm->mem_map.base_region.guest_end);
+        v3_print_mem_map(vm);
+        return NULL;
     }
-    
-    return &(info->mem_map.base_region);
+
+    return &(vm->mem_map.base_region);
 }
 
 
-void v3_delete_shadow_region(struct guest_info * info, struct v3_shadow_region * reg) {
+
+
+void v3_delete_mem_region(struct v3_vm_info * vm, struct v3_mem_region * reg) {
+    int i = 0;
+
     if (reg == NULL) {
        return;
     }
 
-    // flush virtual page tables 
-    // 3 cases shadow, shadow passthrough, and nested
-    if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
-       v3_vm_mem_mode_t mem_mode = v3_get_mem_mode(info);
+    for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
+       struct guest_info * info = &(vm->cores[i]);
+
+       // flush virtual page tables 
+       // 3 cases shadow, shadow passthrough, and nested
+
+       if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
+           v3_mem_mode_t mem_mode = v3_get_vm_mem_mode(info);
            
-       if (mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
-           addr_t cur_addr;
+           if (mem_mode == PHYSICAL_MEM) {
+               addr_t cur_addr;
                
+               for (cur_addr = reg->guest_start;
+                    cur_addr < reg->guest_end;
+                    cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
+                   v3_invalidate_passthrough_addr(info, cur_addr);
+               }
+           } else {
+               v3_invalidate_shadow_pts(info);
+           }
+           
+       } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
+           addr_t cur_addr;
+           
            for (cur_addr = reg->guest_start;
                 cur_addr < reg->guest_end;
                 cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
-               v3_invalidate_passthrough_addr(info, cur_addr);
+               
+               v3_invalidate_nested_addr(info, cur_addr);
            }
-       } else {
-           v3_invalidate_shadow_pts(info);
-       }
-
-    } else if (info->shdw_pg_mode == NESTED_PAGING) {
-       addr_t cur_addr;
-
-       for (cur_addr = reg->guest_start;
-            cur_addr < reg->guest_end;
-            cur_addr += PAGE_SIZE_4KB) {
-           
-           v3_invalidate_nested_addr(info, cur_addr);
        }
     }
 
-
-    v3_rb_erase(&(reg->tree_node), &(info->mem_map.shdw_regions));
+    v3_rb_erase(&(reg->tree_node), &(vm->mem_map.mem_regions));
 
     V3_Free(reg);
 
@@ -357,67 +386,145 @@ void v3_delete_shadow_region(struct guest_info * info, struct v3_shadow_region *
 
 }
 
+// Determine if a given address can be handled by a large page of the requested size
+uint32_t v3_get_max_page_size(struct guest_info * core, addr_t fault_addr, uint32_t req_size) {
+    addr_t pg_start = 0UL, pg_end = 0UL; // large page containing the faulting addres
+    struct v3_mem_region * pg_next_reg = NULL; // next immediate mem reg after page start addr
+    uint32_t page_size = PAGE_SIZE_4KB;
+
+   /* If the guest has been configured for large pages, then we must check for hooked regions of
+     * memory which may overlap with the large page containing the faulting address (due to
+     * potentially differing access policies in place for e.g. i/o devices and APIC). A large page
+     * can be used if a) no region overlaps the page [or b) a region does overlap but fully contains
+     * the page]. The [bracketed] text pertains to the #if 0'd code below, state D. TODO modify this
+     * note if someone decides to enable this optimization. It can be tested with the SeaStar
+     * mapping.
+     *
+     * Examples: (CAPS regions are returned by v3_get_next_mem_region; state A returns the base reg)
+     *
+     *    |region| |region|                               2MiB mapped (state A)
+     *                   |reg|          |REG|             2MiB mapped (state B)
+     *   |region|     |reg|   |REG| |region|   |reg|      4KiB mapped (state C)
+     *        |reg|  |reg|   |--REGION---|                [2MiB mapped (state D)]
+     * |--------------------------------------------|     RAM
+     *                             ^                      fault addr
+     * |----|----|----|----|----|page|----|----|----|     2MB pages
+     *                           >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>     search space
+     */
+
+
+    // guest page maps to a host page + offset (so when we shift, it aligns with a host page)
+    switch (req_size) {
+       case PAGE_SIZE_4KB:
+               return PAGE_SIZE_4KB;
+       case PAGE_SIZE_2MB:
+               pg_start = PAGE_ADDR_2MB(fault_addr);
+               pg_end = (pg_start + PAGE_SIZE_2MB);
+               break;
+       case PAGE_SIZE_4MB:
+               pg_start = PAGE_ADDR_4MB(fault_addr);
+               pg_end = (pg_start + PAGE_SIZE_4MB);
+               break;
+       case PAGE_SIZE_1GB:
+               pg_start = PAGE_ADDR_1GB(fault_addr);
+               pg_end = (pg_start + PAGE_SIZE_1GB);
+               break;
+       default:
+               PrintError("Invalid large page size requested.\n");
+               return -1;
+    }
+
+    //PrintDebug("%s: page   [%p,%p) contains address\n", __FUNCTION__, (void *)pg_start, (void *)pg_end);
 
+    pg_next_reg = v3_get_next_mem_region(core->vm_info, core->cpu_id, pg_start);
 
+    if (pg_next_reg == NULL) {
+       PrintError("%s: Error: address not in base region, %p\n", __FUNCTION__, (void *)fault_addr);
+       return PAGE_SIZE_4KB;
+    }
 
-addr_t v3_get_shadow_addr(struct v3_shadow_region * reg, addr_t guest_addr) {
-    if ( (reg) && 
-         (reg->host_type != SHDW_REGION_FULL_HOOK)) {
-        return (guest_addr - reg->guest_start) + reg->host_addr;
+    if (pg_next_reg->flags.base == 1) {
+       page_size = req_size; // State A
+       //PrintDebug("%s: base region [%p,%p) contains page.\n", __FUNCTION__,
+       //         (void *)pg_next_reg->guest_start, (void *)pg_next_reg->guest_end);
     } else {
-        PrintDebug("MEM Region Invalid\n");
-        return 0;
+#if 0       // State B/C and D optimization
+       if ((pg_next_reg->guest_end >= pg_end) &&
+           ((pg_next_reg->guest_start >= pg_end) || (pg_next_reg->guest_start <= pg_start))) {     
+           page_size = req_size;
+       }
+
+       PrintDebug("%s: region [%p,%p) %s partially overlap with page\n", __FUNCTION__,
+                  (void *)pg_next_reg->guest_start, (void *)pg_next_reg->guest_end, 
+                  (page_size == req_size) ? "does not" : "does");
+
+#else       // State B/C
+       if (pg_next_reg->guest_start >= pg_end) {
+           
+           page_size = req_size;
+       }
+
+       PrintDebug("%s: region [%p,%p) %s overlap with page\n", __FUNCTION__,
+                  (void *)pg_next_reg->guest_start, (void *)pg_next_reg->guest_end,
+                  (page_size == req_size) ? "does not" : "does");
+
+#endif
     }
 
+    return page_size;
 }
 
+// For an address on a page of size page_size, compute the actual alignment
+// of the physical page it maps to
+uint32_t v3_compute_page_alignment(addr_t page_addr)
+{
+    if (PAGE_OFFSET_1GB(page_addr) == 0) {
+        return PAGE_SIZE_1GB;
+    } else if (PAGE_OFFSET_4MB(page_addr) == 0) {
+        return PAGE_SIZE_4MB;
+    } else if (PAGE_OFFSET_2MB(page_addr) == 0) {
+       return PAGE_SIZE_2MB;
+    } else if (PAGE_OFFSET_4KB(page_addr) == 0) {
+       return PAGE_SIZE_4KB;
+    } else {
+        PrintError("Non-page aligned address passed to %s.\n", __FUNCTION__);
+       return 0;
+    }
+}
 
-
-void print_shadow_map(struct guest_info * info) {
-    struct rb_node * node = v3_rb_first(&(info->mem_map.shdw_regions));
-    struct v3_shadow_region * reg = &(info->mem_map.base_region);
+void v3_print_mem_map(struct v3_vm_info * vm) {
+    struct rb_node * node = v3_rb_first(&(vm->mem_map.mem_regions));
+    struct v3_mem_region * reg = &(vm->mem_map.base_region);
     int i = 0;
 
-    PrintDebug("Memory Layout:\n");
+    V3_Print("Memory Layout (all cores):\n");
     
 
-    PrintDebug("Base Region:  0x%p - 0x%p -> 0x%p\n", 
+    V3_Print("Base Region (all cores):  0x%p - 0x%p -> 0x%p\n", 
               (void *)(reg->guest_start), 
               (void *)(reg->guest_end - 1), 
               (void *)(reg->host_addr));
     
+
+    // If the memory map is empty, don't print it
+    if (node == NULL) {
+       return;
+    }
+
     do {
-       reg = rb_entry(node, struct v3_shadow_region, tree_node);
+       reg = rb_entry(node, struct v3_mem_region, tree_node);
 
-       PrintDebug("%d:  0x%p - 0x%p -> 0x%p\n", i, 
+       V3_Print("%d:  0x%p - 0x%p -> 0x%p\n", i, 
                   (void *)(reg->guest_start), 
                   (void *)(reg->guest_end - 1), 
                   (void *)(reg->host_addr));
 
-       PrintDebug("\t(%s) (WriteHook = 0x%p) (ReadHook = 0x%p)\n", 
-                  v3_shdw_region_type_to_str(reg->host_type),
-                  (void *)(reg->write_hook), 
-                  (void *)(reg->read_hook));
+       V3_Print("\t(flags=0x%x) (core=0x%x) (unhandled = 0x%p)\n", 
+                reg->flags.value, 
+                reg->core_id,
+                reg->unhandled);
     
        i++;
     } while ((node = v3_rb_next(node)));
 }
 
-
-static const uchar_t  SHDW_REGION_WRITE_HOOK_STR[] = "SHDW_REGION_WRITE_HOOK";
-static const uchar_t  SHDW_REGION_FULL_HOOK_STR[] = "SHDW_REGION_FULL_HOOK";
-static const uchar_t  SHDW_REGION_ALLOCATED_STR[] = "SHDW_REGION_ALLOCATED";
-
-const uchar_t * v3_shdw_region_type_to_str(v3_shdw_region_type_t type) {
-    switch (type) {
-       case SHDW_REGION_WRITE_HOOK:
-           return SHDW_REGION_WRITE_HOOK_STR;
-       case SHDW_REGION_FULL_HOOK:
-           return SHDW_REGION_FULL_HOOK_STR;
-       case SHDW_REGION_ALLOCATED:
-           return SHDW_REGION_ALLOCATED_STR;
-       default:
-           return (uchar_t *)"SHDW_REGION_INVALID";
-    }
-}
-