]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
Refactor out libvhost-user fault generation logic
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "qemu-common.h"
22 #include "qapi/error.h"
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "exec/target_page.h"
28 #include "tcg/tcg.h"
29 #include "hw/qdev-core.h"
30 #include "hw/qdev-properties.h"
31 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
32 #include "hw/boards.h"
33 #include "hw/xen/xen.h"
34 #endif
35 #include "sysemu/kvm.h"
36 #include "sysemu/sysemu.h"
37 #include "sysemu/tcg.h"
38 #include "sysemu/qtest.h"
39 #include "qemu/timer.h"
40 #include "qemu/config-file.h"
41 #include "qemu/error-report.h"
42 #include "qemu/qemu-print.h"
43 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
44 #include "qemu.h"
45 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
46 #include "exec/memory.h"
47 #include "exec/ioport.h"
48 #include "sysemu/dma.h"
49 #include "sysemu/hostmem.h"
50 #include "sysemu/hw_accel.h"
51 #include "exec/address-spaces.h"
52 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
53 #include "trace-root.h"
54
55 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
56 #include <linux/falloc.h>
57 #endif
58
59 #endif
60 #include "qemu/rcu_queue.h"
61 #include "qemu/main-loop.h"
62 #include "translate-all.h"
63 #include "sysemu/replay.h"
64
65 #include "exec/memory-internal.h"
66 #include "exec/ram_addr.h"
67 #include "exec/log.h"
68
69 #include "qemu/pmem.h"
70
71 #include "migration/vmstate.h"
72
73 #include "qemu/range.h"
74 #ifndef _WIN32
75 #include "qemu/mmap-alloc.h"
76 #endif
77
78 #include "monitor/monitor.h"
79
80 //#define DEBUG_SUBPAGE
81
82 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
83 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
84  * are protected by the ramlist lock.
85  */
86 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
87
88 static MemoryRegion *system_memory;
89 static MemoryRegion *system_io;
90
91 AddressSpace address_space_io;
92 AddressSpace address_space_memory;
93
94 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
95 #endif
96
97 CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
98
99 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
100    cpu_exec() */
101 __thread CPUState *current_cpu;
102
103 uintptr_t qemu_host_page_size;
104 intptr_t qemu_host_page_mask;
105
106 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
107 /* 0 = Do not count executed instructions.
108    1 = Precise instruction counting.
109    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
110 int use_icount;
111
112 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
113
114 struct PhysPageEntry {
115     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
116     uint32_t skip : 6;
117      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
118     uint32_t ptr : 26;
119 };
120
121 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
122
123 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
124 #define ADDR_SPACE_BITS 64
125
126 #define P_L2_BITS 9
127 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
128
129 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
130
131 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
132
133 typedef struct PhysPageMap {
134     struct rcu_head rcu;
135
136     unsigned sections_nb;
137     unsigned sections_nb_alloc;
138     unsigned nodes_nb;
139     unsigned nodes_nb_alloc;
140     Node *nodes;
141     MemoryRegionSection *sections;
142 } PhysPageMap;
143
144 struct AddressSpaceDispatch {
145     MemoryRegionSection *mru_section;
146     /* This is a multi-level map on the physical address space.
147      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
148      */
149     PhysPageEntry phys_map;
150     PhysPageMap map;
151 };
152
153 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
154 typedef struct subpage_t {
155     MemoryRegion iomem;
156     FlatView *fv;
157     hwaddr base;
158     uint16_t sub_section[];
159 } subpage_t;
160
161 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
162
163 static void io_mem_init(void);
164 static void memory_map_init(void);
165 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener);
166 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
167
168 /**
169  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
170  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
171  * @as: the AddressSpace itself
172  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
173  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
174  */
175 struct CPUAddressSpace {
176     CPUState *cpu;
177     AddressSpace *as;
178     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
179     MemoryListener tcg_as_listener;
180 };
181
182 struct DirtyBitmapSnapshot {
183     ram_addr_t start;
184     ram_addr_t end;
185     unsigned long dirty[];
186 };
187
188 #endif
189
190 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
191
192 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
193 {
194     static unsigned alloc_hint = 16;
195     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
196         map->nodes_nb_alloc = MAX(alloc_hint, map->nodes_nb + nodes);
197         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
198         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
199     }
200 }
201
202 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
203 {
204     unsigned i;
205     uint32_t ret;
206     PhysPageEntry e;
207     PhysPageEntry *p;
208
209     ret = map->nodes_nb++;
210     p = map->nodes[ret];
211     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
212     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
213
214     e.skip = leaf ? 0 : 1;
215     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
216     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
217         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
218     }
219     return ret;
220 }
221
222 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
223                                 hwaddr *index, uint64_t *nb, uint16_t leaf,
224                                 int level)
225 {
226     PhysPageEntry *p;
227     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
228
229     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
230         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
231     }
232     p = map->nodes[lp->ptr];
233     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
234
235     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
236         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
237             lp->skip = 0;
238             lp->ptr = leaf;
239             *index += step;
240             *nb -= step;
241         } else {
242             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
243         }
244         ++lp;
245     }
246 }
247
248 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
249                           hwaddr index, uint64_t nb,
250                           uint16_t leaf)
251 {
252     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
253     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
254
255     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
256 }
257
258 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
259  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
260  */
261 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
262 {
263     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
264     int valid = 0;
265     PhysPageEntry *p;
266     int i;
267
268     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
269         return;
270     }
271
272     p = nodes[lp->ptr];
273     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
274         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
275             continue;
276         }
277
278         valid_ptr = i;
279         valid++;
280         if (p[i].skip) {
281             phys_page_compact(&p[i], nodes);
282         }
283     }
284
285     /* We can only compress if there's only one child. */
286     if (valid != 1) {
287         return;
288     }
289
290     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
291
292     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
293     if (P_L2_LEVELS >= (1 << 6) &&
294         lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 6)) {
295         return;
296     }
297
298     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
299     if (!p[valid_ptr].skip) {
300         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
301         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
302          * should never reach here.
303          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
304          * change this rule.
305          */
306         lp->skip = 0;
307     } else {
308         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
309     }
310 }
311
312 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
313 {
314     if (d->phys_map.skip) {
315         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
316     }
317 }
318
319 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
320                                        hwaddr addr)
321 {
322     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
323      * the section must cover the entire address space.
324      */
325     return int128_gethi(section->size) ||
326            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
327                              int128_getlo(section->size), addr);
328 }
329
330 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
331 {
332     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
333     Node *nodes = d->map.nodes;
334     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
335     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
336     int i;
337
338     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
339         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
340             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
341         }
342         p = nodes[lp.ptr];
343         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
344     }
345
346     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
347         return &sections[lp.ptr];
348     } else {
349         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
350     }
351 }
352
353 /* Called from RCU critical section */
354 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
355                                                         hwaddr addr,
356                                                         bool resolve_subpage)
357 {
358     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
359     subpage_t *subpage;
360
361     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
362         !section_covers_addr(section, addr)) {
363         section = phys_page_find(d, addr);
364         atomic_set(&d->mru_section, section);
365     }
366     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
367         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
368         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
369     }
370     return section;
371 }
372
373 /* Called from RCU critical section */
374 static MemoryRegionSection *
375 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
376                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
377 {
378     MemoryRegionSection *section;
379     MemoryRegion *mr;
380     Int128 diff;
381
382     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
383     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
384     addr -= section->offset_within_address_space;
385
386     /* Compute offset within MemoryRegion */
387     *xlat = addr + section->offset_within_region;
388
389     mr = section->mr;
390
391     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
392      * on their address, without considering adjacent registers that could
393      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
394      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
395      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
396      * here.
397      *
398      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
399      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
400      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
401      */
402     if (memory_region_is_ram(mr)) {
403         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
404         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
405     }
406     return section;
407 }
408
409 /**
410  * address_space_translate_iommu - translate an address through an IOMMU
411  * memory region and then through the target address space.
412  *
413  * @iommu_mr: the IOMMU memory region that we start the translation from
414  * @addr: the address to be translated through the MMU
415  * @xlat: the translated address offset within the destination memory region.
416  *        It cannot be %NULL.
417  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
418  *            cannot be %NULL.
419  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
420  *            should only be meaningful for IOMMU translated
421  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
422  *            would tell. It can be %NULL if we don't care about it.
423  * @is_write: whether the translation operation is for write
424  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
425  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
426  * @attrs: transaction attributes
427  *
428  * This function is called from RCU critical section.  It is the common
429  * part of flatview_do_translate and address_space_translate_cached.
430  */
431 static MemoryRegionSection address_space_translate_iommu(IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
432                                                          hwaddr *xlat,
433                                                          hwaddr *plen_out,
434                                                          hwaddr *page_mask_out,
435                                                          bool is_write,
436                                                          bool is_mmio,
437                                                          AddressSpace **target_as,
438                                                          MemTxAttrs attrs)
439 {
440     MemoryRegionSection *section;
441     hwaddr page_mask = (hwaddr)-1;
442
443     do {
444         hwaddr addr = *xlat;
445         IOMMUMemoryRegionClass *imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
446         int iommu_idx = 0;
447         IOMMUTLBEntry iotlb;
448
449         if (imrc->attrs_to_index) {
450             iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
451         }
452
453         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
454                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO, iommu_idx);
455
456         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
457             goto unassigned;
458         }
459
460         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
461                 | (addr & iotlb.addr_mask));
462         page_mask &= iotlb.addr_mask;
463         *plen_out = MIN(*plen_out, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
464         *target_as = iotlb.target_as;
465
466         section = address_space_translate_internal(
467                 address_space_to_dispatch(iotlb.target_as), addr, xlat,
468                 plen_out, is_mmio);
469
470         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
471     } while (unlikely(iommu_mr));
472
473     if (page_mask_out) {
474         *page_mask_out = page_mask;
475     }
476     return *section;
477
478 unassigned:
479     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
480 }
481
482 /**
483  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
484  *
485  * @fv: the flat view that we want to translate on
486  * @addr: the address to be translated in above address space
487  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
488  *        cannot be @NULL.
489  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
490  *            can be @NULL when we don't care about it.
491  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
492  *            should only be meaningful for IOMMU translated
493  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
494  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
495  * @is_write: whether the translation operation is for write
496  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
497  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
498  * @attrs: memory transaction attributes
499  *
500  * This function is called from RCU critical section
501  */
502 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
503                                                  hwaddr addr,
504                                                  hwaddr *xlat,
505                                                  hwaddr *plen_out,
506                                                  hwaddr *page_mask_out,
507                                                  bool is_write,
508                                                  bool is_mmio,
509                                                  AddressSpace **target_as,
510                                                  MemTxAttrs attrs)
511 {
512     MemoryRegionSection *section;
513     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
514     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
515
516     if (!plen_out) {
517         plen_out = &plen;
518     }
519
520     section = address_space_translate_internal(
521             flatview_to_dispatch(fv), addr, xlat,
522             plen_out, is_mmio);
523
524     iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
525     if (unlikely(iommu_mr)) {
526         return address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat,
527                                              plen_out, page_mask_out,
528                                              is_write, is_mmio,
529                                              target_as, attrs);
530     }
531     if (page_mask_out) {
532         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
533         *page_mask_out = ~TARGET_PAGE_MASK;
534     }
535
536     return *section;
537 }
538
539 /* Called from RCU critical section */
540 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
541                                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
542 {
543     MemoryRegionSection section;
544     hwaddr xlat, page_mask;
545
546     /*
547      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
548      * but page mask.
549      */
550     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
551                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as,
552                                     attrs);
553
554     /* Illegal translation */
555     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
556         goto iotlb_fail;
557     }
558
559     /* Convert memory region offset into address space offset */
560     xlat += section.offset_within_address_space -
561         section.offset_within_region;
562
563     return (IOMMUTLBEntry) {
564         .target_as = as,
565         .iova = addr & ~page_mask,
566         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
567         .addr_mask = page_mask,
568         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
569         .perm = IOMMU_RW,
570     };
571
572 iotlb_fail:
573     return (IOMMUTLBEntry) {0};
574 }
575
576 /* Called from RCU critical section */
577 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
578                                  hwaddr *plen, bool is_write,
579                                  MemTxAttrs attrs)
580 {
581     MemoryRegion *mr;
582     MemoryRegionSection section;
583     AddressSpace *as = NULL;
584
585     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
586     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
587                                     is_write, true, &as, attrs);
588     mr = section.mr;
589
590     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
591         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
592         *plen = MIN(page, *plen);
593     }
594
595     return mr;
596 }
597
598 typedef struct TCGIOMMUNotifier {
599     IOMMUNotifier n;
600     MemoryRegion *mr;
601     CPUState *cpu;
602     int iommu_idx;
603     bool active;
604 } TCGIOMMUNotifier;
605
606 static void tcg_iommu_unmap_notify(IOMMUNotifier *n, IOMMUTLBEntry *iotlb)
607 {
608     TCGIOMMUNotifier *notifier = container_of(n, TCGIOMMUNotifier, n);
609
610     if (!notifier->active) {
611         return;
612     }
613     tlb_flush(notifier->cpu);
614     notifier->active = false;
615     /* We leave the notifier struct on the list to avoid reallocating it later.
616      * Generally the number of IOMMUs a CPU deals with will be small.
617      * In any case we can't unregister the iommu notifier from a notify
618      * callback.
619      */
620 }
621
622 static void tcg_register_iommu_notifier(CPUState *cpu,
623                                         IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
624                                         int iommu_idx)
625 {
626     /* Make sure this CPU has an IOMMU notifier registered for this
627      * IOMMU/IOMMU index combination, so that we can flush its TLB
628      * when the IOMMU tells us the mappings we've cached have changed.
629      */
630     MemoryRegion *mr = MEMORY_REGION(iommu_mr);
631     TCGIOMMUNotifier *notifier;
632     Error *err = NULL;
633     int i, ret;
634
635     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
636         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
637         if (notifier->mr == mr && notifier->iommu_idx == iommu_idx) {
638             break;
639         }
640     }
641     if (i == cpu->iommu_notifiers->len) {
642         /* Not found, add a new entry at the end of the array */
643         cpu->iommu_notifiers = g_array_set_size(cpu->iommu_notifiers, i + 1);
644         notifier = g_new0(TCGIOMMUNotifier, 1);
645         g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i) = notifier;
646
647         notifier->mr = mr;
648         notifier->iommu_idx = iommu_idx;
649         notifier->cpu = cpu;
650         /* Rather than trying to register interest in the specific part
651          * of the iommu's address space that we've accessed and then
652          * expand it later as subsequent accesses touch more of it, we
653          * just register interest in the whole thing, on the assumption
654          * that iommu reconfiguration will be rare.
655          */
656         iommu_notifier_init(&notifier->n,
657                             tcg_iommu_unmap_notify,
658                             IOMMU_NOTIFIER_UNMAP,
659                             0,
660                             HWADDR_MAX,
661                             iommu_idx);
662         ret = memory_region_register_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n,
663                                                     &err);
664         if (ret) {
665             error_report_err(err);
666             exit(1);
667         }
668     }
669
670     if (!notifier->active) {
671         notifier->active = true;
672     }
673 }
674
675 static void tcg_iommu_free_notifier_list(CPUState *cpu)
676 {
677     /* Destroy the CPU's notifier list */
678     int i;
679     TCGIOMMUNotifier *notifier;
680
681     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
682         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
683         memory_region_unregister_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
684         g_free(notifier);
685     }
686     g_array_free(cpu->iommu_notifiers, true);
687 }
688
689 /* Called from RCU critical section */
690 MemoryRegionSection *
691 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
692                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
693                                   MemTxAttrs attrs, int *prot)
694 {
695     MemoryRegionSection *section;
696     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
697     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
698     IOMMUTLBEntry iotlb;
699     int iommu_idx;
700     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
701
702     for (;;) {
703         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, false);
704
705         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
706         if (!iommu_mr) {
707             break;
708         }
709
710         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
711
712         iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
713         tcg_register_iommu_notifier(cpu, iommu_mr, iommu_idx);
714         /* We need all the permissions, so pass IOMMU_NONE so the IOMMU
715          * doesn't short-cut its translation table walk.
716          */
717         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, IOMMU_NONE, iommu_idx);
718         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
719                 | (addr & iotlb.addr_mask));
720         /* Update the caller's prot bits to remove permissions the IOMMU
721          * is giving us a failure response for. If we get down to no
722          * permissions left at all we can give up now.
723          */
724         if (!(iotlb.perm & IOMMU_RO)) {
725             *prot &= ~(PAGE_READ | PAGE_EXEC);
726         }
727         if (!(iotlb.perm & IOMMU_WO)) {
728             *prot &= ~PAGE_WRITE;
729         }
730
731         if (!*prot) {
732             goto translate_fail;
733         }
734
735         d = flatview_to_dispatch(address_space_to_flatview(iotlb.target_as));
736     }
737
738     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
739     *xlat = addr;
740     return section;
741
742 translate_fail:
743     return &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
744 }
745 #endif
746
747 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
748
749 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
750 {
751     CPUState *cpu = opaque;
752
753     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
754        version_id is increased. */
755     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
756     tlb_flush(cpu);
757
758     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
759      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
760      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
761      * which will now be stale.
762      */
763     tb_flush(cpu);
764
765     return 0;
766 }
767
768 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
769 {
770     CPUState *cpu = opaque;
771
772     cpu->exception_index = -1;
773
774     return 0;
775 }
776
777 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
778 {
779     CPUState *cpu = opaque;
780
781     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
782 }
783
784 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
785     .name = "cpu_common/exception_index",
786     .version_id = 1,
787     .minimum_version_id = 1,
788     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
789     .fields = (VMStateField[]) {
790         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
791         VMSTATE_END_OF_LIST()
792     }
793 };
794
795 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
796 {
797     CPUState *cpu = opaque;
798
799     return cpu->crash_occurred;
800 }
801
802 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
803     .name = "cpu_common/crash_occurred",
804     .version_id = 1,
805     .minimum_version_id = 1,
806     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
807     .fields = (VMStateField[]) {
808         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
809         VMSTATE_END_OF_LIST()
810     }
811 };
812
813 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
814     .name = "cpu_common",
815     .version_id = 1,
816     .minimum_version_id = 1,
817     .pre_load = cpu_common_pre_load,
818     .post_load = cpu_common_post_load,
819     .fields = (VMStateField[]) {
820         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
821         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
822         VMSTATE_END_OF_LIST()
823     },
824     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
825         &vmstate_cpu_common_exception_index,
826         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
827         NULL
828     }
829 };
830
831 #endif
832
833 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
834 {
835     CPUState *cpu;
836
837     CPU_FOREACH(cpu) {
838         if (cpu->cpu_index == index) {
839             return cpu;
840         }
841     }
842
843     return NULL;
844 }
845
846 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
847 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
848                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
849 {
850     CPUAddressSpace *newas;
851     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
852     char *as_name;
853
854     assert(mr);
855     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
856     address_space_init(as, mr, as_name);
857     g_free(as_name);
858
859     /* Target code should have set num_ases before calling us */
860     assert(asidx < cpu->num_ases);
861
862     if (asidx == 0) {
863         /* address space 0 gets the convenience alias */
864         cpu->as = as;
865     }
866
867     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
868     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
869
870     if (!cpu->cpu_ases) {
871         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
872     }
873
874     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
875     newas->cpu = cpu;
876     newas->as = as;
877     if (tcg_enabled()) {
878         newas->tcg_as_listener.log_global_after_sync = tcg_log_global_after_sync;
879         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
880         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
881     }
882 }
883
884 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
885 {
886     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
887     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
888 }
889 #endif
890
891 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
892 {
893     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
894
895     cpu_list_remove(cpu);
896
897     if (cc->vmsd != NULL) {
898         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
899     }
900     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
901         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
902     }
903 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
904     tcg_iommu_free_notifier_list(cpu);
905 #endif
906 }
907
908 Property cpu_common_props[] = {
909 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
910     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
911      * so users can wire up its memory. (This can't go in hw/core/cpu.c
912      * because that file is compiled only once for both user-mode
913      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
914      * the system address space.
915      */
916     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
917                      MemoryRegion *),
918 #endif
919     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
920 };
921
922 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
923 {
924     cpu->as = NULL;
925     cpu->num_ases = 0;
926
927 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
928     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
929     cpu->memory = system_memory;
930     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
931 #endif
932 }
933
934 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
935 {
936     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
937     static bool tcg_target_initialized;
938
939     cpu_list_add(cpu);
940
941     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
942         tcg_target_initialized = true;
943         cc->tcg_initialize();
944     }
945     tlb_init(cpu);
946
947     qemu_plugin_vcpu_init_hook(cpu);
948
949 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
950     assert(cc->vmsd == NULL);
951 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
952     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
953         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
954     }
955     if (cc->vmsd != NULL) {
956         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
957     }
958
959     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
960 #endif
961 }
962
963 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
964 {
965     ObjectClass *oc;
966     CPUClass *cc;
967     gchar **model_pieces;
968     const char *cpu_type;
969
970     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
971     if (!model_pieces[0]) {
972         error_report("-cpu option cannot be empty");
973         exit(1);
974     }
975
976     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
977     if (oc == NULL) {
978         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
979         g_strfreev(model_pieces);
980         exit(EXIT_FAILURE);
981     }
982
983     cpu_type = object_class_get_name(oc);
984     cc = CPU_CLASS(oc);
985     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
986     g_strfreev(model_pieces);
987     return cpu_type;
988 }
989
990 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
991 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
992 {
993     mmap_lock();
994     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1);
995     mmap_unlock();
996 }
997
998 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
999 {
1000     tb_invalidate_phys_addr(pc);
1001 }
1002 #else
1003 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
1004 {
1005     ram_addr_t ram_addr;
1006     MemoryRegion *mr;
1007     hwaddr l = 1;
1008
1009     if (!tcg_enabled()) {
1010         return;
1011     }
1012
1013     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1014     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
1015     if (!(memory_region_is_ram(mr)
1016           || memory_region_is_romd(mr))) {
1017         return;
1018     }
1019     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
1020     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1);
1021 }
1022
1023 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1024 {
1025     /*
1026      * There may not be a virtual to physical translation for the pc
1027      * right now, but there may exist cached TB for this pc.
1028      * Flush the whole TB cache to force re-translation of such TBs.
1029      * This is heavyweight, but we're debugging anyway.
1030      */
1031     tb_flush(cpu);
1032 }
1033 #endif
1034
1035 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1036 /* Add a watchpoint.  */
1037 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1038                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1039 {
1040     CPUWatchpoint *wp;
1041
1042     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
1043     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
1044         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
1045                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
1046         return -EINVAL;
1047     }
1048     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
1049
1050     wp->vaddr = addr;
1051     wp->len = len;
1052     wp->flags = flags;
1053
1054     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
1055     if (flags & BP_GDB) {
1056         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1057     } else {
1058         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1059     }
1060
1061     tlb_flush_page(cpu, addr);
1062
1063     if (watchpoint)
1064         *watchpoint = wp;
1065     return 0;
1066 }
1067
1068 /* Remove a specific watchpoint.  */
1069 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1070                           int flags)
1071 {
1072     CPUWatchpoint *wp;
1073
1074     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1075         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
1076                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
1077             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1078             return 0;
1079         }
1080     }
1081     return -ENOENT;
1082 }
1083
1084 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
1085 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1086 {
1087     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
1088
1089     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
1090
1091     g_free(watchpoint);
1092 }
1093
1094 /* Remove all matching watchpoints.  */
1095 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1096 {
1097     CPUWatchpoint *wp, *next;
1098
1099     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
1100         if (wp->flags & mask) {
1101             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1102         }
1103     }
1104 }
1105
1106 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
1107  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
1108  * partially or completely with the address range covered by the
1109  * access).
1110  */
1111 static inline bool watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
1112                                               vaddr addr, vaddr len)
1113 {
1114     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
1115      * required to avoid errors in the case where the range ends
1116      * exactly at the top of the address space and so addr + len
1117      * wraps round to zero.
1118      */
1119     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
1120     vaddr addrend = addr + len - 1;
1121
1122     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
1123 }
1124
1125 /* Return flags for watchpoints that match addr + prot.  */
1126 int cpu_watchpoint_address_matches(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len)
1127 {
1128     CPUWatchpoint *wp;
1129     int ret = 0;
1130
1131     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1132         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)) {
1133             ret |= wp->flags;
1134         }
1135     }
1136     return ret;
1137 }
1138 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
1139
1140 /* Add a breakpoint.  */
1141 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
1142                           CPUBreakpoint **breakpoint)
1143 {
1144     CPUBreakpoint *bp;
1145
1146     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
1147
1148     bp->pc = pc;
1149     bp->flags = flags;
1150
1151     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
1152     if (flags & BP_GDB) {
1153         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1154     } else {
1155         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1156     }
1157
1158     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1159
1160     if (breakpoint) {
1161         *breakpoint = bp;
1162     }
1163     return 0;
1164 }
1165
1166 /* Remove a specific breakpoint.  */
1167 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1168 {
1169     CPUBreakpoint *bp;
1170
1171     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1172         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1173             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1174             return 0;
1175         }
1176     }
1177     return -ENOENT;
1178 }
1179
1180 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1181 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1182 {
1183     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1184
1185     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1186
1187     g_free(breakpoint);
1188 }
1189
1190 /* Remove all matching breakpoints. */
1191 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1192 {
1193     CPUBreakpoint *bp, *next;
1194
1195     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1196         if (bp->flags & mask) {
1197             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1198         }
1199     }
1200 }
1201
1202 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1203    CPU loop after each instruction */
1204 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1205 {
1206     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1207         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1208         if (kvm_enabled()) {
1209             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1210         } else {
1211             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1212             /* XXX: only flush what is necessary */
1213             tb_flush(cpu);
1214         }
1215     }
1216 }
1217
1218 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1219 {
1220     va_list ap;
1221     va_list ap2;
1222
1223     va_start(ap, fmt);
1224     va_copy(ap2, ap);
1225     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1226     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1227     fprintf(stderr, "\n");
1228     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1229     if (qemu_log_separate()) {
1230         FILE *logfile = qemu_log_lock();
1231         qemu_log("qemu: fatal: ");
1232         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1233         qemu_log("\n");
1234         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1235         qemu_log_flush();
1236         qemu_log_unlock(logfile);
1237         qemu_log_close();
1238     }
1239     va_end(ap2);
1240     va_end(ap);
1241     replay_finish();
1242 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1243     {
1244         struct sigaction act;
1245         sigfillset(&act.sa_mask);
1246         act.sa_handler = SIG_DFL;
1247         act.sa_flags = 0;
1248         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1249     }
1250 #endif
1251     abort();
1252 }
1253
1254 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1255 /* Called from RCU critical section */
1256 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1257 {
1258     RAMBlock *block;
1259
1260     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1261     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1262         return block;
1263     }
1264     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1265         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1266             goto found;
1267         }
1268     }
1269
1270     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1271     abort();
1272
1273 found:
1274     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1275      * is what happens:
1276      *
1277      *     mru_block = xxx
1278      *     rcu_read_unlock()
1279      *                                        xxx removed from list
1280      *                  rcu_read_lock()
1281      *                  read mru_block
1282      *                                        mru_block = NULL;
1283      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1284      *                  rcu_read_unlock()
1285      *
1286      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1287      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1288      * copy of the pointer.
1289      */
1290     ram_list.mru_block = block;
1291     return block;
1292 }
1293
1294 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1295 {
1296     CPUState *cpu;
1297     ram_addr_t start1;
1298     RAMBlock *block;
1299     ram_addr_t end;
1300
1301     assert(tcg_enabled());
1302     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1303     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1304
1305     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1306     block = qemu_get_ram_block(start);
1307     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1308     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1309     CPU_FOREACH(cpu) {
1310         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1311     }
1312 }
1313
1314 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1315 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1316                                               ram_addr_t length,
1317                                               unsigned client)
1318 {
1319     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1320     unsigned long end, page, start_page;
1321     bool dirty = false;
1322     RAMBlock *ramblock;
1323     uint64_t mr_offset, mr_size;
1324
1325     if (length == 0) {
1326         return false;
1327     }
1328
1329     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1330     start_page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1331     page = start_page;
1332
1333     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1334         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1335         ramblock = qemu_get_ram_block(start);
1336         /* Range sanity check on the ramblock */
1337         assert(start >= ramblock->offset &&
1338                start + length <= ramblock->offset + ramblock->used_length);
1339
1340         while (page < end) {
1341             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1342             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1343             unsigned long num = MIN(end - page,
1344                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1345
1346             dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1347                                                   offset, num);
1348             page += num;
1349         }
1350
1351         mr_offset = (ram_addr_t)(start_page << TARGET_PAGE_BITS) - ramblock->offset;
1352         mr_size = (end - start_page) << TARGET_PAGE_BITS;
1353         memory_region_clear_dirty_bitmap(ramblock->mr, mr_offset, mr_size);
1354     }
1355
1356     if (dirty && tcg_enabled()) {
1357         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1358     }
1359
1360     return dirty;
1361 }
1362
1363 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1364     (MemoryRegion *mr, hwaddr offset, hwaddr length, unsigned client)
1365 {
1366     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1367     ram_addr_t start = memory_region_get_ram_addr(mr) + offset;
1368     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1369     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1370     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1371     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1372     unsigned long page, end, dest;
1373
1374     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1375                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1376     snap->start = first;
1377     snap->end   = last;
1378
1379     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1380     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1381     dest = 0;
1382
1383     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1384         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1385
1386         while (page < end) {
1387             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1388             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1389             unsigned long num = MIN(end - page,
1390                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1391
1392             assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1393             assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1394             offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1395
1396             bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1397                                          blocks->blocks[idx] + offset,
1398                                          num);
1399             page += num;
1400             dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1401         }
1402     }
1403
1404     if (tcg_enabled()) {
1405         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1406     }
1407
1408     memory_region_clear_dirty_bitmap(mr, offset, length);
1409
1410     return snap;
1411 }
1412
1413 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1414                                             ram_addr_t start,
1415                                             ram_addr_t length)
1416 {
1417     unsigned long page, end;
1418
1419     assert(start >= snap->start);
1420     assert(start + length <= snap->end);
1421
1422     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1423     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1424
1425     while (page < end) {
1426         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1427             return true;
1428         }
1429         page++;
1430     }
1431     return false;
1432 }
1433
1434 /* Called from RCU critical section */
1435 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1436                                        MemoryRegionSection *section)
1437 {
1438     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1439     return section - d->map.sections;
1440 }
1441 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1442
1443 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1444
1445 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1446                             uint16_t section);
1447 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1448
1449 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1450                                qemu_anon_ram_alloc;
1451
1452 /*
1453  * Set a custom physical guest memory alloator.
1454  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1455  * get rid of it eventually.
1456  */
1457 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1458 {
1459     phys_mem_alloc = alloc;
1460 }
1461
1462 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1463                                  MemoryRegionSection *section)
1464 {
1465     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1466      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1467      * never overflow into the page-aligned value.
1468      */
1469     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1470
1471     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1472         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1473         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1474                                 map->sections_nb_alloc);
1475     }
1476     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1477     memory_region_ref(section->mr);
1478     return map->sections_nb++;
1479 }
1480
1481 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1482 {
1483     bool have_sub_page = mr->subpage;
1484
1485     memory_region_unref(mr);
1486
1487     if (have_sub_page) {
1488         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1489         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1490         g_free(subpage);
1491     }
1492 }
1493
1494 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1495 {
1496     while (map->sections_nb > 0) {
1497         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1498         phys_section_destroy(section->mr);
1499     }
1500     g_free(map->sections);
1501     g_free(map->nodes);
1502 }
1503
1504 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1505 {
1506     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1507     subpage_t *subpage;
1508     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1509         & TARGET_PAGE_MASK;
1510     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1511     MemoryRegionSection subsection = {
1512         .offset_within_address_space = base,
1513         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1514     };
1515     hwaddr start, end;
1516
1517     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1518
1519     if (!(existing->mr->subpage)) {
1520         subpage = subpage_init(fv, base);
1521         subsection.fv = fv;
1522         subsection.mr = &subpage->iomem;
1523         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1524                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1525     } else {
1526         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1527     }
1528     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1529     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1530     subpage_register(subpage, start, end,
1531                      phys_section_add(&d->map, section));
1532 }
1533
1534
1535 static void register_multipage(FlatView *fv,
1536                                MemoryRegionSection *section)
1537 {
1538     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1539     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1540     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1541     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1542                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1543
1544     assert(num_pages);
1545     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * The range in *section* may look like this:
1550  *
1551  *      |s|PPPPPPP|s|
1552  *
1553  * where s stands for subpage and P for page.
1554  */
1555 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1556 {
1557     MemoryRegionSection remain = *section;
1558     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1559
1560     /* register first subpage */
1561     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1562         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1563                         - remain.offset_within_address_space;
1564
1565         MemoryRegionSection now = remain;
1566         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1567         register_subpage(fv, &now);
1568         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1569             return;
1570         }
1571         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1572         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1573         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1574     }
1575
1576     /* register whole pages */
1577     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1578         MemoryRegionSection now = remain;
1579         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1580         register_multipage(fv, &now);
1581         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1582             return;
1583         }
1584         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1585         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1586         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1587     }
1588
1589     /* register last subpage */
1590     register_subpage(fv, &remain);
1591 }
1592
1593 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1594 {
1595     if (kvm_enabled())
1596         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1597 }
1598
1599 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1600 {
1601     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1602 }
1603
1604 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1605 {
1606     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1607 }
1608
1609 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1610 {
1611     RAMBlock *block;
1612     char *psize;
1613
1614     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1615     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1616                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1617     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1618         psize = size_to_str(block->page_size);
1619         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1620                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1621                        (uint64_t)block->offset,
1622                        (uint64_t)block->used_length,
1623                        (uint64_t)block->max_length);
1624         g_free(psize);
1625     }
1626 }
1627
1628 #ifdef __linux__
1629 /*
1630  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1631  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1632  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1633  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1634  */
1635 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1636 {
1637     long *hpsize_min = opaque;
1638
1639     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1640         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1641         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1642
1643         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1644             *hpsize_min = hpsize;
1645         }
1646     }
1647
1648     return 0;
1649 }
1650
1651 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1652 {
1653     long *hpsize_max = opaque;
1654
1655     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1656         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1657         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1658
1659         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1660             *hpsize_max = hpsize;
1661         }
1662     }
1663
1664     return 0;
1665 }
1666
1667 /*
1668  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1669  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1670  */
1671 long qemu_minrampagesize(void)
1672 {
1673     long hpsize = LONG_MAX;
1674     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1675
1676     object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1677     return hpsize;
1678 }
1679
1680 long qemu_maxrampagesize(void)
1681 {
1682     long pagesize = 0;
1683     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1684
1685     object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize, &pagesize);
1686     return pagesize;
1687 }
1688 #else
1689 long qemu_minrampagesize(void)
1690 {
1691     return qemu_real_host_page_size;
1692 }
1693 long qemu_maxrampagesize(void)
1694 {
1695     return qemu_real_host_page_size;
1696 }
1697 #endif
1698
1699 #ifdef CONFIG_POSIX
1700 static int64_t get_file_size(int fd)
1701 {
1702     int64_t size;
1703 #if defined(__linux__)
1704     struct stat st;
1705
1706     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1707         return -errno;
1708     }
1709
1710     /* Special handling for devdax character devices */
1711     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1712         g_autofree char *subsystem_path = NULL;
1713         g_autofree char *subsystem = NULL;
1714
1715         subsystem_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/subsystem",
1716                                          major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1717         subsystem = g_file_read_link(subsystem_path, NULL);
1718
1719         if (subsystem && g_str_has_suffix(subsystem, "/dax")) {
1720             g_autofree char *size_path = NULL;
1721             g_autofree char *size_str = NULL;
1722
1723             size_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/size",
1724                                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1725
1726             if (g_file_get_contents(size_path, &size_str, NULL, NULL)) {
1727                 return g_ascii_strtoll(size_str, NULL, 0);
1728             }
1729         }
1730     }
1731 #endif /* defined(__linux__) */
1732
1733     /* st.st_size may be zero for special files yet lseek(2) works */
1734     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1735     if (size < 0) {
1736         return -errno;
1737     }
1738     return size;
1739 }
1740
1741 static int file_ram_open(const char *path,
1742                          const char *region_name,
1743                          bool *created,
1744                          Error **errp)
1745 {
1746     char *filename;
1747     char *sanitized_name;
1748     char *c;
1749     int fd = -1;
1750
1751     *created = false;
1752     for (;;) {
1753         fd = open(path, O_RDWR);
1754         if (fd >= 0) {
1755             /* @path names an existing file, use it */
1756             break;
1757         }
1758         if (errno == ENOENT) {
1759             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1760             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1761             if (fd >= 0) {
1762                 *created = true;
1763                 break;
1764             }
1765         } else if (errno == EISDIR) {
1766             /* @path names a directory, create a file there */
1767             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1768             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1769             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1770                 if (*c == '/') {
1771                     *c = '_';
1772                 }
1773             }
1774
1775             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1776                                        sanitized_name);
1777             g_free(sanitized_name);
1778
1779             fd = mkstemp(filename);
1780             if (fd >= 0) {
1781                 unlink(filename);
1782                 g_free(filename);
1783                 break;
1784             }
1785             g_free(filename);
1786         }
1787         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1788             error_setg_errno(errp, errno,
1789                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1790                              path);
1791             return -1;
1792         }
1793         /*
1794          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1795          * something else creates the file between our two open().
1796          */
1797     }
1798
1799     return fd;
1800 }
1801
1802 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1803                             ram_addr_t memory,
1804                             int fd,
1805                             bool truncate,
1806                             Error **errp)
1807 {
1808     void *area;
1809
1810     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1811     if (block->mr->align % block->page_size) {
1812         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1813                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1814                    block->mr->align, block->page_size);
1815         return NULL;
1816     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1817         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1818                    " must be a power of two", block->mr->align);
1819         return NULL;
1820     }
1821     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1822 #if defined(__s390x__)
1823     if (kvm_enabled()) {
1824         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1825     }
1826 #endif
1827
1828     if (memory < block->page_size) {
1829         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1830                    "or larger than page size 0x%zx",
1831                    memory, block->page_size);
1832         return NULL;
1833     }
1834
1835     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1836
1837     /*
1838      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1839      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1840      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1841      * mmap will fail.
1842      *
1843      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1844      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1845      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1846      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1847      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1848      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1849      * is disabled as well.
1850      */
1851     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1852         perror("ftruncate");
1853     }
1854
1855     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1856                          block->flags & RAM_SHARED, block->flags & RAM_PMEM);
1857     if (area == MAP_FAILED) {
1858         error_setg_errno(errp, errno,
1859                          "unable to map backing store for guest RAM");
1860         return NULL;
1861     }
1862
1863     block->fd = fd;
1864     return area;
1865 }
1866 #endif
1867
1868 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1869  * dirty bitmaps.
1870  * Called with the ramlist lock held.
1871  */
1872 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1873 {
1874     RAMBlock *block, *next_block;
1875     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1876
1877     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1878
1879     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1880         return 0;
1881     }
1882
1883     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1884         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1885
1886         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1887          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1888          */
1889         candidate = block->offset + block->max_length;
1890         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1891
1892         /* Search for the closest following block
1893          * and find the gap.
1894          */
1895         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1896             if (next_block->offset >= candidate) {
1897                 next = MIN(next, next_block->offset);
1898             }
1899         }
1900
1901         /* If it fits remember our place and remember the size
1902          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1903          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1904          */
1905         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1906             offset = candidate;
1907             mingap = next - candidate;
1908         }
1909
1910         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1911     }
1912
1913     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1914         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1915                 (uint64_t)size);
1916         abort();
1917     }
1918
1919     trace_find_ram_offset(size, offset);
1920
1921     return offset;
1922 }
1923
1924 static unsigned long last_ram_page(void)
1925 {
1926     RAMBlock *block;
1927     ram_addr_t last = 0;
1928
1929     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1930     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1931         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1932     }
1933     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1934 }
1935
1936 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1937 {
1938     int ret;
1939
1940     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1941     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1942         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1943         if (ret) {
1944             perror("qemu_madvise");
1945             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1946                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1947         }
1948     }
1949 }
1950
1951 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1952 {
1953     return rb->idstr;
1954 }
1955
1956 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
1957 {
1958     return rb->host;
1959 }
1960
1961 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
1962 {
1963     return rb->offset;
1964 }
1965
1966 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
1967 {
1968     return rb->used_length;
1969 }
1970
1971 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1972 {
1973     return rb->flags & RAM_SHARED;
1974 }
1975
1976 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1977 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1978 {
1979     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1980 }
1981
1982 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1983 {
1984     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1985 }
1986
1987 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
1988 {
1989     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
1990 }
1991
1992 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
1993 {
1994     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
1995 }
1996
1997 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
1998 {
1999     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
2000 }
2001
2002 /* Called with iothread lock held.  */
2003 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
2004 {
2005     RAMBlock *block;
2006
2007     assert(new_block);
2008     assert(!new_block->idstr[0]);
2009
2010     if (dev) {
2011         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
2012         if (id) {
2013             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
2014             g_free(id);
2015         }
2016     }
2017     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
2018
2019     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2020     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2021         if (block != new_block &&
2022             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
2023             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
2024                     new_block->idstr);
2025             abort();
2026         }
2027     }
2028 }
2029
2030 /* Called with iothread lock held.  */
2031 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
2032 {
2033     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
2034      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
2035      * does not work anyway.
2036      */
2037     if (block) {
2038         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
2039     }
2040 }
2041
2042 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
2043 {
2044     return rb->page_size;
2045 }
2046
2047 /* Returns the largest size of page in use */
2048 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
2049 {
2050     RAMBlock *block;
2051     size_t largest = 0;
2052
2053     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2054         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
2055     }
2056
2057     return largest;
2058 }
2059
2060 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
2061 {
2062     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
2063         /* disabled by the user */
2064         return 0;
2065     }
2066
2067     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
2068 }
2069
2070 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
2071  * incoming migration, or right after reset.
2072  *
2073  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
2074  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
2075  * misuse, if necessary.
2076  */
2077 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
2078 {
2079     const ram_addr_t unaligned_size = newsize;
2080
2081     assert(block);
2082
2083     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
2084
2085     if (block->used_length == newsize) {
2086         /*
2087          * We don't have to resize the ram block (which only knows aligned
2088          * sizes), however, we have to notify if the unaligned size changed.
2089          */
2090         if (unaligned_size != memory_region_size(block->mr)) {
2091             memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2092             if (block->resized) {
2093                 block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2094             }
2095         }
2096         return 0;
2097     }
2098
2099     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
2100         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2101                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2102                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2103                          newsize, block->used_length);
2104         return -EINVAL;
2105     }
2106
2107     if (block->max_length < newsize) {
2108         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2109                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2110                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2111                          newsize, block->max_length);
2112         return -EINVAL;
2113     }
2114
2115     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
2116     block->used_length = newsize;
2117     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
2118                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2119     memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2120     if (block->resized) {
2121         block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2122     }
2123     return 0;
2124 }
2125
2126 /*
2127  * Trigger sync on the given ram block for range [start, start + length]
2128  * with the backing store if one is available.
2129  * Otherwise no-op.
2130  * @Note: this is supposed to be a synchronous op.
2131  */
2132 void qemu_ram_msync(RAMBlock *block, ram_addr_t start, ram_addr_t length)
2133 {
2134     /* The requested range should fit in within the block range */
2135     g_assert((start + length) <= block->used_length);
2136
2137 #ifdef CONFIG_LIBPMEM
2138     /* The lack of support for pmem should not block the sync */
2139     if (ramblock_is_pmem(block)) {
2140         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2141         pmem_persist(addr, length);
2142         return;
2143     }
2144 #endif
2145     if (block->fd >= 0) {
2146         /**
2147          * Case there is no support for PMEM or the memory has not been
2148          * specified as persistent (or is not one) - use the msync.
2149          * Less optimal but still achieves the same goal
2150          */
2151         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2152         if (qemu_msync(addr, length, block->fd)) {
2153             warn_report("%s: failed to sync memory range: start: "
2154                     RAM_ADDR_FMT " length: " RAM_ADDR_FMT,
2155                     __func__, start, length);
2156         }
2157     }
2158 }
2159
2160 /* Called with ram_list.mutex held */
2161 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
2162                                 ram_addr_t new_ram_size)
2163 {
2164     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
2165                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2166     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
2167                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2168     int i;
2169
2170     /* Only need to extend if block count increased */
2171     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
2172         return;
2173     }
2174
2175     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
2176         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
2177         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
2178         int j;
2179
2180         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
2181         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
2182                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
2183
2184         if (old_num_blocks) {
2185             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
2186                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
2187         }
2188
2189         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
2190             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2191         }
2192
2193         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
2194
2195         if (old_blocks) {
2196             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
2197         }
2198     }
2199 }
2200
2201 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
2202 {
2203     RAMBlock *block;
2204     RAMBlock *last_block = NULL;
2205     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
2206     Error *err = NULL;
2207
2208     old_ram_size = last_ram_page();
2209
2210     qemu_mutex_lock_ramlist();
2211     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
2212
2213     if (!new_block->host) {
2214         if (xen_enabled()) {
2215             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
2216                           new_block->mr, &err);
2217             if (err) {
2218                 error_propagate(errp, err);
2219                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2220                 return;
2221             }
2222         } else {
2223             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
2224                                              &new_block->mr->align, shared);
2225             if (!new_block->host) {
2226                 error_setg_errno(errp, errno,
2227                                  "cannot set up guest memory '%s'",
2228                                  memory_region_name(new_block->mr));
2229                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2230                 return;
2231             }
2232             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
2233         }
2234     }
2235
2236     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2237               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2238     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2239         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2240     }
2241     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2242      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2243      * tail, so save the last element in last_block.
2244      */
2245     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2246         last_block = block;
2247         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2248             break;
2249         }
2250     }
2251     if (block) {
2252         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2253     } else if (last_block) {
2254         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2255     } else { /* list is empty */
2256         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2257     }
2258     ram_list.mru_block = NULL;
2259
2260     /* Write list before version */
2261     smp_wmb();
2262     ram_list.version++;
2263     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2264
2265     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2266                                         new_block->used_length,
2267                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2268
2269     if (new_block->host) {
2270         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2271         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2272         /*
2273          * MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU
2274          * Configure it unless the machine is a qtest server, in which case
2275          * KVM is not used and it may be forked (eg for fuzzing purposes).
2276          */
2277         if (!qtest_enabled()) {
2278             qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length,
2279                          QEMU_MADV_DONTFORK);
2280         }
2281         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2282     }
2283 }
2284
2285 #ifdef CONFIG_POSIX
2286 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2287                                  uint32_t ram_flags, int fd,
2288                                  Error **errp)
2289 {
2290     RAMBlock *new_block;
2291     Error *local_err = NULL;
2292     int64_t file_size;
2293
2294     /* Just support these ram flags by now. */
2295     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM)) == 0);
2296
2297     if (xen_enabled()) {
2298         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2299         return NULL;
2300     }
2301
2302     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2303         error_setg(errp,
2304                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2305         return NULL;
2306     }
2307
2308     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2309         /*
2310          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2311          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2312          * a hook there.
2313          */
2314         error_setg(errp,
2315                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2316         return NULL;
2317     }
2318
2319     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2320     file_size = get_file_size(fd);
2321     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2322         error_setg(errp, "backing store size 0x%" PRIx64
2323                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2324                    file_size, size);
2325         return NULL;
2326     }
2327
2328     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2329     new_block->mr = mr;
2330     new_block->used_length = size;
2331     new_block->max_length = size;
2332     new_block->flags = ram_flags;
2333     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2334     if (!new_block->host) {
2335         g_free(new_block);
2336         return NULL;
2337     }
2338
2339     ram_block_add(new_block, &local_err, ram_flags & RAM_SHARED);
2340     if (local_err) {
2341         g_free(new_block);
2342         error_propagate(errp, local_err);
2343         return NULL;
2344     }
2345     return new_block;
2346
2347 }
2348
2349
2350 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2351                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2352                                    Error **errp)
2353 {
2354     int fd;
2355     bool created;
2356     RAMBlock *block;
2357
2358     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2359     if (fd < 0) {
2360         return NULL;
2361     }
2362
2363     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, errp);
2364     if (!block) {
2365         if (created) {
2366             unlink(mem_path);
2367         }
2368         close(fd);
2369         return NULL;
2370     }
2371
2372     return block;
2373 }
2374 #endif
2375
2376 static
2377 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2378                                   void (*resized)(const char*,
2379                                                   uint64_t length,
2380                                                   void *host),
2381                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2382                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2383 {
2384     RAMBlock *new_block;
2385     Error *local_err = NULL;
2386
2387     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2388     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2389     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2390     new_block->mr = mr;
2391     new_block->resized = resized;
2392     new_block->used_length = size;
2393     new_block->max_length = max_size;
2394     assert(max_size >= size);
2395     new_block->fd = -1;
2396     new_block->page_size = qemu_real_host_page_size;
2397     new_block->host = host;
2398     if (host) {
2399         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2400     }
2401     if (resizeable) {
2402         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2403     }
2404     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2405     if (local_err) {
2406         g_free(new_block);
2407         error_propagate(errp, local_err);
2408         return NULL;
2409     }
2410     return new_block;
2411 }
2412
2413 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2414                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2415 {
2416     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2417                                    false, mr, errp);
2418 }
2419
2420 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2421                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2422 {
2423     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2424                                    share, mr, errp);
2425 }
2426
2427 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2428                                      void (*resized)(const char*,
2429                                                      uint64_t length,
2430                                                      void *host),
2431                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2432 {
2433     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2434                                    false, mr, errp);
2435 }
2436
2437 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2438 {
2439     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2440         ;
2441     } else if (xen_enabled()) {
2442         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2443 #ifndef _WIN32
2444     } else if (block->fd >= 0) {
2445         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2446         close(block->fd);
2447 #endif
2448     } else {
2449         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2450     }
2451     g_free(block);
2452 }
2453
2454 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2455 {
2456     if (!block) {
2457         return;
2458     }
2459
2460     if (block->host) {
2461         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2462     }
2463
2464     qemu_mutex_lock_ramlist();
2465     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2466     ram_list.mru_block = NULL;
2467     /* Write list before version */
2468     smp_wmb();
2469     ram_list.version++;
2470     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2471     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2472 }
2473
2474 #ifndef _WIN32
2475 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2476 {
2477     RAMBlock *block;
2478     ram_addr_t offset;
2479     int flags;
2480     void *area, *vaddr;
2481
2482     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2483         offset = addr - block->offset;
2484         if (offset < block->max_length) {
2485             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2486             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2487                 ;
2488             } else if (xen_enabled()) {
2489                 abort();
2490             } else {
2491                 flags = MAP_FIXED;
2492                 if (block->fd >= 0) {
2493                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2494                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2495                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2496                                 flags, block->fd, offset);
2497                 } else {
2498                     /*
2499                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2500                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2501                      * we'd need a remap hook here.
2502                      */
2503                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2504
2505                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2506                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2507                                 flags, -1, 0);
2508                 }
2509                 if (area != vaddr) {
2510                     error_report("Could not remap addr: "
2511                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2512                                  length, addr);
2513                     exit(1);
2514                 }
2515                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2516                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2517             }
2518         }
2519     }
2520 }
2521 #endif /* !_WIN32 */
2522
2523 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2524  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2525  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2526  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2527  *
2528  * Called within RCU critical section.
2529  */
2530 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2531 {
2532     RAMBlock *block = ram_block;
2533
2534     if (block == NULL) {
2535         block = qemu_get_ram_block(addr);
2536         addr -= block->offset;
2537     }
2538
2539     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2540         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2541          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2542          * In that case just map until the end of the page.
2543          */
2544         if (block->offset == 0) {
2545             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2546         }
2547
2548         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2549     }
2550     return ramblock_ptr(block, addr);
2551 }
2552
2553 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2554  * but takes a size argument.
2555  *
2556  * Called within RCU critical section.
2557  */
2558 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2559                                  hwaddr *size, bool lock)
2560 {
2561     RAMBlock *block = ram_block;
2562     if (*size == 0) {
2563         return NULL;
2564     }
2565
2566     if (block == NULL) {
2567         block = qemu_get_ram_block(addr);
2568         addr -= block->offset;
2569     }
2570     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2571
2572     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2573         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2574          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2575          * In that case just map the requested area.
2576          */
2577         if (block->offset == 0) {
2578             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2579         }
2580
2581         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2582     }
2583
2584     return ramblock_ptr(block, addr);
2585 }
2586
2587 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2588 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2589 {
2590     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2591     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2592     assert(res < rb->max_length);
2593
2594     return res;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2599  * in that RAMBlock.
2600  *
2601  * ptr: Host pointer to look up
2602  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2603  * *ram_addr: set to result ram_addr
2604  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2605  *
2606  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2607  *
2608  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2609  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2610  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2611  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2612  * ram_addr_t.
2613  */
2614 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2615                                    ram_addr_t *offset)
2616 {
2617     RAMBlock *block;
2618     uint8_t *host = ptr;
2619
2620     if (xen_enabled()) {
2621         ram_addr_t ram_addr;
2622         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2623         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2624         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2625         if (block) {
2626             *offset = ram_addr - block->offset;
2627         }
2628         return block;
2629     }
2630
2631     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2632     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2633     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2634         goto found;
2635     }
2636
2637     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2638         /* This case append when the block is not mapped. */
2639         if (block->host == NULL) {
2640             continue;
2641         }
2642         if (host - block->host < block->max_length) {
2643             goto found;
2644         }
2645     }
2646
2647     return NULL;
2648
2649 found:
2650     *offset = (host - block->host);
2651     if (round_offset) {
2652         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2653     }
2654     return block;
2655 }
2656
2657 /*
2658  * Finds the named RAMBlock
2659  *
2660  * name: The name of RAMBlock to find
2661  *
2662  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2663  */
2664 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2665 {
2666     RAMBlock *block;
2667
2668     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2669         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2670             return block;
2671         }
2672     }
2673
2674     return NULL;
2675 }
2676
2677 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2678    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2679 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2680 {
2681     RAMBlock *block;
2682     ram_addr_t offset;
2683
2684     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2685     if (!block) {
2686         return RAM_ADDR_INVALID;
2687     }
2688
2689     return block->offset + offset;
2690 }
2691
2692 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2693 void cpu_check_watchpoint(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
2694                           MemTxAttrs attrs, int flags, uintptr_t ra)
2695 {
2696     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2697     CPUWatchpoint *wp;
2698
2699     assert(tcg_enabled());
2700     if (cpu->watchpoint_hit) {
2701         /*
2702          * We re-entered the check after replacing the TB.
2703          * Now raise the debug interrupt so that it will
2704          * trigger after the current instruction.
2705          */
2706         qemu_mutex_lock_iothread();
2707         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2708         qemu_mutex_unlock_iothread();
2709         return;
2710     }
2711
2712     addr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, addr, len);
2713     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2714         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)
2715             && (wp->flags & flags)) {
2716             if (flags == BP_MEM_READ) {
2717                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2718             } else {
2719                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2720             }
2721             wp->hitaddr = MAX(addr, wp->vaddr);
2722             wp->hitattrs = attrs;
2723             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2724                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2725                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2726                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2727                     continue;
2728                 }
2729                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2730
2731                 mmap_lock();
2732                 tb_check_watchpoint(cpu, ra);
2733                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2734                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2735                     mmap_unlock();
2736                     cpu_loop_exit_restore(cpu, ra);
2737                 } else {
2738                     /* Force execution of one insn next time.  */
2739                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2740                     mmap_unlock();
2741                     if (ra) {
2742                         cpu_restore_state(cpu, ra, true);
2743                     }
2744                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2745                 }
2746             }
2747         } else {
2748             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2749         }
2750     }
2751 }
2752
2753 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2754                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len);
2755 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2756                                   const void *buf, hwaddr len);
2757 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2758                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2759
2760 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2761                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2762 {
2763     subpage_t *subpage = opaque;
2764     uint8_t buf[8];
2765     MemTxResult res;
2766
2767 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2768     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2769            subpage, len, addr);
2770 #endif
2771     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2772     if (res) {
2773         return res;
2774     }
2775     *data = ldn_p(buf, len);
2776     return MEMTX_OK;
2777 }
2778
2779 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2780                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2781 {
2782     subpage_t *subpage = opaque;
2783     uint8_t buf[8];
2784
2785 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2786     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2787            " value %"PRIx64"\n",
2788            __func__, subpage, len, addr, value);
2789 #endif
2790     stn_p(buf, len, value);
2791     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2792 }
2793
2794 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2795                             unsigned len, bool is_write,
2796                             MemTxAttrs attrs)
2797 {
2798     subpage_t *subpage = opaque;
2799 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2800     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2801            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2802 #endif
2803
2804     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2805                                  len, is_write, attrs);
2806 }
2807
2808 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2809     .read_with_attrs = subpage_read,
2810     .write_with_attrs = subpage_write,
2811     .impl.min_access_size = 1,
2812     .impl.max_access_size = 8,
2813     .valid.min_access_size = 1,
2814     .valid.max_access_size = 8,
2815     .valid.accepts = subpage_accepts,
2816     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2817 };
2818
2819 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2820                             uint16_t section)
2821 {
2822     int idx, eidx;
2823
2824     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2825         return -1;
2826     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2827     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2828 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2829     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2830            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2831 #endif
2832     for (; idx <= eidx; idx++) {
2833         mmio->sub_section[idx] = section;
2834     }
2835
2836     return 0;
2837 }
2838
2839 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2840 {
2841     subpage_t *mmio;
2842
2843     /* mmio->sub_section is set to PHYS_SECTION_UNASSIGNED with g_malloc0 */
2844     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2845     mmio->fv = fv;
2846     mmio->base = base;
2847     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2848                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2849     mmio->iomem.subpage = true;
2850 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2851     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2852            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2853 #endif
2854
2855     return mmio;
2856 }
2857
2858 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2859 {
2860     assert(fv);
2861     MemoryRegionSection section = {
2862         .fv = fv,
2863         .mr = mr,
2864         .offset_within_address_space = 0,
2865         .offset_within_region = 0,
2866         .size = int128_2_64(),
2867     };
2868
2869     return phys_section_add(map, &section);
2870 }
2871
2872 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
2873                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2874 {
2875     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2876     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2877     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2878     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2879
2880     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
2881 }
2882
2883 static void io_mem_init(void)
2884 {
2885     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2886                           NULL, UINT64_MAX);
2887 }
2888
2889 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2890 {
2891     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2892     uint16_t n;
2893
2894     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2895     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2896
2897     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2898
2899     return d;
2900 }
2901
2902 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2903 {
2904     phys_sections_free(&d->map);
2905     g_free(d);
2906 }
2907
2908 static void do_nothing(CPUState *cpu, run_on_cpu_data d)
2909 {
2910 }
2911
2912 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener)
2913 {
2914     CPUAddressSpace *cpuas;
2915
2916     /* Wait for the CPU to end the current TB.  This avoids the following
2917      * incorrect race:
2918      *
2919      *      vCPU                         migration
2920      *      ----------------------       -------------------------
2921      *      TLB check -> slow path
2922      *        notdirty_mem_write
2923      *          write to RAM
2924      *          mark dirty
2925      *                                   clear dirty flag
2926      *      TLB check -> fast path
2927      *                                   read memory
2928      *        write to RAM
2929      *
2930      * by pushing the migration thread's memory read after the vCPU thread has
2931      * written the memory.
2932      */
2933     if (replay_mode == REPLAY_MODE_NONE) {
2934         /*
2935          * VGA can make calls to this function while updating the screen.
2936          * In record/replay mode this causes a deadlock, because
2937          * run_on_cpu waits for rr mutex. Therefore no races are possible
2938          * in this case and no need for making run_on_cpu when
2939          * record/replay is not enabled.
2940          */
2941         cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2942         run_on_cpu(cpuas->cpu, do_nothing, RUN_ON_CPU_NULL);
2943     }
2944 }
2945
2946 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2947 {
2948     CPUAddressSpace *cpuas;
2949     AddressSpaceDispatch *d;
2950
2951     assert(tcg_enabled());
2952     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2953        reset the modified entries */
2954     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2955     cpu_reloading_memory_map();
2956     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2957      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2958      * may have split the RCU critical section.
2959      */
2960     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2961     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2962     tlb_flush(cpuas->cpu);
2963 }
2964
2965 static void memory_map_init(void)
2966 {
2967     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2968
2969     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2970     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2971
2972     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2973     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2974                           65536);
2975     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2976 }
2977
2978 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2979 {
2980     return system_memory;
2981 }
2982
2983 MemoryRegion *get_system_io(void)
2984 {
2985     return system_io;
2986 }
2987
2988 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2989
2990 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2991 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2992 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2993                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
2994 {
2995     int flags;
2996     target_ulong l, page;
2997     void * p;
2998     uint8_t *buf = ptr;
2999
3000     while (len > 0) {
3001         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3002         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3003         if (l > len)
3004             l = len;
3005         flags = page_get_flags(page);
3006         if (!(flags & PAGE_VALID))
3007             return -1;
3008         if (is_write) {
3009             if (!(flags & PAGE_WRITE))
3010                 return -1;
3011             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3012             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
3013                 return -1;
3014             memcpy(p, buf, l);
3015             unlock_user(p, addr, l);
3016         } else {
3017             if (!(flags & PAGE_READ))
3018                 return -1;
3019             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3020             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
3021                 return -1;
3022             memcpy(buf, p, l);
3023             unlock_user(p, addr, 0);
3024         }
3025         len -= l;
3026         buf += l;
3027         addr += l;
3028     }
3029     return 0;
3030 }
3031
3032 #else
3033
3034 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
3035                                      hwaddr length)
3036 {
3037     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
3038     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
3039
3040     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
3041      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
3042      * xen_modified_memory.
3043      */
3044     if (dirty_log_mask) {
3045         dirty_log_mask =
3046             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
3047     }
3048     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3049         assert(tcg_enabled());
3050         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3051         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3052     }
3053     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3054 }
3055
3056 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
3057 {
3058     /*
3059      * In principle this function would work on other memory region types too,
3060      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
3061      * necessary.  Other memory regions should use the
3062      * address_space_read/write() APIs.
3063      */
3064     assert(memory_region_is_romd(mr));
3065
3066     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
3067 }
3068
3069 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3070 {
3071     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3072
3073     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3074        otherwise specified.  */
3075     if (access_size_max == 0) {
3076         access_size_max = 4;
3077     }
3078
3079     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3080     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3081         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3082         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3083             access_size_max = align_size_max;
3084         }
3085     }
3086
3087     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3088     if (l > access_size_max) {
3089         l = access_size_max;
3090     }
3091     l = pow2floor(l);
3092
3093     return l;
3094 }
3095
3096 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3097 {
3098     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3099     bool release_lock = false;
3100
3101     if (unlocked && mr->global_locking) {
3102         qemu_mutex_lock_iothread();
3103         unlocked = false;
3104         release_lock = true;
3105     }
3106     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3107         if (unlocked) {
3108             qemu_mutex_lock_iothread();
3109         }
3110         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3111         if (unlocked) {
3112             qemu_mutex_unlock_iothread();
3113         }
3114     }
3115
3116     return release_lock;
3117 }
3118
3119 /* Called within RCU critical section.  */
3120 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3121                                            MemTxAttrs attrs,
3122                                            const void *ptr,
3123                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
3124                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3125 {
3126     uint8_t *ram_ptr;
3127     uint64_t val;
3128     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3129     bool release_lock = false;
3130     const uint8_t *buf = ptr;
3131
3132     for (;;) {
3133         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3134             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3135             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3136             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3137                potential bugs */
3138             val = ldn_he_p(buf, l);
3139             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val,
3140                                                    size_memop(l), attrs);
3141         } else {
3142             /* RAM case */
3143             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3144             memcpy(ram_ptr, buf, l);
3145             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3146         }
3147
3148         if (release_lock) {
3149             qemu_mutex_unlock_iothread();
3150             release_lock = false;
3151         }
3152
3153         len -= l;
3154         buf += l;
3155         addr += l;
3156
3157         if (!len) {
3158             break;
3159         }
3160
3161         l = len;
3162         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3163     }
3164
3165     return result;
3166 }
3167
3168 /* Called from RCU critical section.  */
3169 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3170                                   const void *buf, hwaddr len)
3171 {
3172     hwaddr l;
3173     hwaddr addr1;
3174     MemoryRegion *mr;
3175     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3176
3177     l = len;
3178     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3179     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3180                                      addr1, l, mr);
3181
3182     return result;
3183 }
3184
3185 /* Called within RCU critical section.  */
3186 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3187                                    MemTxAttrs attrs, void *ptr,
3188                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3189                                    MemoryRegion *mr)
3190 {
3191     uint8_t *ram_ptr;
3192     uint64_t val;
3193     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3194     bool release_lock = false;
3195     uint8_t *buf = ptr;
3196
3197     for (;;) {
3198         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3199             /* I/O case */
3200             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3201             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3202             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val,
3203                                                   size_memop(l), attrs);
3204             stn_he_p(buf, l, val);
3205         } else {
3206             /* RAM case */
3207             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3208             memcpy(buf, ram_ptr, l);
3209         }
3210
3211         if (release_lock) {
3212             qemu_mutex_unlock_iothread();
3213             release_lock = false;
3214         }
3215
3216         len -= l;
3217         buf += l;
3218         addr += l;
3219
3220         if (!len) {
3221             break;
3222         }
3223
3224         l = len;
3225         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3226     }
3227
3228     return result;
3229 }
3230
3231 /* Called from RCU critical section.  */
3232 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3233                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3234 {
3235     hwaddr l;
3236     hwaddr addr1;
3237     MemoryRegion *mr;
3238
3239     l = len;
3240     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3241     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3242                                   addr1, l, mr);
3243 }
3244
3245 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3246                                     MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3247 {
3248     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3249     FlatView *fv;
3250
3251     if (len > 0) {
3252         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3253         fv = address_space_to_flatview(as);
3254         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3255     }
3256
3257     return result;
3258 }
3259
3260 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3261                                 MemTxAttrs attrs,
3262                                 const void *buf, hwaddr len)
3263 {
3264     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3265     FlatView *fv;
3266
3267     if (len > 0) {
3268         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3269         fv = address_space_to_flatview(as);
3270         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3271     }
3272
3273     return result;
3274 }
3275
3276 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3277                              void *buf, hwaddr len, bool is_write)
3278 {
3279     if (is_write) {
3280         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3281     } else {
3282         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3283     }
3284 }
3285
3286 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, void *buf,
3287                             hwaddr len, bool is_write)
3288 {
3289     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3290                      buf, len, is_write);
3291 }
3292
3293 enum write_rom_type {
3294     WRITE_DATA,
3295     FLUSH_CACHE,
3296 };
3297
3298 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3299                                                            hwaddr addr,
3300                                                            MemTxAttrs attrs,
3301                                                            const void *ptr,
3302                                                            hwaddr len,
3303                                                            enum write_rom_type type)
3304 {
3305     hwaddr l;
3306     uint8_t *ram_ptr;
3307     hwaddr addr1;
3308     MemoryRegion *mr;
3309     const uint8_t *buf = ptr;
3310
3311     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3312     while (len > 0) {
3313         l = len;
3314         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3315
3316         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3317               memory_region_is_romd(mr))) {
3318             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3319         } else {
3320             /* ROM/RAM case */
3321             ram_ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3322             switch (type) {
3323             case WRITE_DATA:
3324                 memcpy(ram_ptr, buf, l);
3325                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3326                 break;
3327             case FLUSH_CACHE:
3328                 flush_icache_range((uintptr_t)ram_ptr, (uintptr_t)ram_ptr + l);
3329                 break;
3330             }
3331         }
3332         len -= l;
3333         buf += l;
3334         addr += l;
3335     }
3336     return MEMTX_OK;
3337 }
3338
3339 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3340 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3341                                     MemTxAttrs attrs,
3342                                     const void *buf, hwaddr len)
3343 {
3344     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
3345                                             buf, len, WRITE_DATA);
3346 }
3347
3348 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
3349 {
3350     /*
3351      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3352      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3353      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3354      * the host's instruction cache at least.
3355      */
3356     if (tcg_enabled()) {
3357         return;
3358     }
3359
3360     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3361                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3362                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3363 }
3364
3365 typedef struct {
3366     MemoryRegion *mr;
3367     void *buffer;
3368     hwaddr addr;
3369     hwaddr len;
3370     bool in_use;
3371 } BounceBuffer;
3372
3373 static BounceBuffer bounce;
3374
3375 typedef struct MapClient {
3376     QEMUBH *bh;
3377     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3378 } MapClient;
3379
3380 QemuMutex map_client_list_lock;
3381 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3382     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3383
3384 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3385 {
3386     QLIST_REMOVE(client, link);
3387     g_free(client);
3388 }
3389
3390 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3391 {
3392     MapClient *client;
3393
3394     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3395         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3396         qemu_bh_schedule(client->bh);
3397         cpu_unregister_map_client_do(client);
3398     }
3399 }
3400
3401 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3402 {
3403     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3404
3405     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3406     client->bh = bh;
3407     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3408     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3409         cpu_notify_map_clients_locked();
3410     }
3411     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3412 }
3413
3414 void cpu_exec_init_all(void)
3415 {
3416     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3417     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3418      * so no more changes can be made after this point.
3419      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3420      * machine setup would care about the target page size, and we could
3421      * do this much later, rather than requiring board models to state
3422      * up front what their requirements are.
3423      */
3424     finalize_target_page_bits();
3425     io_mem_init();
3426     memory_map_init();
3427     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3428 }
3429
3430 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3431 {
3432     MapClient *client;
3433
3434     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3435     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3436         if (client->bh == bh) {
3437             cpu_unregister_map_client_do(client);
3438             break;
3439         }
3440     }
3441     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3442 }
3443
3444 static void cpu_notify_map_clients(void)
3445 {
3446     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3447     cpu_notify_map_clients_locked();
3448     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3449 }
3450
3451 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3452                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3453 {
3454     MemoryRegion *mr;
3455     hwaddr l, xlat;
3456
3457     while (len > 0) {
3458         l = len;
3459         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3460         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3461             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3462             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3463                 return false;
3464             }
3465         }
3466
3467         len -= l;
3468         addr += l;
3469     }
3470     return true;
3471 }
3472
3473 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3474                                 hwaddr len, bool is_write,
3475                                 MemTxAttrs attrs)
3476 {
3477     FlatView *fv;
3478     bool result;
3479
3480     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3481     fv = address_space_to_flatview(as);
3482     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3483     return result;
3484 }
3485
3486 static hwaddr
3487 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3488                             hwaddr target_len,
3489                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3490                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3491 {
3492     hwaddr done = 0;
3493     hwaddr xlat;
3494     MemoryRegion *this_mr;
3495
3496     for (;;) {
3497         target_len -= len;
3498         addr += len;
3499         done += len;
3500         if (target_len == 0) {
3501             return done;
3502         }
3503
3504         len = target_len;
3505         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3506                                      &len, is_write, attrs);
3507         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3508             return done;
3509         }
3510     }
3511 }
3512
3513 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3514  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3515  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3516  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3517  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3518  * likely to succeed.
3519  */
3520 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3521                         hwaddr addr,
3522                         hwaddr *plen,
3523                         bool is_write,
3524                         MemTxAttrs attrs)
3525 {
3526     hwaddr len = *plen;
3527     hwaddr l, xlat;
3528     MemoryRegion *mr;
3529     void *ptr;
3530     FlatView *fv;
3531
3532     if (len == 0) {
3533         return NULL;
3534     }
3535
3536     l = len;
3537     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3538     fv = address_space_to_flatview(as);
3539     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3540
3541     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3542         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3543             return NULL;
3544         }
3545         /* Avoid unbounded allocations */
3546         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3547         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3548         bounce.addr = addr;
3549         bounce.len = l;
3550
3551         memory_region_ref(mr);
3552         bounce.mr = mr;
3553         if (!is_write) {
3554             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3555                                bounce.buffer, l);
3556         }
3557
3558         *plen = l;
3559         return bounce.buffer;
3560     }
3561
3562
3563     memory_region_ref(mr);
3564     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3565                                         l, is_write, attrs);
3566     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3567
3568     return ptr;
3569 }
3570
3571 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3572  * Will also mark the memory as dirty if is_write is true.  access_len gives
3573  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3574  */
3575 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3576                          bool is_write, hwaddr access_len)
3577 {
3578     if (buffer != bounce.buffer) {
3579         MemoryRegion *mr;
3580         ram_addr_t addr1;
3581
3582         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3583         assert(mr != NULL);
3584         if (is_write) {
3585             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3586         }
3587         if (xen_enabled()) {
3588             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3589         }
3590         memory_region_unref(mr);
3591         return;
3592     }
3593     if (is_write) {
3594         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3595                             bounce.buffer, access_len);
3596     }
3597     qemu_vfree(bounce.buffer);
3598     bounce.buffer = NULL;
3599     memory_region_unref(bounce.mr);
3600     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3601     cpu_notify_map_clients();
3602 }
3603
3604 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3605                               hwaddr *plen,
3606                               bool is_write)
3607 {
3608     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3609                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3610 }
3611
3612 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3613                                bool is_write, hwaddr access_len)
3614 {
3615     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3616 }
3617
3618 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3619 #define ARG1                     as
3620 #define SUFFIX
3621 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3622 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3623 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3624 #include "memory_ldst.inc.c"
3625
3626 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3627                                  AddressSpace *as,
3628                                  hwaddr addr,
3629                                  hwaddr len,
3630                                  bool is_write)
3631 {
3632     AddressSpaceDispatch *d;
3633     hwaddr l;
3634     MemoryRegion *mr;
3635
3636     assert(len > 0);
3637
3638     l = len;
3639     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3640     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3641     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3642
3643     mr = cache->mrs.mr;
3644     memory_region_ref(mr);
3645     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3646         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3647          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3648          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3649          */
3650         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3651                                         cache->xlat, l, is_write,
3652                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3653         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3654     } else {
3655         cache->ptr = NULL;
3656     }
3657
3658     cache->len = l;
3659     cache->is_write = is_write;
3660     return l;
3661 }
3662
3663 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3664                                     hwaddr addr,
3665                                     hwaddr access_len)
3666 {
3667     assert(cache->is_write);
3668     if (likely(cache->ptr)) {
3669         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3670     }
3671 }
3672
3673 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3674 {
3675     if (!cache->mrs.mr) {
3676         return;
3677     }
3678
3679     if (xen_enabled()) {
3680         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3681     }
3682     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3683     flatview_unref(cache->fv);
3684     cache->mrs.mr = NULL;
3685     cache->fv = NULL;
3686 }
3687
3688 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3689  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3690  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3691  * address_space_cache_init.
3692  */
3693 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3694     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3695     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3696 {
3697     MemoryRegionSection section;
3698     MemoryRegion *mr;
3699     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3700     AddressSpace *target_as;
3701
3702     assert(!cache->ptr);
3703     *xlat = addr + cache->xlat;
3704
3705     mr = cache->mrs.mr;
3706     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3707     if (!iommu_mr) {
3708         /* MMIO region.  */
3709         return mr;
3710     }
3711
3712     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3713                                             NULL, is_write, true,
3714                                             &target_as, attrs);
3715     return section.mr;
3716 }
3717
3718 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3719  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3720  */
3721 void
3722 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3723                                    void *buf, hwaddr len)
3724 {
3725     hwaddr addr1, l;
3726     MemoryRegion *mr;
3727
3728     l = len;
3729     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3730                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3731     flatview_read_continue(cache->fv,
3732                            addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3733                            addr1, l, mr);
3734 }
3735
3736 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3737  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3738  */
3739 void
3740 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3741                                     const void *buf, hwaddr len)
3742 {
3743     hwaddr addr1, l;
3744     MemoryRegion *mr;
3745
3746     l = len;
3747     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3748                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3749     flatview_write_continue(cache->fv,
3750                             addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3751                             addr1, l, mr);
3752 }
3753
3754 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3755 #define ARG1                     cache
3756 #define SUFFIX                   _cached_slow
3757 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3758 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3759 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3760 #include "memory_ldst.inc.c"
3761
3762 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3763 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3764                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3765 {
3766     hwaddr phys_addr;
3767     target_ulong l, page;
3768     uint8_t *buf = ptr;
3769
3770     cpu_synchronize_state(cpu);
3771     while (len > 0) {
3772         int asidx;
3773         MemTxAttrs attrs;
3774
3775         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3776         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3777         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3778         /* if no physical page mapped, return an error */
3779         if (phys_addr == -1)
3780             return -1;
3781         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3782         if (l > len)
3783             l = len;
3784         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3785         if (is_write) {
3786             address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3787                                     attrs, buf, l);
3788         } else {
3789             address_space_read(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr, attrs, buf,
3790                                l);
3791         }
3792         len -= l;
3793         buf += l;
3794         addr += l;
3795     }
3796     return 0;
3797 }
3798
3799 /*
3800  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3801  * target independent.
3802  */
3803 size_t qemu_target_page_size(void)
3804 {
3805     return TARGET_PAGE_SIZE;
3806 }
3807
3808 int qemu_target_page_bits(void)
3809 {
3810     return TARGET_PAGE_BITS;
3811 }
3812
3813 int qemu_target_page_bits_min(void)
3814 {
3815     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3816 }
3817 #endif
3818
3819 bool target_words_bigendian(void)
3820 {
3821 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3822     return true;
3823 #else
3824     return false;
3825 #endif
3826 }
3827
3828 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3829 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3830 {
3831     MemoryRegion*mr;
3832     hwaddr l = 1;
3833     bool res;
3834
3835     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3836     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3837                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
3838                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3839
3840     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3841     return res;
3842 }
3843
3844 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3845 {
3846     RAMBlock *block;
3847     int ret = 0;
3848
3849     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3850     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3851         ret = func(block, opaque);
3852         if (ret) {
3853             break;
3854         }
3855     }
3856     return ret;
3857 }
3858
3859 /*
3860  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3861  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3862  * the OS provides for postcopy.
3863  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3864  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3865  *
3866  */
3867 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3868 {
3869     int ret = -1;
3870
3871     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3872
3873     if (!QEMU_PTR_IS_ALIGNED(host_startaddr, rb->page_size)) {
3874         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3875                      host_startaddr);
3876         goto err;
3877     }
3878
3879     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3880         bool need_madvise, need_fallocate;
3881         if (!QEMU_IS_ALIGNED(length, rb->page_size)) {
3882             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned length: %zx",
3883                          length);
3884             goto err;
3885         }
3886
3887         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3888
3889         /* The logic here is messy;
3890          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3891          *    fallocate works on hugepages and shmem
3892          */
3893         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3894         need_fallocate = rb->fd != -1;
3895         if (need_fallocate) {
3896             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3897              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3898              * so a userfault will trigger.
3899              */
3900 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3901             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3902                             start, length);
3903             if (ret) {
3904                 ret = -errno;
3905                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3906                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3907                              rb->idstr, start, length, ret);
3908                 goto err;
3909             }
3910 #else
3911             ret = -ENOSYS;
3912             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3913                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3914                          rb->idstr, start, length, ret);
3915             goto err;
3916 #endif
3917         }
3918         if (need_madvise) {
3919             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3920              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3921              * and to fall back on the file contents (which we just
3922              * fallocate'd away).
3923              */
3924 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3925             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3926             if (ret) {
3927                 ret = -errno;
3928                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3929                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3930                              rb->idstr, start, length, ret);
3931                 goto err;
3932             }
3933 #else
3934             ret = -ENOSYS;
3935             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3936                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3937                          rb->idstr, start, length, ret);
3938             goto err;
3939 #endif
3940         }
3941         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3942                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3943     } else {
3944         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3945                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3946                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3947     }
3948
3949 err:
3950     return ret;
3951 }
3952
3953 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
3954 {
3955     return rb->flags & RAM_PMEM;
3956 }
3957
3958 #endif
3959
3960 void page_size_init(void)
3961 {
3962     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
3963        TARGET_PAGE_SIZE */
3964     if (qemu_host_page_size == 0) {
3965         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
3966     }
3967     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
3968         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
3969     }
3970     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
3971 }
3972
3973 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
3974
3975 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
3976 {
3977     if (start == end - 1) {
3978         qemu_printf("\t%3d      ", start);
3979     } else {
3980         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3981     }
3982     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
3983     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3984         qemu_printf(" ptr=NIL");
3985     } else if (!skip) {
3986         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
3987     } else {
3988         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
3989     }
3990     qemu_printf("\n");
3991 }
3992
3993 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
3994                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
3995
3996 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
3997 {
3998     int i;
3999
4000     qemu_printf("  Dispatch\n");
4001     qemu_printf("    Physical sections\n");
4002
4003     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
4004         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
4005         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
4006                                 " [ROM]", " [watch]" };
4007
4008         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
4009                     " %s%s%s%s%s",
4010             i,
4011             s->offset_within_address_space,
4012             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
4013             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
4014             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
4015             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
4016             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
4017             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
4018
4019         if (s->mr->alias) {
4020             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
4021                     s->mr->alias->name : "noname");
4022         }
4023         qemu_printf("\n");
4024     }
4025
4026     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
4027                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
4028     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
4029         int j, jprev;
4030         PhysPageEntry prev;
4031         Node *n = d->map.nodes + i;
4032
4033         qemu_printf("      [%d]\n", i);
4034
4035         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
4036             PhysPageEntry *pe = *n + j;
4037
4038             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
4039                 continue;
4040             }
4041
4042             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4043
4044             jprev = j;
4045             prev = *pe;
4046         }
4047
4048         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
4049             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4050         }
4051     }
4052 }
4053
4054 #endif
This page took 0.245795 seconds and 4 git commands to generate.