]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
hw/block/nvme: verify msix_init_exclusive_bar() return value
[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     tlb_destroy(cpu);
896     cpu_list_remove(cpu);
897
898     if (cc->vmsd != NULL) {
899         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
900     }
901     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
902         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
903     }
904 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
905     tcg_iommu_free_notifier_list(cpu);
906 #endif
907 }
908
909 Property cpu_common_props[] = {
910 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
911     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
912      * so users can wire up its memory. (This can't go in hw/core/cpu.c
913      * because that file is compiled only once for both user-mode
914      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
915      * the system address space.
916      */
917     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
918                      MemoryRegion *),
919 #endif
920     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
921 };
922
923 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
924 {
925     cpu->as = NULL;
926     cpu->num_ases = 0;
927
928 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
929     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
930     cpu->memory = system_memory;
931     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
932 #endif
933 }
934
935 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
936 {
937     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
938     static bool tcg_target_initialized;
939
940     cpu_list_add(cpu);
941
942     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
943         tcg_target_initialized = true;
944         cc->tcg_initialize();
945     }
946     tlb_init(cpu);
947
948     qemu_plugin_vcpu_init_hook(cpu);
949
950 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
951     assert(cc->vmsd == NULL);
952 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
953     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
954         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
955     }
956     if (cc->vmsd != NULL) {
957         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
958     }
959
960     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
961 #endif
962 }
963
964 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
965 {
966     ObjectClass *oc;
967     CPUClass *cc;
968     gchar **model_pieces;
969     const char *cpu_type;
970
971     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
972     if (!model_pieces[0]) {
973         error_report("-cpu option cannot be empty");
974         exit(1);
975     }
976
977     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
978     if (oc == NULL) {
979         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
980         g_strfreev(model_pieces);
981         exit(EXIT_FAILURE);
982     }
983
984     cpu_type = object_class_get_name(oc);
985     cc = CPU_CLASS(oc);
986     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
987     g_strfreev(model_pieces);
988     return cpu_type;
989 }
990
991 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
992 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
993 {
994     mmap_lock();
995     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1);
996     mmap_unlock();
997 }
998
999 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1000 {
1001     tb_invalidate_phys_addr(pc);
1002 }
1003 #else
1004 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
1005 {
1006     ram_addr_t ram_addr;
1007     MemoryRegion *mr;
1008     hwaddr l = 1;
1009
1010     if (!tcg_enabled()) {
1011         return;
1012     }
1013
1014     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1015     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
1016     if (!(memory_region_is_ram(mr)
1017           || memory_region_is_romd(mr))) {
1018         return;
1019     }
1020     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
1021     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1);
1022 }
1023
1024 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1025 {
1026     /*
1027      * There may not be a virtual to physical translation for the pc
1028      * right now, but there may exist cached TB for this pc.
1029      * Flush the whole TB cache to force re-translation of such TBs.
1030      * This is heavyweight, but we're debugging anyway.
1031      */
1032     tb_flush(cpu);
1033 }
1034 #endif
1035
1036 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1037 /* Add a watchpoint.  */
1038 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1039                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1040 {
1041     CPUWatchpoint *wp;
1042     vaddr in_page;
1043
1044     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
1045     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
1046         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
1047                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
1048         return -EINVAL;
1049     }
1050     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
1051
1052     wp->vaddr = addr;
1053     wp->len = len;
1054     wp->flags = flags;
1055
1056     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
1057     if (flags & BP_GDB) {
1058         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1059     } else {
1060         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1061     }
1062
1063     in_page = -(addr | TARGET_PAGE_MASK);
1064     if (len <= in_page) {
1065         tlb_flush_page(cpu, addr);
1066     } else {
1067         tlb_flush(cpu);
1068     }
1069
1070     if (watchpoint)
1071         *watchpoint = wp;
1072     return 0;
1073 }
1074
1075 /* Remove a specific watchpoint.  */
1076 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1077                           int flags)
1078 {
1079     CPUWatchpoint *wp;
1080
1081     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1082         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
1083                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
1084             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1085             return 0;
1086         }
1087     }
1088     return -ENOENT;
1089 }
1090
1091 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
1092 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1093 {
1094     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
1095
1096     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
1097
1098     g_free(watchpoint);
1099 }
1100
1101 /* Remove all matching watchpoints.  */
1102 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1103 {
1104     CPUWatchpoint *wp, *next;
1105
1106     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
1107         if (wp->flags & mask) {
1108             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1109         }
1110     }
1111 }
1112
1113 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
1114  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
1115  * partially or completely with the address range covered by the
1116  * access).
1117  */
1118 static inline bool watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
1119                                               vaddr addr, vaddr len)
1120 {
1121     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
1122      * required to avoid errors in the case where the range ends
1123      * exactly at the top of the address space and so addr + len
1124      * wraps round to zero.
1125      */
1126     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
1127     vaddr addrend = addr + len - 1;
1128
1129     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
1130 }
1131
1132 /* Return flags for watchpoints that match addr + prot.  */
1133 int cpu_watchpoint_address_matches(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len)
1134 {
1135     CPUWatchpoint *wp;
1136     int ret = 0;
1137
1138     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1139         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)) {
1140             ret |= wp->flags;
1141         }
1142     }
1143     return ret;
1144 }
1145 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
1146
1147 /* Add a breakpoint.  */
1148 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
1149                           CPUBreakpoint **breakpoint)
1150 {
1151     CPUBreakpoint *bp;
1152
1153     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
1154
1155     bp->pc = pc;
1156     bp->flags = flags;
1157
1158     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
1159     if (flags & BP_GDB) {
1160         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1161     } else {
1162         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1163     }
1164
1165     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1166
1167     if (breakpoint) {
1168         *breakpoint = bp;
1169     }
1170     return 0;
1171 }
1172
1173 /* Remove a specific breakpoint.  */
1174 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1175 {
1176     CPUBreakpoint *bp;
1177
1178     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1179         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1180             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1181             return 0;
1182         }
1183     }
1184     return -ENOENT;
1185 }
1186
1187 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1188 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1189 {
1190     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1191
1192     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1193
1194     g_free(breakpoint);
1195 }
1196
1197 /* Remove all matching breakpoints. */
1198 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1199 {
1200     CPUBreakpoint *bp, *next;
1201
1202     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1203         if (bp->flags & mask) {
1204             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1205         }
1206     }
1207 }
1208
1209 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1210    CPU loop after each instruction */
1211 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1212 {
1213     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1214         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1215         if (kvm_enabled()) {
1216             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1217         } else {
1218             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1219             /* XXX: only flush what is necessary */
1220             tb_flush(cpu);
1221         }
1222     }
1223 }
1224
1225 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1226 {
1227     va_list ap;
1228     va_list ap2;
1229
1230     va_start(ap, fmt);
1231     va_copy(ap2, ap);
1232     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1233     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1234     fprintf(stderr, "\n");
1235     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1236     if (qemu_log_separate()) {
1237         FILE *logfile = qemu_log_lock();
1238         qemu_log("qemu: fatal: ");
1239         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1240         qemu_log("\n");
1241         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1242         qemu_log_flush();
1243         qemu_log_unlock(logfile);
1244         qemu_log_close();
1245     }
1246     va_end(ap2);
1247     va_end(ap);
1248     replay_finish();
1249 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1250     {
1251         struct sigaction act;
1252         sigfillset(&act.sa_mask);
1253         act.sa_handler = SIG_DFL;
1254         act.sa_flags = 0;
1255         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1256     }
1257 #endif
1258     abort();
1259 }
1260
1261 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1262 /* Called from RCU critical section */
1263 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1264 {
1265     RAMBlock *block;
1266
1267     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1268     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1269         return block;
1270     }
1271     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1272         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1273             goto found;
1274         }
1275     }
1276
1277     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1278     abort();
1279
1280 found:
1281     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1282      * is what happens:
1283      *
1284      *     mru_block = xxx
1285      *     rcu_read_unlock()
1286      *                                        xxx removed from list
1287      *                  rcu_read_lock()
1288      *                  read mru_block
1289      *                                        mru_block = NULL;
1290      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1291      *                  rcu_read_unlock()
1292      *
1293      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1294      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1295      * copy of the pointer.
1296      */
1297     ram_list.mru_block = block;
1298     return block;
1299 }
1300
1301 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1302 {
1303     CPUState *cpu;
1304     ram_addr_t start1;
1305     RAMBlock *block;
1306     ram_addr_t end;
1307
1308     assert(tcg_enabled());
1309     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1310     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1311
1312     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1313     block = qemu_get_ram_block(start);
1314     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1315     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1316     CPU_FOREACH(cpu) {
1317         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1318     }
1319 }
1320
1321 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1322 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1323                                               ram_addr_t length,
1324                                               unsigned client)
1325 {
1326     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1327     unsigned long end, page, start_page;
1328     bool dirty = false;
1329     RAMBlock *ramblock;
1330     uint64_t mr_offset, mr_size;
1331
1332     if (length == 0) {
1333         return false;
1334     }
1335
1336     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1337     start_page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1338     page = start_page;
1339
1340     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1341         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1342         ramblock = qemu_get_ram_block(start);
1343         /* Range sanity check on the ramblock */
1344         assert(start >= ramblock->offset &&
1345                start + length <= ramblock->offset + ramblock->used_length);
1346
1347         while (page < end) {
1348             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1349             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1350             unsigned long num = MIN(end - page,
1351                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1352
1353             dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1354                                                   offset, num);
1355             page += num;
1356         }
1357
1358         mr_offset = (ram_addr_t)(start_page << TARGET_PAGE_BITS) - ramblock->offset;
1359         mr_size = (end - start_page) << TARGET_PAGE_BITS;
1360         memory_region_clear_dirty_bitmap(ramblock->mr, mr_offset, mr_size);
1361     }
1362
1363     if (dirty && tcg_enabled()) {
1364         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1365     }
1366
1367     return dirty;
1368 }
1369
1370 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1371     (MemoryRegion *mr, hwaddr offset, hwaddr length, unsigned client)
1372 {
1373     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1374     ram_addr_t start = memory_region_get_ram_addr(mr) + offset;
1375     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1376     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1377     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1378     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1379     unsigned long page, end, dest;
1380
1381     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1382                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1383     snap->start = first;
1384     snap->end   = last;
1385
1386     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1387     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1388     dest = 0;
1389
1390     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1391         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1392
1393         while (page < end) {
1394             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1395             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1396             unsigned long num = MIN(end - page,
1397                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1398
1399             assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1400             assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1401             offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1402
1403             bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1404                                          blocks->blocks[idx] + offset,
1405                                          num);
1406             page += num;
1407             dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1408         }
1409     }
1410
1411     if (tcg_enabled()) {
1412         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1413     }
1414
1415     memory_region_clear_dirty_bitmap(mr, offset, length);
1416
1417     return snap;
1418 }
1419
1420 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1421                                             ram_addr_t start,
1422                                             ram_addr_t length)
1423 {
1424     unsigned long page, end;
1425
1426     assert(start >= snap->start);
1427     assert(start + length <= snap->end);
1428
1429     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1430     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1431
1432     while (page < end) {
1433         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1434             return true;
1435         }
1436         page++;
1437     }
1438     return false;
1439 }
1440
1441 /* Called from RCU critical section */
1442 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1443                                        MemoryRegionSection *section)
1444 {
1445     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1446     return section - d->map.sections;
1447 }
1448 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1449
1450 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1451
1452 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1453                             uint16_t section);
1454 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1455
1456 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1457                                qemu_anon_ram_alloc;
1458
1459 /*
1460  * Set a custom physical guest memory alloator.
1461  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1462  * get rid of it eventually.
1463  */
1464 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1465 {
1466     phys_mem_alloc = alloc;
1467 }
1468
1469 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1470                                  MemoryRegionSection *section)
1471 {
1472     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1473      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1474      * never overflow into the page-aligned value.
1475      */
1476     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1477
1478     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1479         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1480         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1481                                 map->sections_nb_alloc);
1482     }
1483     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1484     memory_region_ref(section->mr);
1485     return map->sections_nb++;
1486 }
1487
1488 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1489 {
1490     bool have_sub_page = mr->subpage;
1491
1492     memory_region_unref(mr);
1493
1494     if (have_sub_page) {
1495         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1496         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1497         g_free(subpage);
1498     }
1499 }
1500
1501 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1502 {
1503     while (map->sections_nb > 0) {
1504         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1505         phys_section_destroy(section->mr);
1506     }
1507     g_free(map->sections);
1508     g_free(map->nodes);
1509 }
1510
1511 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1512 {
1513     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1514     subpage_t *subpage;
1515     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1516         & TARGET_PAGE_MASK;
1517     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1518     MemoryRegionSection subsection = {
1519         .offset_within_address_space = base,
1520         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1521     };
1522     hwaddr start, end;
1523
1524     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1525
1526     if (!(existing->mr->subpage)) {
1527         subpage = subpage_init(fv, base);
1528         subsection.fv = fv;
1529         subsection.mr = &subpage->iomem;
1530         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1531                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1532     } else {
1533         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1534     }
1535     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1536     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1537     subpage_register(subpage, start, end,
1538                      phys_section_add(&d->map, section));
1539 }
1540
1541
1542 static void register_multipage(FlatView *fv,
1543                                MemoryRegionSection *section)
1544 {
1545     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1546     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1547     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1548     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1549                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1550
1551     assert(num_pages);
1552     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * The range in *section* may look like this:
1557  *
1558  *      |s|PPPPPPP|s|
1559  *
1560  * where s stands for subpage and P for page.
1561  */
1562 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1563 {
1564     MemoryRegionSection remain = *section;
1565     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1566
1567     /* register first subpage */
1568     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1569         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1570                         - remain.offset_within_address_space;
1571
1572         MemoryRegionSection now = remain;
1573         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1574         register_subpage(fv, &now);
1575         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1576             return;
1577         }
1578         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1579         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1580         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1581     }
1582
1583     /* register whole pages */
1584     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1585         MemoryRegionSection now = remain;
1586         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1587         register_multipage(fv, &now);
1588         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1589             return;
1590         }
1591         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1592         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1593         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1594     }
1595
1596     /* register last subpage */
1597     register_subpage(fv, &remain);
1598 }
1599
1600 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1601 {
1602     if (kvm_enabled())
1603         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1604 }
1605
1606 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1607 {
1608     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1609 }
1610
1611 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1612 {
1613     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1614 }
1615
1616 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1617 {
1618     RAMBlock *block;
1619     char *psize;
1620
1621     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1622     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1623                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1624     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1625         psize = size_to_str(block->page_size);
1626         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1627                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1628                        (uint64_t)block->offset,
1629                        (uint64_t)block->used_length,
1630                        (uint64_t)block->max_length);
1631         g_free(psize);
1632     }
1633 }
1634
1635 #ifdef __linux__
1636 /*
1637  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1638  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1639  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1640  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1641  */
1642 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1643 {
1644     long *hpsize_min = opaque;
1645
1646     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1647         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1648         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1649
1650         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1651             *hpsize_min = hpsize;
1652         }
1653     }
1654
1655     return 0;
1656 }
1657
1658 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1659 {
1660     long *hpsize_max = opaque;
1661
1662     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1663         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1664         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1665
1666         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1667             *hpsize_max = hpsize;
1668         }
1669     }
1670
1671     return 0;
1672 }
1673
1674 /*
1675  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1676  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1677  */
1678 long qemu_minrampagesize(void)
1679 {
1680     long hpsize = LONG_MAX;
1681     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1682
1683     object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1684     return hpsize;
1685 }
1686
1687 long qemu_maxrampagesize(void)
1688 {
1689     long pagesize = 0;
1690     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1691
1692     object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize, &pagesize);
1693     return pagesize;
1694 }
1695 #else
1696 long qemu_minrampagesize(void)
1697 {
1698     return qemu_real_host_page_size;
1699 }
1700 long qemu_maxrampagesize(void)
1701 {
1702     return qemu_real_host_page_size;
1703 }
1704 #endif
1705
1706 #ifdef CONFIG_POSIX
1707 static int64_t get_file_size(int fd)
1708 {
1709     int64_t size;
1710 #if defined(__linux__)
1711     struct stat st;
1712
1713     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1714         return -errno;
1715     }
1716
1717     /* Special handling for devdax character devices */
1718     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1719         g_autofree char *subsystem_path = NULL;
1720         g_autofree char *subsystem = NULL;
1721
1722         subsystem_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/subsystem",
1723                                          major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1724         subsystem = g_file_read_link(subsystem_path, NULL);
1725
1726         if (subsystem && g_str_has_suffix(subsystem, "/dax")) {
1727             g_autofree char *size_path = NULL;
1728             g_autofree char *size_str = NULL;
1729
1730             size_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/size",
1731                                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1732
1733             if (g_file_get_contents(size_path, &size_str, NULL, NULL)) {
1734                 return g_ascii_strtoll(size_str, NULL, 0);
1735             }
1736         }
1737     }
1738 #endif /* defined(__linux__) */
1739
1740     /* st.st_size may be zero for special files yet lseek(2) works */
1741     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1742     if (size < 0) {
1743         return -errno;
1744     }
1745     return size;
1746 }
1747
1748 static int file_ram_open(const char *path,
1749                          const char *region_name,
1750                          bool *created,
1751                          Error **errp)
1752 {
1753     char *filename;
1754     char *sanitized_name;
1755     char *c;
1756     int fd = -1;
1757
1758     *created = false;
1759     for (;;) {
1760         fd = open(path, O_RDWR);
1761         if (fd >= 0) {
1762             /* @path names an existing file, use it */
1763             break;
1764         }
1765         if (errno == ENOENT) {
1766             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1767             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1768             if (fd >= 0) {
1769                 *created = true;
1770                 break;
1771             }
1772         } else if (errno == EISDIR) {
1773             /* @path names a directory, create a file there */
1774             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1775             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1776             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1777                 if (*c == '/') {
1778                     *c = '_';
1779                 }
1780             }
1781
1782             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1783                                        sanitized_name);
1784             g_free(sanitized_name);
1785
1786             fd = mkstemp(filename);
1787             if (fd >= 0) {
1788                 unlink(filename);
1789                 g_free(filename);
1790                 break;
1791             }
1792             g_free(filename);
1793         }
1794         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1795             error_setg_errno(errp, errno,
1796                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1797                              path);
1798             return -1;
1799         }
1800         /*
1801          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1802          * something else creates the file between our two open().
1803          */
1804     }
1805
1806     return fd;
1807 }
1808
1809 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1810                             ram_addr_t memory,
1811                             int fd,
1812                             bool truncate,
1813                             Error **errp)
1814 {
1815     void *area;
1816
1817     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1818     if (block->mr->align % block->page_size) {
1819         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1820                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1821                    block->mr->align, block->page_size);
1822         return NULL;
1823     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1824         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1825                    " must be a power of two", block->mr->align);
1826         return NULL;
1827     }
1828     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1829 #if defined(__s390x__)
1830     if (kvm_enabled()) {
1831         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1832     }
1833 #endif
1834
1835     if (memory < block->page_size) {
1836         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1837                    "or larger than page size 0x%zx",
1838                    memory, block->page_size);
1839         return NULL;
1840     }
1841
1842     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1843
1844     /*
1845      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1846      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1847      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1848      * mmap will fail.
1849      *
1850      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1851      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1852      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1853      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1854      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1855      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1856      * is disabled as well.
1857      */
1858     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1859         perror("ftruncate");
1860     }
1861
1862     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1863                          block->flags & RAM_SHARED, block->flags & RAM_PMEM);
1864     if (area == MAP_FAILED) {
1865         error_setg_errno(errp, errno,
1866                          "unable to map backing store for guest RAM");
1867         return NULL;
1868     }
1869
1870     block->fd = fd;
1871     return area;
1872 }
1873 #endif
1874
1875 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1876  * dirty bitmaps.
1877  * Called with the ramlist lock held.
1878  */
1879 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1880 {
1881     RAMBlock *block, *next_block;
1882     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1883
1884     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1885
1886     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1887         return 0;
1888     }
1889
1890     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1891         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1892
1893         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1894          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1895          */
1896         candidate = block->offset + block->max_length;
1897         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1898
1899         /* Search for the closest following block
1900          * and find the gap.
1901          */
1902         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1903             if (next_block->offset >= candidate) {
1904                 next = MIN(next, next_block->offset);
1905             }
1906         }
1907
1908         /* If it fits remember our place and remember the size
1909          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1910          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1911          */
1912         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1913             offset = candidate;
1914             mingap = next - candidate;
1915         }
1916
1917         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1918     }
1919
1920     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1921         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1922                 (uint64_t)size);
1923         abort();
1924     }
1925
1926     trace_find_ram_offset(size, offset);
1927
1928     return offset;
1929 }
1930
1931 static unsigned long last_ram_page(void)
1932 {
1933     RAMBlock *block;
1934     ram_addr_t last = 0;
1935
1936     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1937     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1938         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1939     }
1940     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1941 }
1942
1943 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1944 {
1945     int ret;
1946
1947     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1948     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1949         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1950         if (ret) {
1951             perror("qemu_madvise");
1952             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1953                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1954         }
1955     }
1956 }
1957
1958 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1959 {
1960     return rb->idstr;
1961 }
1962
1963 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
1964 {
1965     return rb->host;
1966 }
1967
1968 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
1969 {
1970     return rb->offset;
1971 }
1972
1973 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
1974 {
1975     return rb->used_length;
1976 }
1977
1978 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1979 {
1980     return rb->flags & RAM_SHARED;
1981 }
1982
1983 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1984 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1985 {
1986     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1987 }
1988
1989 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1990 {
1991     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1992 }
1993
1994 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
1995 {
1996     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
1997 }
1998
1999 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
2000 {
2001     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
2002 }
2003
2004 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
2005 {
2006     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
2007 }
2008
2009 /* Called with iothread lock held.  */
2010 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
2011 {
2012     RAMBlock *block;
2013
2014     assert(new_block);
2015     assert(!new_block->idstr[0]);
2016
2017     if (dev) {
2018         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
2019         if (id) {
2020             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
2021             g_free(id);
2022         }
2023     }
2024     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
2025
2026     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2027     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2028         if (block != new_block &&
2029             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
2030             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
2031                     new_block->idstr);
2032             abort();
2033         }
2034     }
2035 }
2036
2037 /* Called with iothread lock held.  */
2038 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
2039 {
2040     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
2041      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
2042      * does not work anyway.
2043      */
2044     if (block) {
2045         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
2046     }
2047 }
2048
2049 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
2050 {
2051     return rb->page_size;
2052 }
2053
2054 /* Returns the largest size of page in use */
2055 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
2056 {
2057     RAMBlock *block;
2058     size_t largest = 0;
2059
2060     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2061         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
2062     }
2063
2064     return largest;
2065 }
2066
2067 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
2068 {
2069     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
2070         /* disabled by the user */
2071         return 0;
2072     }
2073
2074     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
2075 }
2076
2077 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
2078  * incoming migration, or right after reset.
2079  *
2080  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
2081  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
2082  * misuse, if necessary.
2083  */
2084 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
2085 {
2086     const ram_addr_t unaligned_size = newsize;
2087
2088     assert(block);
2089
2090     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
2091
2092     if (block->used_length == newsize) {
2093         /*
2094          * We don't have to resize the ram block (which only knows aligned
2095          * sizes), however, we have to notify if the unaligned size changed.
2096          */
2097         if (unaligned_size != memory_region_size(block->mr)) {
2098             memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2099             if (block->resized) {
2100                 block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2101             }
2102         }
2103         return 0;
2104     }
2105
2106     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
2107         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2108                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2109                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2110                          newsize, block->used_length);
2111         return -EINVAL;
2112     }
2113
2114     if (block->max_length < newsize) {
2115         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2116                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2117                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2118                          newsize, block->max_length);
2119         return -EINVAL;
2120     }
2121
2122     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
2123     block->used_length = newsize;
2124     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
2125                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2126     memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2127     if (block->resized) {
2128         block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2129     }
2130     return 0;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Trigger sync on the given ram block for range [start, start + length]
2135  * with the backing store if one is available.
2136  * Otherwise no-op.
2137  * @Note: this is supposed to be a synchronous op.
2138  */
2139 void qemu_ram_msync(RAMBlock *block, ram_addr_t start, ram_addr_t length)
2140 {
2141     /* The requested range should fit in within the block range */
2142     g_assert((start + length) <= block->used_length);
2143
2144 #ifdef CONFIG_LIBPMEM
2145     /* The lack of support for pmem should not block the sync */
2146     if (ramblock_is_pmem(block)) {
2147         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2148         pmem_persist(addr, length);
2149         return;
2150     }
2151 #endif
2152     if (block->fd >= 0) {
2153         /**
2154          * Case there is no support for PMEM or the memory has not been
2155          * specified as persistent (or is not one) - use the msync.
2156          * Less optimal but still achieves the same goal
2157          */
2158         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2159         if (qemu_msync(addr, length, block->fd)) {
2160             warn_report("%s: failed to sync memory range: start: "
2161                     RAM_ADDR_FMT " length: " RAM_ADDR_FMT,
2162                     __func__, start, length);
2163         }
2164     }
2165 }
2166
2167 /* Called with ram_list.mutex held */
2168 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
2169                                 ram_addr_t new_ram_size)
2170 {
2171     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
2172                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2173     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
2174                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2175     int i;
2176
2177     /* Only need to extend if block count increased */
2178     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
2179         return;
2180     }
2181
2182     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
2183         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
2184         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
2185         int j;
2186
2187         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
2188         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
2189                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
2190
2191         if (old_num_blocks) {
2192             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
2193                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
2194         }
2195
2196         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
2197             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2198         }
2199
2200         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
2201
2202         if (old_blocks) {
2203             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
2204         }
2205     }
2206 }
2207
2208 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
2209 {
2210     RAMBlock *block;
2211     RAMBlock *last_block = NULL;
2212     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
2213     Error *err = NULL;
2214
2215     old_ram_size = last_ram_page();
2216
2217     qemu_mutex_lock_ramlist();
2218     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
2219
2220     if (!new_block->host) {
2221         if (xen_enabled()) {
2222             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
2223                           new_block->mr, &err);
2224             if (err) {
2225                 error_propagate(errp, err);
2226                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2227                 return;
2228             }
2229         } else {
2230             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
2231                                              &new_block->mr->align, shared);
2232             if (!new_block->host) {
2233                 error_setg_errno(errp, errno,
2234                                  "cannot set up guest memory '%s'",
2235                                  memory_region_name(new_block->mr));
2236                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2237                 return;
2238             }
2239             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
2240         }
2241     }
2242
2243     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2244               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2245     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2246         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2247     }
2248     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2249      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2250      * tail, so save the last element in last_block.
2251      */
2252     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2253         last_block = block;
2254         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2255             break;
2256         }
2257     }
2258     if (block) {
2259         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2260     } else if (last_block) {
2261         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2262     } else { /* list is empty */
2263         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2264     }
2265     ram_list.mru_block = NULL;
2266
2267     /* Write list before version */
2268     smp_wmb();
2269     ram_list.version++;
2270     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2271
2272     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2273                                         new_block->used_length,
2274                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2275
2276     if (new_block->host) {
2277         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2278         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2279         /*
2280          * MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU
2281          * Configure it unless the machine is a qtest server, in which case
2282          * KVM is not used and it may be forked (eg for fuzzing purposes).
2283          */
2284         if (!qtest_enabled()) {
2285             qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length,
2286                          QEMU_MADV_DONTFORK);
2287         }
2288         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2289     }
2290 }
2291
2292 #ifdef CONFIG_POSIX
2293 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2294                                  uint32_t ram_flags, int fd,
2295                                  Error **errp)
2296 {
2297     RAMBlock *new_block;
2298     Error *local_err = NULL;
2299     int64_t file_size;
2300
2301     /* Just support these ram flags by now. */
2302     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM)) == 0);
2303
2304     if (xen_enabled()) {
2305         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2306         return NULL;
2307     }
2308
2309     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2310         error_setg(errp,
2311                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2312         return NULL;
2313     }
2314
2315     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2316         /*
2317          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2318          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2319          * a hook there.
2320          */
2321         error_setg(errp,
2322                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2323         return NULL;
2324     }
2325
2326     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2327     file_size = get_file_size(fd);
2328     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2329         error_setg(errp, "backing store size 0x%" PRIx64
2330                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2331                    file_size, size);
2332         return NULL;
2333     }
2334
2335     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2336     new_block->mr = mr;
2337     new_block->used_length = size;
2338     new_block->max_length = size;
2339     new_block->flags = ram_flags;
2340     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2341     if (!new_block->host) {
2342         g_free(new_block);
2343         return NULL;
2344     }
2345
2346     ram_block_add(new_block, &local_err, ram_flags & RAM_SHARED);
2347     if (local_err) {
2348         g_free(new_block);
2349         error_propagate(errp, local_err);
2350         return NULL;
2351     }
2352     return new_block;
2353
2354 }
2355
2356
2357 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2358                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2359                                    Error **errp)
2360 {
2361     int fd;
2362     bool created;
2363     RAMBlock *block;
2364
2365     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2366     if (fd < 0) {
2367         return NULL;
2368     }
2369
2370     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, errp);
2371     if (!block) {
2372         if (created) {
2373             unlink(mem_path);
2374         }
2375         close(fd);
2376         return NULL;
2377     }
2378
2379     return block;
2380 }
2381 #endif
2382
2383 static
2384 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2385                                   void (*resized)(const char*,
2386                                                   uint64_t length,
2387                                                   void *host),
2388                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2389                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2390 {
2391     RAMBlock *new_block;
2392     Error *local_err = NULL;
2393
2394     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2395     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2396     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2397     new_block->mr = mr;
2398     new_block->resized = resized;
2399     new_block->used_length = size;
2400     new_block->max_length = max_size;
2401     assert(max_size >= size);
2402     new_block->fd = -1;
2403     new_block->page_size = qemu_real_host_page_size;
2404     new_block->host = host;
2405     if (host) {
2406         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2407     }
2408     if (resizeable) {
2409         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2410     }
2411     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2412     if (local_err) {
2413         g_free(new_block);
2414         error_propagate(errp, local_err);
2415         return NULL;
2416     }
2417     return new_block;
2418 }
2419
2420 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2421                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2422 {
2423     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2424                                    false, mr, errp);
2425 }
2426
2427 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2428                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2429 {
2430     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2431                                    share, mr, errp);
2432 }
2433
2434 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2435                                      void (*resized)(const char*,
2436                                                      uint64_t length,
2437                                                      void *host),
2438                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2439 {
2440     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2441                                    false, mr, errp);
2442 }
2443
2444 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2445 {
2446     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2447         ;
2448     } else if (xen_enabled()) {
2449         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2450 #ifndef _WIN32
2451     } else if (block->fd >= 0) {
2452         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2453         close(block->fd);
2454 #endif
2455     } else {
2456         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2457     }
2458     g_free(block);
2459 }
2460
2461 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2462 {
2463     if (!block) {
2464         return;
2465     }
2466
2467     if (block->host) {
2468         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2469     }
2470
2471     qemu_mutex_lock_ramlist();
2472     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2473     ram_list.mru_block = NULL;
2474     /* Write list before version */
2475     smp_wmb();
2476     ram_list.version++;
2477     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2478     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2479 }
2480
2481 #ifndef _WIN32
2482 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2483 {
2484     RAMBlock *block;
2485     ram_addr_t offset;
2486     int flags;
2487     void *area, *vaddr;
2488
2489     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2490         offset = addr - block->offset;
2491         if (offset < block->max_length) {
2492             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2493             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2494                 ;
2495             } else if (xen_enabled()) {
2496                 abort();
2497             } else {
2498                 flags = MAP_FIXED;
2499                 if (block->fd >= 0) {
2500                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2501                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2502                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2503                                 flags, block->fd, offset);
2504                 } else {
2505                     /*
2506                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2507                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2508                      * we'd need a remap hook here.
2509                      */
2510                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2511
2512                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2513                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2514                                 flags, -1, 0);
2515                 }
2516                 if (area != vaddr) {
2517                     error_report("Could not remap addr: "
2518                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2519                                  length, addr);
2520                     exit(1);
2521                 }
2522                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2523                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2524             }
2525         }
2526     }
2527 }
2528 #endif /* !_WIN32 */
2529
2530 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2531  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2532  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2533  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2534  *
2535  * Called within RCU critical section.
2536  */
2537 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2538 {
2539     RAMBlock *block = ram_block;
2540
2541     if (block == NULL) {
2542         block = qemu_get_ram_block(addr);
2543         addr -= block->offset;
2544     }
2545
2546     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2547         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2548          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2549          * In that case just map until the end of the page.
2550          */
2551         if (block->offset == 0) {
2552             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2553         }
2554
2555         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2556     }
2557     return ramblock_ptr(block, addr);
2558 }
2559
2560 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2561  * but takes a size argument.
2562  *
2563  * Called within RCU critical section.
2564  */
2565 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2566                                  hwaddr *size, bool lock)
2567 {
2568     RAMBlock *block = ram_block;
2569     if (*size == 0) {
2570         return NULL;
2571     }
2572
2573     if (block == NULL) {
2574         block = qemu_get_ram_block(addr);
2575         addr -= block->offset;
2576     }
2577     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2578
2579     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2580         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2581          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2582          * In that case just map the requested area.
2583          */
2584         if (block->offset == 0) {
2585             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2586         }
2587
2588         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2589     }
2590
2591     return ramblock_ptr(block, addr);
2592 }
2593
2594 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2595 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2596 {
2597     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2598     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2599     assert(res < rb->max_length);
2600
2601     return res;
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2606  * in that RAMBlock.
2607  *
2608  * ptr: Host pointer to look up
2609  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2610  * *ram_addr: set to result ram_addr
2611  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2612  *
2613  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2614  *
2615  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2616  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2617  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2618  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2619  * ram_addr_t.
2620  */
2621 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2622                                    ram_addr_t *offset)
2623 {
2624     RAMBlock *block;
2625     uint8_t *host = ptr;
2626
2627     if (xen_enabled()) {
2628         ram_addr_t ram_addr;
2629         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2630         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2631         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2632         if (block) {
2633             *offset = ram_addr - block->offset;
2634         }
2635         return block;
2636     }
2637
2638     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2639     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2640     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2641         goto found;
2642     }
2643
2644     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2645         /* This case append when the block is not mapped. */
2646         if (block->host == NULL) {
2647             continue;
2648         }
2649         if (host - block->host < block->max_length) {
2650             goto found;
2651         }
2652     }
2653
2654     return NULL;
2655
2656 found:
2657     *offset = (host - block->host);
2658     if (round_offset) {
2659         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2660     }
2661     return block;
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Finds the named RAMBlock
2666  *
2667  * name: The name of RAMBlock to find
2668  *
2669  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2670  */
2671 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2672 {
2673     RAMBlock *block;
2674
2675     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2676         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2677             return block;
2678         }
2679     }
2680
2681     return NULL;
2682 }
2683
2684 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2685    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2686 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2687 {
2688     RAMBlock *block;
2689     ram_addr_t offset;
2690
2691     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2692     if (!block) {
2693         return RAM_ADDR_INVALID;
2694     }
2695
2696     return block->offset + offset;
2697 }
2698
2699 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2700 void cpu_check_watchpoint(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
2701                           MemTxAttrs attrs, int flags, uintptr_t ra)
2702 {
2703     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2704     CPUWatchpoint *wp;
2705
2706     assert(tcg_enabled());
2707     if (cpu->watchpoint_hit) {
2708         /*
2709          * We re-entered the check after replacing the TB.
2710          * Now raise the debug interrupt so that it will
2711          * trigger after the current instruction.
2712          */
2713         qemu_mutex_lock_iothread();
2714         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2715         qemu_mutex_unlock_iothread();
2716         return;
2717     }
2718
2719     addr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, addr, len);
2720     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2721         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)
2722             && (wp->flags & flags)) {
2723             if (flags == BP_MEM_READ) {
2724                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2725             } else {
2726                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2727             }
2728             wp->hitaddr = MAX(addr, wp->vaddr);
2729             wp->hitattrs = attrs;
2730             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2731                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2732                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2733                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2734                     continue;
2735                 }
2736                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2737
2738                 mmap_lock();
2739                 tb_check_watchpoint(cpu, ra);
2740                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2741                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2742                     mmap_unlock();
2743                     cpu_loop_exit_restore(cpu, ra);
2744                 } else {
2745                     /* Force execution of one insn next time.  */
2746                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2747                     mmap_unlock();
2748                     if (ra) {
2749                         cpu_restore_state(cpu, ra, true);
2750                     }
2751                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2752                 }
2753             }
2754         } else {
2755             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2756         }
2757     }
2758 }
2759
2760 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2761                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len);
2762 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2763                                   const void *buf, hwaddr len);
2764 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2765                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2766
2767 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2768                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2769 {
2770     subpage_t *subpage = opaque;
2771     uint8_t buf[8];
2772     MemTxResult res;
2773
2774 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2775     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2776            subpage, len, addr);
2777 #endif
2778     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2779     if (res) {
2780         return res;
2781     }
2782     *data = ldn_p(buf, len);
2783     return MEMTX_OK;
2784 }
2785
2786 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2787                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2788 {
2789     subpage_t *subpage = opaque;
2790     uint8_t buf[8];
2791
2792 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2793     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2794            " value %"PRIx64"\n",
2795            __func__, subpage, len, addr, value);
2796 #endif
2797     stn_p(buf, len, value);
2798     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2799 }
2800
2801 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2802                             unsigned len, bool is_write,
2803                             MemTxAttrs attrs)
2804 {
2805     subpage_t *subpage = opaque;
2806 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2807     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2808            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2809 #endif
2810
2811     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2812                                  len, is_write, attrs);
2813 }
2814
2815 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2816     .read_with_attrs = subpage_read,
2817     .write_with_attrs = subpage_write,
2818     .impl.min_access_size = 1,
2819     .impl.max_access_size = 8,
2820     .valid.min_access_size = 1,
2821     .valid.max_access_size = 8,
2822     .valid.accepts = subpage_accepts,
2823     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2824 };
2825
2826 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2827                             uint16_t section)
2828 {
2829     int idx, eidx;
2830
2831     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2832         return -1;
2833     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2834     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2835 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2836     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2837            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2838 #endif
2839     for (; idx <= eidx; idx++) {
2840         mmio->sub_section[idx] = section;
2841     }
2842
2843     return 0;
2844 }
2845
2846 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2847 {
2848     subpage_t *mmio;
2849
2850     /* mmio->sub_section is set to PHYS_SECTION_UNASSIGNED with g_malloc0 */
2851     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2852     mmio->fv = fv;
2853     mmio->base = base;
2854     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2855                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2856     mmio->iomem.subpage = true;
2857 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2858     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2859            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2860 #endif
2861
2862     return mmio;
2863 }
2864
2865 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2866 {
2867     assert(fv);
2868     MemoryRegionSection section = {
2869         .fv = fv,
2870         .mr = mr,
2871         .offset_within_address_space = 0,
2872         .offset_within_region = 0,
2873         .size = int128_2_64(),
2874     };
2875
2876     return phys_section_add(map, &section);
2877 }
2878
2879 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
2880                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2881 {
2882     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2883     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2884     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2885     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2886
2887     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
2888 }
2889
2890 static void io_mem_init(void)
2891 {
2892     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2893                           NULL, UINT64_MAX);
2894 }
2895
2896 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2897 {
2898     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2899     uint16_t n;
2900
2901     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2902     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2903
2904     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2905
2906     return d;
2907 }
2908
2909 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2910 {
2911     phys_sections_free(&d->map);
2912     g_free(d);
2913 }
2914
2915 static void do_nothing(CPUState *cpu, run_on_cpu_data d)
2916 {
2917 }
2918
2919 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener)
2920 {
2921     CPUAddressSpace *cpuas;
2922
2923     /* Wait for the CPU to end the current TB.  This avoids the following
2924      * incorrect race:
2925      *
2926      *      vCPU                         migration
2927      *      ----------------------       -------------------------
2928      *      TLB check -> slow path
2929      *        notdirty_mem_write
2930      *          write to RAM
2931      *          mark dirty
2932      *                                   clear dirty flag
2933      *      TLB check -> fast path
2934      *                                   read memory
2935      *        write to RAM
2936      *
2937      * by pushing the migration thread's memory read after the vCPU thread has
2938      * written the memory.
2939      */
2940     if (replay_mode == REPLAY_MODE_NONE) {
2941         /*
2942          * VGA can make calls to this function while updating the screen.
2943          * In record/replay mode this causes a deadlock, because
2944          * run_on_cpu waits for rr mutex. Therefore no races are possible
2945          * in this case and no need for making run_on_cpu when
2946          * record/replay is not enabled.
2947          */
2948         cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2949         run_on_cpu(cpuas->cpu, do_nothing, RUN_ON_CPU_NULL);
2950     }
2951 }
2952
2953 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2954 {
2955     CPUAddressSpace *cpuas;
2956     AddressSpaceDispatch *d;
2957
2958     assert(tcg_enabled());
2959     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2960        reset the modified entries */
2961     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2962     cpu_reloading_memory_map();
2963     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2964      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2965      * may have split the RCU critical section.
2966      */
2967     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2968     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2969     tlb_flush(cpuas->cpu);
2970 }
2971
2972 static void memory_map_init(void)
2973 {
2974     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2975
2976     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2977     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2978
2979     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2980     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2981                           65536);
2982     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2983 }
2984
2985 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2986 {
2987     return system_memory;
2988 }
2989
2990 MemoryRegion *get_system_io(void)
2991 {
2992     return system_io;
2993 }
2994
2995 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2996
2997 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2998 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2999 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3000                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3001 {
3002     int flags;
3003     target_ulong l, page;
3004     void * p;
3005     uint8_t *buf = ptr;
3006
3007     while (len > 0) {
3008         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3009         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3010         if (l > len)
3011             l = len;
3012         flags = page_get_flags(page);
3013         if (!(flags & PAGE_VALID))
3014             return -1;
3015         if (is_write) {
3016             if (!(flags & PAGE_WRITE))
3017                 return -1;
3018             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3019             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
3020                 return -1;
3021             memcpy(p, buf, l);
3022             unlock_user(p, addr, l);
3023         } else {
3024             if (!(flags & PAGE_READ))
3025                 return -1;
3026             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3027             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
3028                 return -1;
3029             memcpy(buf, p, l);
3030             unlock_user(p, addr, 0);
3031         }
3032         len -= l;
3033         buf += l;
3034         addr += l;
3035     }
3036     return 0;
3037 }
3038
3039 #else
3040
3041 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
3042                                      hwaddr length)
3043 {
3044     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
3045     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
3046
3047     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
3048      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
3049      * xen_modified_memory.
3050      */
3051     if (dirty_log_mask) {
3052         dirty_log_mask =
3053             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
3054     }
3055     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3056         assert(tcg_enabled());
3057         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3058         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3059     }
3060     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3061 }
3062
3063 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
3064 {
3065     /*
3066      * In principle this function would work on other memory region types too,
3067      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
3068      * necessary.  Other memory regions should use the
3069      * address_space_read/write() APIs.
3070      */
3071     assert(memory_region_is_romd(mr));
3072
3073     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
3074 }
3075
3076 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3077 {
3078     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3079
3080     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3081        otherwise specified.  */
3082     if (access_size_max == 0) {
3083         access_size_max = 4;
3084     }
3085
3086     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3087     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3088         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3089         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3090             access_size_max = align_size_max;
3091         }
3092     }
3093
3094     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3095     if (l > access_size_max) {
3096         l = access_size_max;
3097     }
3098     l = pow2floor(l);
3099
3100     return l;
3101 }
3102
3103 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3104 {
3105     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3106     bool release_lock = false;
3107
3108     if (unlocked && mr->global_locking) {
3109         qemu_mutex_lock_iothread();
3110         unlocked = false;
3111         release_lock = true;
3112     }
3113     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3114         if (unlocked) {
3115             qemu_mutex_lock_iothread();
3116         }
3117         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3118         if (unlocked) {
3119             qemu_mutex_unlock_iothread();
3120         }
3121     }
3122
3123     return release_lock;
3124 }
3125
3126 /* Called within RCU critical section.  */
3127 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3128                                            MemTxAttrs attrs,
3129                                            const void *ptr,
3130                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
3131                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3132 {
3133     uint8_t *ram_ptr;
3134     uint64_t val;
3135     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3136     bool release_lock = false;
3137     const uint8_t *buf = ptr;
3138
3139     for (;;) {
3140         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3141             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3142             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3143             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3144                potential bugs */
3145             val = ldn_he_p(buf, l);
3146             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val,
3147                                                    size_memop(l), attrs);
3148         } else {
3149             /* RAM case */
3150             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3151             memcpy(ram_ptr, buf, l);
3152             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3153         }
3154
3155         if (release_lock) {
3156             qemu_mutex_unlock_iothread();
3157             release_lock = false;
3158         }
3159
3160         len -= l;
3161         buf += l;
3162         addr += l;
3163
3164         if (!len) {
3165             break;
3166         }
3167
3168         l = len;
3169         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3170     }
3171
3172     return result;
3173 }
3174
3175 /* Called from RCU critical section.  */
3176 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3177                                   const void *buf, hwaddr len)
3178 {
3179     hwaddr l;
3180     hwaddr addr1;
3181     MemoryRegion *mr;
3182     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3183
3184     l = len;
3185     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3186     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3187                                      addr1, l, mr);
3188
3189     return result;
3190 }
3191
3192 /* Called within RCU critical section.  */
3193 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3194                                    MemTxAttrs attrs, void *ptr,
3195                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3196                                    MemoryRegion *mr)
3197 {
3198     uint8_t *ram_ptr;
3199     uint64_t val;
3200     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3201     bool release_lock = false;
3202     uint8_t *buf = ptr;
3203
3204     for (;;) {
3205         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3206             /* I/O case */
3207             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3208             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3209             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val,
3210                                                   size_memop(l), attrs);
3211             stn_he_p(buf, l, val);
3212         } else {
3213             /* RAM case */
3214             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3215             memcpy(buf, ram_ptr, l);
3216         }
3217
3218         if (release_lock) {
3219             qemu_mutex_unlock_iothread();
3220             release_lock = false;
3221         }
3222
3223         len -= l;
3224         buf += l;
3225         addr += l;
3226
3227         if (!len) {
3228             break;
3229         }
3230
3231         l = len;
3232         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3233     }
3234
3235     return result;
3236 }
3237
3238 /* Called from RCU critical section.  */
3239 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3240                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3241 {
3242     hwaddr l;
3243     hwaddr addr1;
3244     MemoryRegion *mr;
3245
3246     l = len;
3247     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3248     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3249                                   addr1, l, mr);
3250 }
3251
3252 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3253                                     MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3254 {
3255     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3256     FlatView *fv;
3257
3258     if (len > 0) {
3259         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3260         fv = address_space_to_flatview(as);
3261         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3262     }
3263
3264     return result;
3265 }
3266
3267 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3268                                 MemTxAttrs attrs,
3269                                 const void *buf, hwaddr len)
3270 {
3271     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3272     FlatView *fv;
3273
3274     if (len > 0) {
3275         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3276         fv = address_space_to_flatview(as);
3277         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3278     }
3279
3280     return result;
3281 }
3282
3283 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3284                              void *buf, hwaddr len, bool is_write)
3285 {
3286     if (is_write) {
3287         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3288     } else {
3289         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3290     }
3291 }
3292
3293 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, void *buf,
3294                             hwaddr len, bool is_write)
3295 {
3296     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3297                      buf, len, is_write);
3298 }
3299
3300 enum write_rom_type {
3301     WRITE_DATA,
3302     FLUSH_CACHE,
3303 };
3304
3305 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3306                                                            hwaddr addr,
3307                                                            MemTxAttrs attrs,
3308                                                            const void *ptr,
3309                                                            hwaddr len,
3310                                                            enum write_rom_type type)
3311 {
3312     hwaddr l;
3313     uint8_t *ram_ptr;
3314     hwaddr addr1;
3315     MemoryRegion *mr;
3316     const uint8_t *buf = ptr;
3317
3318     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3319     while (len > 0) {
3320         l = len;
3321         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3322
3323         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3324               memory_region_is_romd(mr))) {
3325             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3326         } else {
3327             /* ROM/RAM case */
3328             ram_ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3329             switch (type) {
3330             case WRITE_DATA:
3331                 memcpy(ram_ptr, buf, l);
3332                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3333                 break;
3334             case FLUSH_CACHE:
3335                 flush_icache_range((uintptr_t)ram_ptr, (uintptr_t)ram_ptr + l);
3336                 break;
3337             }
3338         }
3339         len -= l;
3340         buf += l;
3341         addr += l;
3342     }
3343     return MEMTX_OK;
3344 }
3345
3346 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3347 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3348                                     MemTxAttrs attrs,
3349                                     const void *buf, hwaddr len)
3350 {
3351     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
3352                                             buf, len, WRITE_DATA);
3353 }
3354
3355 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
3356 {
3357     /*
3358      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3359      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3360      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3361      * the host's instruction cache at least.
3362      */
3363     if (tcg_enabled()) {
3364         return;
3365     }
3366
3367     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3368                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3369                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3370 }
3371
3372 typedef struct {
3373     MemoryRegion *mr;
3374     void *buffer;
3375     hwaddr addr;
3376     hwaddr len;
3377     bool in_use;
3378 } BounceBuffer;
3379
3380 static BounceBuffer bounce;
3381
3382 typedef struct MapClient {
3383     QEMUBH *bh;
3384     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3385 } MapClient;
3386
3387 QemuMutex map_client_list_lock;
3388 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3389     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3390
3391 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3392 {
3393     QLIST_REMOVE(client, link);
3394     g_free(client);
3395 }
3396
3397 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3398 {
3399     MapClient *client;
3400
3401     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3402         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3403         qemu_bh_schedule(client->bh);
3404         cpu_unregister_map_client_do(client);
3405     }
3406 }
3407
3408 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3409 {
3410     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3411
3412     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3413     client->bh = bh;
3414     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3415     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3416         cpu_notify_map_clients_locked();
3417     }
3418     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3419 }
3420
3421 void cpu_exec_init_all(void)
3422 {
3423     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3424     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3425      * so no more changes can be made after this point.
3426      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3427      * machine setup would care about the target page size, and we could
3428      * do this much later, rather than requiring board models to state
3429      * up front what their requirements are.
3430      */
3431     finalize_target_page_bits();
3432     io_mem_init();
3433     memory_map_init();
3434     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3435 }
3436
3437 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3438 {
3439     MapClient *client;
3440
3441     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3442     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3443         if (client->bh == bh) {
3444             cpu_unregister_map_client_do(client);
3445             break;
3446         }
3447     }
3448     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3449 }
3450
3451 static void cpu_notify_map_clients(void)
3452 {
3453     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3454     cpu_notify_map_clients_locked();
3455     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3456 }
3457
3458 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3459                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3460 {
3461     MemoryRegion *mr;
3462     hwaddr l, xlat;
3463
3464     while (len > 0) {
3465         l = len;
3466         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3467         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3468             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3469             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3470                 return false;
3471             }
3472         }
3473
3474         len -= l;
3475         addr += l;
3476     }
3477     return true;
3478 }
3479
3480 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3481                                 hwaddr len, bool is_write,
3482                                 MemTxAttrs attrs)
3483 {
3484     FlatView *fv;
3485     bool result;
3486
3487     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3488     fv = address_space_to_flatview(as);
3489     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3490     return result;
3491 }
3492
3493 static hwaddr
3494 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3495                             hwaddr target_len,
3496                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3497                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3498 {
3499     hwaddr done = 0;
3500     hwaddr xlat;
3501     MemoryRegion *this_mr;
3502
3503     for (;;) {
3504         target_len -= len;
3505         addr += len;
3506         done += len;
3507         if (target_len == 0) {
3508             return done;
3509         }
3510
3511         len = target_len;
3512         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3513                                      &len, is_write, attrs);
3514         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3515             return done;
3516         }
3517     }
3518 }
3519
3520 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3521  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3522  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3523  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3524  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3525  * likely to succeed.
3526  */
3527 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3528                         hwaddr addr,
3529                         hwaddr *plen,
3530                         bool is_write,
3531                         MemTxAttrs attrs)
3532 {
3533     hwaddr len = *plen;
3534     hwaddr l, xlat;
3535     MemoryRegion *mr;
3536     void *ptr;
3537     FlatView *fv;
3538
3539     if (len == 0) {
3540         return NULL;
3541     }
3542
3543     l = len;
3544     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3545     fv = address_space_to_flatview(as);
3546     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3547
3548     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3549         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3550             *plen = 0;
3551             return NULL;
3552         }
3553         /* Avoid unbounded allocations */
3554         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3555         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3556         bounce.addr = addr;
3557         bounce.len = l;
3558
3559         memory_region_ref(mr);
3560         bounce.mr = mr;
3561         if (!is_write) {
3562             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3563                                bounce.buffer, l);
3564         }
3565
3566         *plen = l;
3567         return bounce.buffer;
3568     }
3569
3570
3571     memory_region_ref(mr);
3572     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3573                                         l, is_write, attrs);
3574     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3575
3576     return ptr;
3577 }
3578
3579 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3580  * Will also mark the memory as dirty if is_write is true.  access_len gives
3581  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3582  */
3583 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3584                          bool is_write, hwaddr access_len)
3585 {
3586     if (buffer != bounce.buffer) {
3587         MemoryRegion *mr;
3588         ram_addr_t addr1;
3589
3590         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3591         assert(mr != NULL);
3592         if (is_write) {
3593             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3594         }
3595         if (xen_enabled()) {
3596             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3597         }
3598         memory_region_unref(mr);
3599         return;
3600     }
3601     if (is_write) {
3602         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3603                             bounce.buffer, access_len);
3604     }
3605     qemu_vfree(bounce.buffer);
3606     bounce.buffer = NULL;
3607     memory_region_unref(bounce.mr);
3608     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3609     cpu_notify_map_clients();
3610 }
3611
3612 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3613                               hwaddr *plen,
3614                               bool is_write)
3615 {
3616     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3617                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3618 }
3619
3620 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3621                                bool is_write, hwaddr access_len)
3622 {
3623     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3624 }
3625
3626 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3627 #define ARG1                     as
3628 #define SUFFIX
3629 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3630 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3631 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3632 #include "memory_ldst.inc.c"
3633
3634 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3635                                  AddressSpace *as,
3636                                  hwaddr addr,
3637                                  hwaddr len,
3638                                  bool is_write)
3639 {
3640     AddressSpaceDispatch *d;
3641     hwaddr l;
3642     MemoryRegion *mr;
3643
3644     assert(len > 0);
3645
3646     l = len;
3647     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3648     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3649     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3650
3651     mr = cache->mrs.mr;
3652     memory_region_ref(mr);
3653     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3654         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3655          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3656          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3657          */
3658         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3659                                         cache->xlat, l, is_write,
3660                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3661         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3662     } else {
3663         cache->ptr = NULL;
3664     }
3665
3666     cache->len = l;
3667     cache->is_write = is_write;
3668     return l;
3669 }
3670
3671 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3672                                     hwaddr addr,
3673                                     hwaddr access_len)
3674 {
3675     assert(cache->is_write);
3676     if (likely(cache->ptr)) {
3677         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3678     }
3679 }
3680
3681 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3682 {
3683     if (!cache->mrs.mr) {
3684         return;
3685     }
3686
3687     if (xen_enabled()) {
3688         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3689     }
3690     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3691     flatview_unref(cache->fv);
3692     cache->mrs.mr = NULL;
3693     cache->fv = NULL;
3694 }
3695
3696 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3697  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3698  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3699  * address_space_cache_init.
3700  */
3701 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3702     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3703     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3704 {
3705     MemoryRegionSection section;
3706     MemoryRegion *mr;
3707     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3708     AddressSpace *target_as;
3709
3710     assert(!cache->ptr);
3711     *xlat = addr + cache->xlat;
3712
3713     mr = cache->mrs.mr;
3714     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3715     if (!iommu_mr) {
3716         /* MMIO region.  */
3717         return mr;
3718     }
3719
3720     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3721                                             NULL, is_write, true,
3722                                             &target_as, attrs);
3723     return section.mr;
3724 }
3725
3726 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3727  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3728  */
3729 MemTxResult
3730 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3731                                    void *buf, hwaddr len)
3732 {
3733     hwaddr addr1, l;
3734     MemoryRegion *mr;
3735
3736     l = len;
3737     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3738                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3739     return flatview_read_continue(cache->fv,
3740                                   addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3741                                   addr1, l, mr);
3742 }
3743
3744 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3745  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3746  */
3747 MemTxResult
3748 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3749                                     const void *buf, hwaddr len)
3750 {
3751     hwaddr addr1, l;
3752     MemoryRegion *mr;
3753
3754     l = len;
3755     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3756                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3757     return flatview_write_continue(cache->fv,
3758                                    addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3759                                    addr1, l, mr);
3760 }
3761
3762 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3763 #define ARG1                     cache
3764 #define SUFFIX                   _cached_slow
3765 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3766 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3767 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3768 #include "memory_ldst.inc.c"
3769
3770 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3771 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3772                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3773 {
3774     hwaddr phys_addr;
3775     target_ulong l, page;
3776     uint8_t *buf = ptr;
3777
3778     cpu_synchronize_state(cpu);
3779     while (len > 0) {
3780         int asidx;
3781         MemTxAttrs attrs;
3782         MemTxResult res;
3783
3784         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3785         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3786         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3787         /* if no physical page mapped, return an error */
3788         if (phys_addr == -1)
3789             return -1;
3790         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3791         if (l > len)
3792             l = len;
3793         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3794         if (is_write) {
3795             res = address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3796                                           attrs, buf, l);
3797         } else {
3798             res = address_space_read(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3799                                      attrs, buf, l);
3800         }
3801         if (res != MEMTX_OK) {
3802             return -1;
3803         }
3804         len -= l;
3805         buf += l;
3806         addr += l;
3807     }
3808     return 0;
3809 }
3810
3811 /*
3812  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3813  * target independent.
3814  */
3815 size_t qemu_target_page_size(void)
3816 {
3817     return TARGET_PAGE_SIZE;
3818 }
3819
3820 int qemu_target_page_bits(void)
3821 {
3822     return TARGET_PAGE_BITS;
3823 }
3824
3825 int qemu_target_page_bits_min(void)
3826 {
3827     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3828 }
3829 #endif
3830
3831 bool target_words_bigendian(void)
3832 {
3833 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3834     return true;
3835 #else
3836     return false;
3837 #endif
3838 }
3839
3840 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3841 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3842 {
3843     MemoryRegion*mr;
3844     hwaddr l = 1;
3845     bool res;
3846
3847     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3848     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3849                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
3850                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3851
3852     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3853     return res;
3854 }
3855
3856 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3857 {
3858     RAMBlock *block;
3859     int ret = 0;
3860
3861     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3862     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3863         ret = func(block, opaque);
3864         if (ret) {
3865             break;
3866         }
3867     }
3868     return ret;
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3873  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3874  * the OS provides for postcopy.
3875  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3876  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3877  *
3878  */
3879 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3880 {
3881     int ret = -1;
3882
3883     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3884
3885     if (!QEMU_PTR_IS_ALIGNED(host_startaddr, rb->page_size)) {
3886         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3887                      host_startaddr);
3888         goto err;
3889     }
3890
3891     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3892         bool need_madvise, need_fallocate;
3893         if (!QEMU_IS_ALIGNED(length, rb->page_size)) {
3894             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned length: %zx",
3895                          length);
3896             goto err;
3897         }
3898
3899         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3900
3901         /* The logic here is messy;
3902          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3903          *    fallocate works on hugepages and shmem
3904          */
3905         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3906         need_fallocate = rb->fd != -1;
3907         if (need_fallocate) {
3908             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3909              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3910              * so a userfault will trigger.
3911              */
3912 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3913             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3914                             start, length);
3915             if (ret) {
3916                 ret = -errno;
3917                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3918                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3919                              rb->idstr, start, length, ret);
3920                 goto err;
3921             }
3922 #else
3923             ret = -ENOSYS;
3924             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3925                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3926                          rb->idstr, start, length, ret);
3927             goto err;
3928 #endif
3929         }
3930         if (need_madvise) {
3931             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3932              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3933              * and to fall back on the file contents (which we just
3934              * fallocate'd away).
3935              */
3936 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3937             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3938             if (ret) {
3939                 ret = -errno;
3940                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3941                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3942                              rb->idstr, start, length, ret);
3943                 goto err;
3944             }
3945 #else
3946             ret = -ENOSYS;
3947             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3948                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3949                          rb->idstr, start, length, ret);
3950             goto err;
3951 #endif
3952         }
3953         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3954                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3955     } else {
3956         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3957                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3958                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3959     }
3960
3961 err:
3962     return ret;
3963 }
3964
3965 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
3966 {
3967     return rb->flags & RAM_PMEM;
3968 }
3969
3970 #endif
3971
3972 void page_size_init(void)
3973 {
3974     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
3975        TARGET_PAGE_SIZE */
3976     if (qemu_host_page_size == 0) {
3977         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
3978     }
3979     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
3980         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
3981     }
3982     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
3983 }
3984
3985 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
3986
3987 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
3988 {
3989     if (start == end - 1) {
3990         qemu_printf("\t%3d      ", start);
3991     } else {
3992         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3993     }
3994     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
3995     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3996         qemu_printf(" ptr=NIL");
3997     } else if (!skip) {
3998         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
3999     } else {
4000         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
4001     }
4002     qemu_printf("\n");
4003 }
4004
4005 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
4006                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
4007
4008 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
4009 {
4010     int i;
4011
4012     qemu_printf("  Dispatch\n");
4013     qemu_printf("    Physical sections\n");
4014
4015     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
4016         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
4017         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
4018                                 " [ROM]", " [watch]" };
4019
4020         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
4021                     " %s%s%s%s%s",
4022             i,
4023             s->offset_within_address_space,
4024             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
4025             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
4026             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
4027             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
4028             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
4029             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
4030
4031         if (s->mr->alias) {
4032             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
4033                     s->mr->alias->name : "noname");
4034         }
4035         qemu_printf("\n");
4036     }
4037
4038     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
4039                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
4040     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
4041         int j, jprev;
4042         PhysPageEntry prev;
4043         Node *n = d->map.nodes + i;
4044
4045         qemu_printf("      [%d]\n", i);
4046
4047         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
4048             PhysPageEntry *pe = *n + j;
4049
4050             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
4051                 continue;
4052             }
4053
4054             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4055
4056             jprev = j;
4057             prev = *pe;
4058         }
4059
4060         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
4061             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4062         }
4063     }
4064 }
4065
4066 #endif
This page took 0.234388 seconds and 4 git commands to generate.