]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
pnv/psi: Correct the pnv-psi* devices not to be sysbus devices
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "qemu-common.h"
22 #include "qapi/error.h"
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "exec/target_page.h"
28 #include "tcg/tcg.h"
29 #include "hw/qdev-core.h"
30 #include "hw/qdev-properties.h"
31 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
32 #include "hw/boards.h"
33 #include "hw/xen/xen.h"
34 #endif
35 #include "sysemu/kvm.h"
36 #include "sysemu/sysemu.h"
37 #include "sysemu/tcg.h"
38 #include "sysemu/qtest.h"
39 #include "qemu/timer.h"
40 #include "qemu/config-file.h"
41 #include "qemu/error-report.h"
42 #include "qemu/qemu-print.h"
43 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
44 #include "qemu.h"
45 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
46 #include "exec/memory.h"
47 #include "exec/ioport.h"
48 #include "sysemu/dma.h"
49 #include "sysemu/hostmem.h"
50 #include "sysemu/hw_accel.h"
51 #include "exec/address-spaces.h"
52 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
53 #include "trace-root.h"
54
55 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
56 #include <linux/falloc.h>
57 #endif
58
59 #endif
60 #include "qemu/rcu_queue.h"
61 #include "qemu/main-loop.h"
62 #include "translate-all.h"
63 #include "sysemu/replay.h"
64
65 #include "exec/memory-internal.h"
66 #include "exec/ram_addr.h"
67 #include "exec/log.h"
68
69 #include "qemu/pmem.h"
70
71 #include "migration/vmstate.h"
72
73 #include "qemu/range.h"
74 #ifndef _WIN32
75 #include "qemu/mmap-alloc.h"
76 #endif
77
78 #include "monitor/monitor.h"
79
80 //#define DEBUG_SUBPAGE
81
82 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
83 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
84  * are protected by the ramlist lock.
85  */
86 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
87
88 static MemoryRegion *system_memory;
89 static MemoryRegion *system_io;
90
91 AddressSpace address_space_io;
92 AddressSpace address_space_memory;
93
94 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
95 #endif
96
97 CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
98
99 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
100    cpu_exec() */
101 __thread CPUState *current_cpu;
102
103 uintptr_t qemu_host_page_size;
104 intptr_t qemu_host_page_mask;
105
106 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
107 /* 0 = Do not count executed instructions.
108    1 = Precise instruction counting.
109    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
110 int use_icount;
111
112 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
113
114 struct PhysPageEntry {
115     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
116     uint32_t skip : 6;
117      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
118     uint32_t ptr : 26;
119 };
120
121 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
122
123 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
124 #define ADDR_SPACE_BITS 64
125
126 #define P_L2_BITS 9
127 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
128
129 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
130
131 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
132
133 typedef struct PhysPageMap {
134     struct rcu_head rcu;
135
136     unsigned sections_nb;
137     unsigned sections_nb_alloc;
138     unsigned nodes_nb;
139     unsigned nodes_nb_alloc;
140     Node *nodes;
141     MemoryRegionSection *sections;
142 } PhysPageMap;
143
144 struct AddressSpaceDispatch {
145     MemoryRegionSection *mru_section;
146     /* This is a multi-level map on the physical address space.
147      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
148      */
149     PhysPageEntry phys_map;
150     PhysPageMap map;
151 };
152
153 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
154 typedef struct subpage_t {
155     MemoryRegion iomem;
156     FlatView *fv;
157     hwaddr base;
158     uint16_t sub_section[];
159 } subpage_t;
160
161 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
162
163 static void io_mem_init(void);
164 static void memory_map_init(void);
165 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener);
166 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
167
168 /**
169  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
170  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
171  * @as: the AddressSpace itself
172  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
173  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
174  */
175 struct CPUAddressSpace {
176     CPUState *cpu;
177     AddressSpace *as;
178     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
179     MemoryListener tcg_as_listener;
180 };
181
182 struct DirtyBitmapSnapshot {
183     ram_addr_t start;
184     ram_addr_t end;
185     unsigned long dirty[];
186 };
187
188 #endif
189
190 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
191
192 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
193 {
194     static unsigned alloc_hint = 16;
195     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
196         map->nodes_nb_alloc = MAX(alloc_hint, map->nodes_nb + nodes);
197         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
198         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
199     }
200 }
201
202 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
203 {
204     unsigned i;
205     uint32_t ret;
206     PhysPageEntry e;
207     PhysPageEntry *p;
208
209     ret = map->nodes_nb++;
210     p = map->nodes[ret];
211     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
212     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
213
214     e.skip = leaf ? 0 : 1;
215     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
216     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
217         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
218     }
219     return ret;
220 }
221
222 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
223                                 hwaddr *index, uint64_t *nb, uint16_t leaf,
224                                 int level)
225 {
226     PhysPageEntry *p;
227     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
228
229     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
230         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
231     }
232     p = map->nodes[lp->ptr];
233     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
234
235     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
236         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
237             lp->skip = 0;
238             lp->ptr = leaf;
239             *index += step;
240             *nb -= step;
241         } else {
242             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
243         }
244         ++lp;
245     }
246 }
247
248 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
249                           hwaddr index, uint64_t nb,
250                           uint16_t leaf)
251 {
252     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
253     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
254
255     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
256 }
257
258 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
259  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
260  */
261 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
262 {
263     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
264     int valid = 0;
265     PhysPageEntry *p;
266     int i;
267
268     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
269         return;
270     }
271
272     p = nodes[lp->ptr];
273     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
274         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
275             continue;
276         }
277
278         valid_ptr = i;
279         valid++;
280         if (p[i].skip) {
281             phys_page_compact(&p[i], nodes);
282         }
283     }
284
285     /* We can only compress if there's only one child. */
286     if (valid != 1) {
287         return;
288     }
289
290     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
291
292     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
293     if (P_L2_LEVELS >= (1 << 6) &&
294         lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 6)) {
295         return;
296     }
297
298     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
299     if (!p[valid_ptr].skip) {
300         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
301         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
302          * should never reach here.
303          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
304          * change this rule.
305          */
306         lp->skip = 0;
307     } else {
308         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
309     }
310 }
311
312 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
313 {
314     if (d->phys_map.skip) {
315         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
316     }
317 }
318
319 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
320                                        hwaddr addr)
321 {
322     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
323      * the section must cover the entire address space.
324      */
325     return int128_gethi(section->size) ||
326            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
327                              int128_getlo(section->size), addr);
328 }
329
330 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
331 {
332     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
333     Node *nodes = d->map.nodes;
334     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
335     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
336     int i;
337
338     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
339         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
340             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
341         }
342         p = nodes[lp.ptr];
343         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
344     }
345
346     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
347         return &sections[lp.ptr];
348     } else {
349         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
350     }
351 }
352
353 /* Called from RCU critical section */
354 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
355                                                         hwaddr addr,
356                                                         bool resolve_subpage)
357 {
358     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
359     subpage_t *subpage;
360
361     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
362         !section_covers_addr(section, addr)) {
363         section = phys_page_find(d, addr);
364         atomic_set(&d->mru_section, section);
365     }
366     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
367         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
368         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
369     }
370     return section;
371 }
372
373 /* Called from RCU critical section */
374 static MemoryRegionSection *
375 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
376                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
377 {
378     MemoryRegionSection *section;
379     MemoryRegion *mr;
380     Int128 diff;
381
382     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
383     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
384     addr -= section->offset_within_address_space;
385
386     /* Compute offset within MemoryRegion */
387     *xlat = addr + section->offset_within_region;
388
389     mr = section->mr;
390
391     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
392      * on their address, without considering adjacent registers that could
393      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
394      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
395      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
396      * here.
397      *
398      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
399      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
400      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
401      */
402     if (memory_region_is_ram(mr)) {
403         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
404         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
405     }
406     return section;
407 }
408
409 /**
410  * address_space_translate_iommu - translate an address through an IOMMU
411  * memory region and then through the target address space.
412  *
413  * @iommu_mr: the IOMMU memory region that we start the translation from
414  * @addr: the address to be translated through the MMU
415  * @xlat: the translated address offset within the destination memory region.
416  *        It cannot be %NULL.
417  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
418  *            cannot be %NULL.
419  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
420  *            should only be meaningful for IOMMU translated
421  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
422  *            would tell. It can be %NULL if we don't care about it.
423  * @is_write: whether the translation operation is for write
424  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
425  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
426  * @attrs: transaction attributes
427  *
428  * This function is called from RCU critical section.  It is the common
429  * part of flatview_do_translate and address_space_translate_cached.
430  */
431 static MemoryRegionSection address_space_translate_iommu(IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
432                                                          hwaddr *xlat,
433                                                          hwaddr *plen_out,
434                                                          hwaddr *page_mask_out,
435                                                          bool is_write,
436                                                          bool is_mmio,
437                                                          AddressSpace **target_as,
438                                                          MemTxAttrs attrs)
439 {
440     MemoryRegionSection *section;
441     hwaddr page_mask = (hwaddr)-1;
442
443     do {
444         hwaddr addr = *xlat;
445         IOMMUMemoryRegionClass *imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
446         int iommu_idx = 0;
447         IOMMUTLBEntry iotlb;
448
449         if (imrc->attrs_to_index) {
450             iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
451         }
452
453         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
454                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO, iommu_idx);
455
456         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
457             goto unassigned;
458         }
459
460         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
461                 | (addr & iotlb.addr_mask));
462         page_mask &= iotlb.addr_mask;
463         *plen_out = MIN(*plen_out, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
464         *target_as = iotlb.target_as;
465
466         section = address_space_translate_internal(
467                 address_space_to_dispatch(iotlb.target_as), addr, xlat,
468                 plen_out, is_mmio);
469
470         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
471     } while (unlikely(iommu_mr));
472
473     if (page_mask_out) {
474         *page_mask_out = page_mask;
475     }
476     return *section;
477
478 unassigned:
479     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
480 }
481
482 /**
483  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
484  *
485  * @fv: the flat view that we want to translate on
486  * @addr: the address to be translated in above address space
487  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
488  *        cannot be @NULL.
489  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
490  *            can be @NULL when we don't care about it.
491  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
492  *            should only be meaningful for IOMMU translated
493  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
494  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
495  * @is_write: whether the translation operation is for write
496  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
497  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
498  * @attrs: memory transaction attributes
499  *
500  * This function is called from RCU critical section
501  */
502 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
503                                                  hwaddr addr,
504                                                  hwaddr *xlat,
505                                                  hwaddr *plen_out,
506                                                  hwaddr *page_mask_out,
507                                                  bool is_write,
508                                                  bool is_mmio,
509                                                  AddressSpace **target_as,
510                                                  MemTxAttrs attrs)
511 {
512     MemoryRegionSection *section;
513     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
514     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
515
516     if (!plen_out) {
517         plen_out = &plen;
518     }
519
520     section = address_space_translate_internal(
521             flatview_to_dispatch(fv), addr, xlat,
522             plen_out, is_mmio);
523
524     iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
525     if (unlikely(iommu_mr)) {
526         return address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat,
527                                              plen_out, page_mask_out,
528                                              is_write, is_mmio,
529                                              target_as, attrs);
530     }
531     if (page_mask_out) {
532         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
533         *page_mask_out = ~TARGET_PAGE_MASK;
534     }
535
536     return *section;
537 }
538
539 /* Called from RCU critical section */
540 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
541                                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
542 {
543     MemoryRegionSection section;
544     hwaddr xlat, page_mask;
545
546     /*
547      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
548      * but page mask.
549      */
550     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
551                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as,
552                                     attrs);
553
554     /* Illegal translation */
555     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
556         goto iotlb_fail;
557     }
558
559     /* Convert memory region offset into address space offset */
560     xlat += section.offset_within_address_space -
561         section.offset_within_region;
562
563     return (IOMMUTLBEntry) {
564         .target_as = as,
565         .iova = addr & ~page_mask,
566         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
567         .addr_mask = page_mask,
568         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
569         .perm = IOMMU_RW,
570     };
571
572 iotlb_fail:
573     return (IOMMUTLBEntry) {0};
574 }
575
576 /* Called from RCU critical section */
577 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
578                                  hwaddr *plen, bool is_write,
579                                  MemTxAttrs attrs)
580 {
581     MemoryRegion *mr;
582     MemoryRegionSection section;
583     AddressSpace *as = NULL;
584
585     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
586     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
587                                     is_write, true, &as, attrs);
588     mr = section.mr;
589
590     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
591         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
592         *plen = MIN(page, *plen);
593     }
594
595     return mr;
596 }
597
598 typedef struct TCGIOMMUNotifier {
599     IOMMUNotifier n;
600     MemoryRegion *mr;
601     CPUState *cpu;
602     int iommu_idx;
603     bool active;
604 } TCGIOMMUNotifier;
605
606 static void tcg_iommu_unmap_notify(IOMMUNotifier *n, IOMMUTLBEntry *iotlb)
607 {
608     TCGIOMMUNotifier *notifier = container_of(n, TCGIOMMUNotifier, n);
609
610     if (!notifier->active) {
611         return;
612     }
613     tlb_flush(notifier->cpu);
614     notifier->active = false;
615     /* We leave the notifier struct on the list to avoid reallocating it later.
616      * Generally the number of IOMMUs a CPU deals with will be small.
617      * In any case we can't unregister the iommu notifier from a notify
618      * callback.
619      */
620 }
621
622 static void tcg_register_iommu_notifier(CPUState *cpu,
623                                         IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
624                                         int iommu_idx)
625 {
626     /* Make sure this CPU has an IOMMU notifier registered for this
627      * IOMMU/IOMMU index combination, so that we can flush its TLB
628      * when the IOMMU tells us the mappings we've cached have changed.
629      */
630     MemoryRegion *mr = MEMORY_REGION(iommu_mr);
631     TCGIOMMUNotifier *notifier;
632     Error *err = NULL;
633     int i, ret;
634
635     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
636         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
637         if (notifier->mr == mr && notifier->iommu_idx == iommu_idx) {
638             break;
639         }
640     }
641     if (i == cpu->iommu_notifiers->len) {
642         /* Not found, add a new entry at the end of the array */
643         cpu->iommu_notifiers = g_array_set_size(cpu->iommu_notifiers, i + 1);
644         notifier = g_new0(TCGIOMMUNotifier, 1);
645         g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i) = notifier;
646
647         notifier->mr = mr;
648         notifier->iommu_idx = iommu_idx;
649         notifier->cpu = cpu;
650         /* Rather than trying to register interest in the specific part
651          * of the iommu's address space that we've accessed and then
652          * expand it later as subsequent accesses touch more of it, we
653          * just register interest in the whole thing, on the assumption
654          * that iommu reconfiguration will be rare.
655          */
656         iommu_notifier_init(&notifier->n,
657                             tcg_iommu_unmap_notify,
658                             IOMMU_NOTIFIER_UNMAP,
659                             0,
660                             HWADDR_MAX,
661                             iommu_idx);
662         ret = memory_region_register_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n,
663                                                     &err);
664         if (ret) {
665             error_report_err(err);
666             exit(1);
667         }
668     }
669
670     if (!notifier->active) {
671         notifier->active = true;
672     }
673 }
674
675 static void tcg_iommu_free_notifier_list(CPUState *cpu)
676 {
677     /* Destroy the CPU's notifier list */
678     int i;
679     TCGIOMMUNotifier *notifier;
680
681     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
682         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
683         memory_region_unregister_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
684         g_free(notifier);
685     }
686     g_array_free(cpu->iommu_notifiers, true);
687 }
688
689 /* Called from RCU critical section */
690 MemoryRegionSection *
691 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
692                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
693                                   MemTxAttrs attrs, int *prot)
694 {
695     MemoryRegionSection *section;
696     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
697     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
698     IOMMUTLBEntry iotlb;
699     int iommu_idx;
700     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
701
702     for (;;) {
703         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, false);
704
705         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
706         if (!iommu_mr) {
707             break;
708         }
709
710         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
711
712         iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
713         tcg_register_iommu_notifier(cpu, iommu_mr, iommu_idx);
714         /* We need all the permissions, so pass IOMMU_NONE so the IOMMU
715          * doesn't short-cut its translation table walk.
716          */
717         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, IOMMU_NONE, iommu_idx);
718         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
719                 | (addr & iotlb.addr_mask));
720         /* Update the caller's prot bits to remove permissions the IOMMU
721          * is giving us a failure response for. If we get down to no
722          * permissions left at all we can give up now.
723          */
724         if (!(iotlb.perm & IOMMU_RO)) {
725             *prot &= ~(PAGE_READ | PAGE_EXEC);
726         }
727         if (!(iotlb.perm & IOMMU_WO)) {
728             *prot &= ~PAGE_WRITE;
729         }
730
731         if (!*prot) {
732             goto translate_fail;
733         }
734
735         d = flatview_to_dispatch(address_space_to_flatview(iotlb.target_as));
736     }
737
738     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
739     *xlat = addr;
740     return section;
741
742 translate_fail:
743     return &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
744 }
745 #endif
746
747 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
748
749 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
750 {
751     CPUState *cpu = opaque;
752
753     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
754        version_id is increased. */
755     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
756     tlb_flush(cpu);
757
758     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
759      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
760      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
761      * which will now be stale.
762      */
763     tb_flush(cpu);
764
765     return 0;
766 }
767
768 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
769 {
770     CPUState *cpu = opaque;
771
772     cpu->exception_index = -1;
773
774     return 0;
775 }
776
777 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
778 {
779     CPUState *cpu = opaque;
780
781     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
782 }
783
784 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
785     .name = "cpu_common/exception_index",
786     .version_id = 1,
787     .minimum_version_id = 1,
788     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
789     .fields = (VMStateField[]) {
790         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
791         VMSTATE_END_OF_LIST()
792     }
793 };
794
795 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
796 {
797     CPUState *cpu = opaque;
798
799     return cpu->crash_occurred;
800 }
801
802 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
803     .name = "cpu_common/crash_occurred",
804     .version_id = 1,
805     .minimum_version_id = 1,
806     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
807     .fields = (VMStateField[]) {
808         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
809         VMSTATE_END_OF_LIST()
810     }
811 };
812
813 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
814     .name = "cpu_common",
815     .version_id = 1,
816     .minimum_version_id = 1,
817     .pre_load = cpu_common_pre_load,
818     .post_load = cpu_common_post_load,
819     .fields = (VMStateField[]) {
820         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
821         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
822         VMSTATE_END_OF_LIST()
823     },
824     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
825         &vmstate_cpu_common_exception_index,
826         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
827         NULL
828     }
829 };
830
831 #endif
832
833 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
834 {
835     CPUState *cpu;
836
837     CPU_FOREACH(cpu) {
838         if (cpu->cpu_index == index) {
839             return cpu;
840         }
841     }
842
843     return NULL;
844 }
845
846 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
847 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
848                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
849 {
850     CPUAddressSpace *newas;
851     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
852     char *as_name;
853
854     assert(mr);
855     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
856     address_space_init(as, mr, as_name);
857     g_free(as_name);
858
859     /* Target code should have set num_ases before calling us */
860     assert(asidx < cpu->num_ases);
861
862     if (asidx == 0) {
863         /* address space 0 gets the convenience alias */
864         cpu->as = as;
865     }
866
867     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
868     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
869
870     if (!cpu->cpu_ases) {
871         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
872     }
873
874     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
875     newas->cpu = cpu;
876     newas->as = as;
877     if (tcg_enabled()) {
878         newas->tcg_as_listener.log_global_after_sync = tcg_log_global_after_sync;
879         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
880         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
881     }
882 }
883
884 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
885 {
886     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
887     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
888 }
889 #endif
890
891 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
892 {
893     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
894
895     cpu_list_remove(cpu);
896
897     if (cc->vmsd != NULL) {
898         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
899     }
900     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
901         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
902     }
903 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
904     tcg_iommu_free_notifier_list(cpu);
905 #endif
906 }
907
908 Property cpu_common_props[] = {
909 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
910     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
911      * so users can wire up its memory. (This can't go in hw/core/cpu.c
912      * because that file is compiled only once for both user-mode
913      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
914      * the system address space.
915      */
916     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
917                      MemoryRegion *),
918 #endif
919     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
920 };
921
922 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
923 {
924     cpu->as = NULL;
925     cpu->num_ases = 0;
926
927 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
928     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
929     cpu->memory = system_memory;
930     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
931 #endif
932 }
933
934 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
935 {
936     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
937     static bool tcg_target_initialized;
938
939     cpu_list_add(cpu);
940
941     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
942         tcg_target_initialized = true;
943         cc->tcg_initialize();
944     }
945     tlb_init(cpu);
946
947     qemu_plugin_vcpu_init_hook(cpu);
948
949 #ifdef CONFIG_USER_ONLY
950     assert(cc->vmsd == NULL);
951 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
952     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
953         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
954     }
955     if (cc->vmsd != NULL) {
956         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
957     }
958
959     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
960 #endif
961 }
962
963 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
964 {
965     ObjectClass *oc;
966     CPUClass *cc;
967     gchar **model_pieces;
968     const char *cpu_type;
969
970     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
971     if (!model_pieces[0]) {
972         error_report("-cpu option cannot be empty");
973         exit(1);
974     }
975
976     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
977     if (oc == NULL) {
978         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
979         g_strfreev(model_pieces);
980         exit(EXIT_FAILURE);
981     }
982
983     cpu_type = object_class_get_name(oc);
984     cc = CPU_CLASS(oc);
985     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
986     g_strfreev(model_pieces);
987     return cpu_type;
988 }
989
990 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
991 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
992 {
993     mmap_lock();
994     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1);
995     mmap_unlock();
996 }
997
998 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
999 {
1000     tb_invalidate_phys_addr(pc);
1001 }
1002 #else
1003 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
1004 {
1005     ram_addr_t ram_addr;
1006     MemoryRegion *mr;
1007     hwaddr l = 1;
1008
1009     if (!tcg_enabled()) {
1010         return;
1011     }
1012
1013     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1014     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
1015     if (!(memory_region_is_ram(mr)
1016           || memory_region_is_romd(mr))) {
1017         return;
1018     }
1019     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
1020     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1);
1021 }
1022
1023 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1024 {
1025     /*
1026      * There may not be a virtual to physical translation for the pc
1027      * right now, but there may exist cached TB for this pc.
1028      * Flush the whole TB cache to force re-translation of such TBs.
1029      * This is heavyweight, but we're debugging anyway.
1030      */
1031     tb_flush(cpu);
1032 }
1033 #endif
1034
1035 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1036 /* Add a watchpoint.  */
1037 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1038                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1039 {
1040     CPUWatchpoint *wp;
1041     vaddr in_page;
1042
1043     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
1044     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
1045         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
1046                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
1047         return -EINVAL;
1048     }
1049     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
1050
1051     wp->vaddr = addr;
1052     wp->len = len;
1053     wp->flags = flags;
1054
1055     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
1056     if (flags & BP_GDB) {
1057         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1058     } else {
1059         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1060     }
1061
1062     in_page = -(addr | TARGET_PAGE_MASK);
1063     if (len <= in_page) {
1064         tlb_flush_page(cpu, addr);
1065     } else {
1066         tlb_flush(cpu);
1067     }
1068
1069     if (watchpoint)
1070         *watchpoint = wp;
1071     return 0;
1072 }
1073
1074 /* Remove a specific watchpoint.  */
1075 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1076                           int flags)
1077 {
1078     CPUWatchpoint *wp;
1079
1080     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1081         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
1082                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
1083             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1084             return 0;
1085         }
1086     }
1087     return -ENOENT;
1088 }
1089
1090 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
1091 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1092 {
1093     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
1094
1095     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
1096
1097     g_free(watchpoint);
1098 }
1099
1100 /* Remove all matching watchpoints.  */
1101 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1102 {
1103     CPUWatchpoint *wp, *next;
1104
1105     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
1106         if (wp->flags & mask) {
1107             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1108         }
1109     }
1110 }
1111
1112 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
1113  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
1114  * partially or completely with the address range covered by the
1115  * access).
1116  */
1117 static inline bool watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
1118                                               vaddr addr, vaddr len)
1119 {
1120     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
1121      * required to avoid errors in the case where the range ends
1122      * exactly at the top of the address space and so addr + len
1123      * wraps round to zero.
1124      */
1125     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
1126     vaddr addrend = addr + len - 1;
1127
1128     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
1129 }
1130
1131 /* Return flags for watchpoints that match addr + prot.  */
1132 int cpu_watchpoint_address_matches(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len)
1133 {
1134     CPUWatchpoint *wp;
1135     int ret = 0;
1136
1137     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1138         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)) {
1139             ret |= wp->flags;
1140         }
1141     }
1142     return ret;
1143 }
1144 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
1145
1146 /* Add a breakpoint.  */
1147 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
1148                           CPUBreakpoint **breakpoint)
1149 {
1150     CPUBreakpoint *bp;
1151
1152     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
1153
1154     bp->pc = pc;
1155     bp->flags = flags;
1156
1157     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
1158     if (flags & BP_GDB) {
1159         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1160     } else {
1161         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1162     }
1163
1164     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1165
1166     if (breakpoint) {
1167         *breakpoint = bp;
1168     }
1169     return 0;
1170 }
1171
1172 /* Remove a specific breakpoint.  */
1173 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1174 {
1175     CPUBreakpoint *bp;
1176
1177     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1178         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1179             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1180             return 0;
1181         }
1182     }
1183     return -ENOENT;
1184 }
1185
1186 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1187 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1188 {
1189     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1190
1191     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1192
1193     g_free(breakpoint);
1194 }
1195
1196 /* Remove all matching breakpoints. */
1197 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1198 {
1199     CPUBreakpoint *bp, *next;
1200
1201     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1202         if (bp->flags & mask) {
1203             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1204         }
1205     }
1206 }
1207
1208 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1209    CPU loop after each instruction */
1210 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1211 {
1212     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1213         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1214         if (kvm_enabled()) {
1215             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1216         } else {
1217             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1218             /* XXX: only flush what is necessary */
1219             tb_flush(cpu);
1220         }
1221     }
1222 }
1223
1224 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1225 {
1226     va_list ap;
1227     va_list ap2;
1228
1229     va_start(ap, fmt);
1230     va_copy(ap2, ap);
1231     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1232     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1233     fprintf(stderr, "\n");
1234     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1235     if (qemu_log_separate()) {
1236         FILE *logfile = qemu_log_lock();
1237         qemu_log("qemu: fatal: ");
1238         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1239         qemu_log("\n");
1240         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1241         qemu_log_flush();
1242         qemu_log_unlock(logfile);
1243         qemu_log_close();
1244     }
1245     va_end(ap2);
1246     va_end(ap);
1247     replay_finish();
1248 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1249     {
1250         struct sigaction act;
1251         sigfillset(&act.sa_mask);
1252         act.sa_handler = SIG_DFL;
1253         act.sa_flags = 0;
1254         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1255     }
1256 #endif
1257     abort();
1258 }
1259
1260 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1261 /* Called from RCU critical section */
1262 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1263 {
1264     RAMBlock *block;
1265
1266     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1267     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1268         return block;
1269     }
1270     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1271         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1272             goto found;
1273         }
1274     }
1275
1276     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1277     abort();
1278
1279 found:
1280     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1281      * is what happens:
1282      *
1283      *     mru_block = xxx
1284      *     rcu_read_unlock()
1285      *                                        xxx removed from list
1286      *                  rcu_read_lock()
1287      *                  read mru_block
1288      *                                        mru_block = NULL;
1289      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1290      *                  rcu_read_unlock()
1291      *
1292      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1293      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1294      * copy of the pointer.
1295      */
1296     ram_list.mru_block = block;
1297     return block;
1298 }
1299
1300 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1301 {
1302     CPUState *cpu;
1303     ram_addr_t start1;
1304     RAMBlock *block;
1305     ram_addr_t end;
1306
1307     assert(tcg_enabled());
1308     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1309     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1310
1311     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1312     block = qemu_get_ram_block(start);
1313     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1314     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1315     CPU_FOREACH(cpu) {
1316         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1317     }
1318 }
1319
1320 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1321 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1322                                               ram_addr_t length,
1323                                               unsigned client)
1324 {
1325     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1326     unsigned long end, page, start_page;
1327     bool dirty = false;
1328     RAMBlock *ramblock;
1329     uint64_t mr_offset, mr_size;
1330
1331     if (length == 0) {
1332         return false;
1333     }
1334
1335     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1336     start_page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1337     page = start_page;
1338
1339     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1340         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1341         ramblock = qemu_get_ram_block(start);
1342         /* Range sanity check on the ramblock */
1343         assert(start >= ramblock->offset &&
1344                start + length <= ramblock->offset + ramblock->used_length);
1345
1346         while (page < end) {
1347             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1348             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1349             unsigned long num = MIN(end - page,
1350                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1351
1352             dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1353                                                   offset, num);
1354             page += num;
1355         }
1356
1357         mr_offset = (ram_addr_t)(start_page << TARGET_PAGE_BITS) - ramblock->offset;
1358         mr_size = (end - start_page) << TARGET_PAGE_BITS;
1359         memory_region_clear_dirty_bitmap(ramblock->mr, mr_offset, mr_size);
1360     }
1361
1362     if (dirty && tcg_enabled()) {
1363         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1364     }
1365
1366     return dirty;
1367 }
1368
1369 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1370     (MemoryRegion *mr, hwaddr offset, hwaddr length, unsigned client)
1371 {
1372     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1373     ram_addr_t start = memory_region_get_ram_addr(mr) + offset;
1374     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1375     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1376     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1377     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1378     unsigned long page, end, dest;
1379
1380     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1381                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1382     snap->start = first;
1383     snap->end   = last;
1384
1385     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1386     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1387     dest = 0;
1388
1389     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1390         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1391
1392         while (page < end) {
1393             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1394             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1395             unsigned long num = MIN(end - page,
1396                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1397
1398             assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1399             assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1400             offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1401
1402             bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1403                                          blocks->blocks[idx] + offset,
1404                                          num);
1405             page += num;
1406             dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1407         }
1408     }
1409
1410     if (tcg_enabled()) {
1411         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1412     }
1413
1414     memory_region_clear_dirty_bitmap(mr, offset, length);
1415
1416     return snap;
1417 }
1418
1419 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1420                                             ram_addr_t start,
1421                                             ram_addr_t length)
1422 {
1423     unsigned long page, end;
1424
1425     assert(start >= snap->start);
1426     assert(start + length <= snap->end);
1427
1428     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1429     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1430
1431     while (page < end) {
1432         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1433             return true;
1434         }
1435         page++;
1436     }
1437     return false;
1438 }
1439
1440 /* Called from RCU critical section */
1441 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1442                                        MemoryRegionSection *section)
1443 {
1444     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1445     return section - d->map.sections;
1446 }
1447 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1448
1449 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1450
1451 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1452                             uint16_t section);
1453 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1454
1455 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1456                                qemu_anon_ram_alloc;
1457
1458 /*
1459  * Set a custom physical guest memory alloator.
1460  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1461  * get rid of it eventually.
1462  */
1463 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1464 {
1465     phys_mem_alloc = alloc;
1466 }
1467
1468 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1469                                  MemoryRegionSection *section)
1470 {
1471     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1472      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1473      * never overflow into the page-aligned value.
1474      */
1475     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1476
1477     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1478         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1479         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1480                                 map->sections_nb_alloc);
1481     }
1482     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1483     memory_region_ref(section->mr);
1484     return map->sections_nb++;
1485 }
1486
1487 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1488 {
1489     bool have_sub_page = mr->subpage;
1490
1491     memory_region_unref(mr);
1492
1493     if (have_sub_page) {
1494         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1495         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1496         g_free(subpage);
1497     }
1498 }
1499
1500 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1501 {
1502     while (map->sections_nb > 0) {
1503         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1504         phys_section_destroy(section->mr);
1505     }
1506     g_free(map->sections);
1507     g_free(map->nodes);
1508 }
1509
1510 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1511 {
1512     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1513     subpage_t *subpage;
1514     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1515         & TARGET_PAGE_MASK;
1516     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1517     MemoryRegionSection subsection = {
1518         .offset_within_address_space = base,
1519         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1520     };
1521     hwaddr start, end;
1522
1523     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1524
1525     if (!(existing->mr->subpage)) {
1526         subpage = subpage_init(fv, base);
1527         subsection.fv = fv;
1528         subsection.mr = &subpage->iomem;
1529         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1530                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1531     } else {
1532         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1533     }
1534     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1535     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1536     subpage_register(subpage, start, end,
1537                      phys_section_add(&d->map, section));
1538 }
1539
1540
1541 static void register_multipage(FlatView *fv,
1542                                MemoryRegionSection *section)
1543 {
1544     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1545     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1546     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1547     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1548                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1549
1550     assert(num_pages);
1551     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * The range in *section* may look like this:
1556  *
1557  *      |s|PPPPPPP|s|
1558  *
1559  * where s stands for subpage and P for page.
1560  */
1561 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1562 {
1563     MemoryRegionSection remain = *section;
1564     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1565
1566     /* register first subpage */
1567     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1568         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1569                         - remain.offset_within_address_space;
1570
1571         MemoryRegionSection now = remain;
1572         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1573         register_subpage(fv, &now);
1574         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1575             return;
1576         }
1577         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1578         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1579         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1580     }
1581
1582     /* register whole pages */
1583     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1584         MemoryRegionSection now = remain;
1585         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1586         register_multipage(fv, &now);
1587         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1588             return;
1589         }
1590         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1591         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1592         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1593     }
1594
1595     /* register last subpage */
1596     register_subpage(fv, &remain);
1597 }
1598
1599 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1600 {
1601     if (kvm_enabled())
1602         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1603 }
1604
1605 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1606 {
1607     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1608 }
1609
1610 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1611 {
1612     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1613 }
1614
1615 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1616 {
1617     RAMBlock *block;
1618     char *psize;
1619
1620     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1621     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1622                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1623     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1624         psize = size_to_str(block->page_size);
1625         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1626                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1627                        (uint64_t)block->offset,
1628                        (uint64_t)block->used_length,
1629                        (uint64_t)block->max_length);
1630         g_free(psize);
1631     }
1632 }
1633
1634 #ifdef __linux__
1635 /*
1636  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1637  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1638  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1639  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1640  */
1641 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1642 {
1643     long *hpsize_min = opaque;
1644
1645     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1646         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1647         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1648
1649         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1650             *hpsize_min = hpsize;
1651         }
1652     }
1653
1654     return 0;
1655 }
1656
1657 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1658 {
1659     long *hpsize_max = opaque;
1660
1661     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1662         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1663         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1664
1665         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1666             *hpsize_max = hpsize;
1667         }
1668     }
1669
1670     return 0;
1671 }
1672
1673 /*
1674  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1675  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1676  */
1677 long qemu_minrampagesize(void)
1678 {
1679     long hpsize = LONG_MAX;
1680     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1681
1682     object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1683     return hpsize;
1684 }
1685
1686 long qemu_maxrampagesize(void)
1687 {
1688     long pagesize = 0;
1689     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1690
1691     object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize, &pagesize);
1692     return pagesize;
1693 }
1694 #else
1695 long qemu_minrampagesize(void)
1696 {
1697     return qemu_real_host_page_size;
1698 }
1699 long qemu_maxrampagesize(void)
1700 {
1701     return qemu_real_host_page_size;
1702 }
1703 #endif
1704
1705 #ifdef CONFIG_POSIX
1706 static int64_t get_file_size(int fd)
1707 {
1708     int64_t size;
1709 #if defined(__linux__)
1710     struct stat st;
1711
1712     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1713         return -errno;
1714     }
1715
1716     /* Special handling for devdax character devices */
1717     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1718         g_autofree char *subsystem_path = NULL;
1719         g_autofree char *subsystem = NULL;
1720
1721         subsystem_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/subsystem",
1722                                          major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1723         subsystem = g_file_read_link(subsystem_path, NULL);
1724
1725         if (subsystem && g_str_has_suffix(subsystem, "/dax")) {
1726             g_autofree char *size_path = NULL;
1727             g_autofree char *size_str = NULL;
1728
1729             size_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/size",
1730                                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1731
1732             if (g_file_get_contents(size_path, &size_str, NULL, NULL)) {
1733                 return g_ascii_strtoll(size_str, NULL, 0);
1734             }
1735         }
1736     }
1737 #endif /* defined(__linux__) */
1738
1739     /* st.st_size may be zero for special files yet lseek(2) works */
1740     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1741     if (size < 0) {
1742         return -errno;
1743     }
1744     return size;
1745 }
1746
1747 static int file_ram_open(const char *path,
1748                          const char *region_name,
1749                          bool *created,
1750                          Error **errp)
1751 {
1752     char *filename;
1753     char *sanitized_name;
1754     char *c;
1755     int fd = -1;
1756
1757     *created = false;
1758     for (;;) {
1759         fd = open(path, O_RDWR);
1760         if (fd >= 0) {
1761             /* @path names an existing file, use it */
1762             break;
1763         }
1764         if (errno == ENOENT) {
1765             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1766             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1767             if (fd >= 0) {
1768                 *created = true;
1769                 break;
1770             }
1771         } else if (errno == EISDIR) {
1772             /* @path names a directory, create a file there */
1773             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1774             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1775             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1776                 if (*c == '/') {
1777                     *c = '_';
1778                 }
1779             }
1780
1781             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1782                                        sanitized_name);
1783             g_free(sanitized_name);
1784
1785             fd = mkstemp(filename);
1786             if (fd >= 0) {
1787                 unlink(filename);
1788                 g_free(filename);
1789                 break;
1790             }
1791             g_free(filename);
1792         }
1793         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1794             error_setg_errno(errp, errno,
1795                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1796                              path);
1797             return -1;
1798         }
1799         /*
1800          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1801          * something else creates the file between our two open().
1802          */
1803     }
1804
1805     return fd;
1806 }
1807
1808 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1809                             ram_addr_t memory,
1810                             int fd,
1811                             bool truncate,
1812                             Error **errp)
1813 {
1814     void *area;
1815
1816     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1817     if (block->mr->align % block->page_size) {
1818         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1819                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1820                    block->mr->align, block->page_size);
1821         return NULL;
1822     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1823         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1824                    " must be a power of two", block->mr->align);
1825         return NULL;
1826     }
1827     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1828 #if defined(__s390x__)
1829     if (kvm_enabled()) {
1830         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1831     }
1832 #endif
1833
1834     if (memory < block->page_size) {
1835         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1836                    "or larger than page size 0x%zx",
1837                    memory, block->page_size);
1838         return NULL;
1839     }
1840
1841     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1842
1843     /*
1844      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1845      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1846      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1847      * mmap will fail.
1848      *
1849      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1850      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1851      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1852      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1853      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1854      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1855      * is disabled as well.
1856      */
1857     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1858         perror("ftruncate");
1859     }
1860
1861     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1862                          block->flags & RAM_SHARED, block->flags & RAM_PMEM);
1863     if (area == MAP_FAILED) {
1864         error_setg_errno(errp, errno,
1865                          "unable to map backing store for guest RAM");
1866         return NULL;
1867     }
1868
1869     block->fd = fd;
1870     return area;
1871 }
1872 #endif
1873
1874 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1875  * dirty bitmaps.
1876  * Called with the ramlist lock held.
1877  */
1878 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1879 {
1880     RAMBlock *block, *next_block;
1881     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1882
1883     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1884
1885     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1886         return 0;
1887     }
1888
1889     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1890         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1891
1892         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1893          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1894          */
1895         candidate = block->offset + block->max_length;
1896         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1897
1898         /* Search for the closest following block
1899          * and find the gap.
1900          */
1901         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1902             if (next_block->offset >= candidate) {
1903                 next = MIN(next, next_block->offset);
1904             }
1905         }
1906
1907         /* If it fits remember our place and remember the size
1908          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1909          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1910          */
1911         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1912             offset = candidate;
1913             mingap = next - candidate;
1914         }
1915
1916         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1917     }
1918
1919     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1920         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1921                 (uint64_t)size);
1922         abort();
1923     }
1924
1925     trace_find_ram_offset(size, offset);
1926
1927     return offset;
1928 }
1929
1930 static unsigned long last_ram_page(void)
1931 {
1932     RAMBlock *block;
1933     ram_addr_t last = 0;
1934
1935     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1936     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1937         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1938     }
1939     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1940 }
1941
1942 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1943 {
1944     int ret;
1945
1946     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1947     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1948         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1949         if (ret) {
1950             perror("qemu_madvise");
1951             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1952                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1953         }
1954     }
1955 }
1956
1957 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1958 {
1959     return rb->idstr;
1960 }
1961
1962 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
1963 {
1964     return rb->host;
1965 }
1966
1967 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
1968 {
1969     return rb->offset;
1970 }
1971
1972 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
1973 {
1974     return rb->used_length;
1975 }
1976
1977 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1978 {
1979     return rb->flags & RAM_SHARED;
1980 }
1981
1982 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1983 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1984 {
1985     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1986 }
1987
1988 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1989 {
1990     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1991 }
1992
1993 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
1994 {
1995     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
1996 }
1997
1998 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
1999 {
2000     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
2001 }
2002
2003 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
2004 {
2005     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
2006 }
2007
2008 /* Called with iothread lock held.  */
2009 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
2010 {
2011     RAMBlock *block;
2012
2013     assert(new_block);
2014     assert(!new_block->idstr[0]);
2015
2016     if (dev) {
2017         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
2018         if (id) {
2019             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
2020             g_free(id);
2021         }
2022     }
2023     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
2024
2025     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2026     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2027         if (block != new_block &&
2028             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
2029             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
2030                     new_block->idstr);
2031             abort();
2032         }
2033     }
2034 }
2035
2036 /* Called with iothread lock held.  */
2037 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
2038 {
2039     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
2040      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
2041      * does not work anyway.
2042      */
2043     if (block) {
2044         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
2045     }
2046 }
2047
2048 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
2049 {
2050     return rb->page_size;
2051 }
2052
2053 /* Returns the largest size of page in use */
2054 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
2055 {
2056     RAMBlock *block;
2057     size_t largest = 0;
2058
2059     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2060         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
2061     }
2062
2063     return largest;
2064 }
2065
2066 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
2067 {
2068     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
2069         /* disabled by the user */
2070         return 0;
2071     }
2072
2073     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
2074 }
2075
2076 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
2077  * incoming migration, or right after reset.
2078  *
2079  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
2080  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
2081  * misuse, if necessary.
2082  */
2083 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
2084 {
2085     const ram_addr_t unaligned_size = newsize;
2086
2087     assert(block);
2088
2089     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
2090
2091     if (block->used_length == newsize) {
2092         /*
2093          * We don't have to resize the ram block (which only knows aligned
2094          * sizes), however, we have to notify if the unaligned size changed.
2095          */
2096         if (unaligned_size != memory_region_size(block->mr)) {
2097             memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2098             if (block->resized) {
2099                 block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2100             }
2101         }
2102         return 0;
2103     }
2104
2105     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
2106         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2107                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2108                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2109                          newsize, block->used_length);
2110         return -EINVAL;
2111     }
2112
2113     if (block->max_length < newsize) {
2114         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2115                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2116                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2117                          newsize, block->max_length);
2118         return -EINVAL;
2119     }
2120
2121     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
2122     block->used_length = newsize;
2123     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
2124                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2125     memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2126     if (block->resized) {
2127         block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2128     }
2129     return 0;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Trigger sync on the given ram block for range [start, start + length]
2134  * with the backing store if one is available.
2135  * Otherwise no-op.
2136  * @Note: this is supposed to be a synchronous op.
2137  */
2138 void qemu_ram_msync(RAMBlock *block, ram_addr_t start, ram_addr_t length)
2139 {
2140     /* The requested range should fit in within the block range */
2141     g_assert((start + length) <= block->used_length);
2142
2143 #ifdef CONFIG_LIBPMEM
2144     /* The lack of support for pmem should not block the sync */
2145     if (ramblock_is_pmem(block)) {
2146         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2147         pmem_persist(addr, length);
2148         return;
2149     }
2150 #endif
2151     if (block->fd >= 0) {
2152         /**
2153          * Case there is no support for PMEM or the memory has not been
2154          * specified as persistent (or is not one) - use the msync.
2155          * Less optimal but still achieves the same goal
2156          */
2157         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2158         if (qemu_msync(addr, length, block->fd)) {
2159             warn_report("%s: failed to sync memory range: start: "
2160                     RAM_ADDR_FMT " length: " RAM_ADDR_FMT,
2161                     __func__, start, length);
2162         }
2163     }
2164 }
2165
2166 /* Called with ram_list.mutex held */
2167 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
2168                                 ram_addr_t new_ram_size)
2169 {
2170     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
2171                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2172     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
2173                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2174     int i;
2175
2176     /* Only need to extend if block count increased */
2177     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
2178         return;
2179     }
2180
2181     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
2182         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
2183         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
2184         int j;
2185
2186         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
2187         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
2188                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
2189
2190         if (old_num_blocks) {
2191             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
2192                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
2193         }
2194
2195         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
2196             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2197         }
2198
2199         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
2200
2201         if (old_blocks) {
2202             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
2203         }
2204     }
2205 }
2206
2207 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
2208 {
2209     RAMBlock *block;
2210     RAMBlock *last_block = NULL;
2211     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
2212     Error *err = NULL;
2213
2214     old_ram_size = last_ram_page();
2215
2216     qemu_mutex_lock_ramlist();
2217     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
2218
2219     if (!new_block->host) {
2220         if (xen_enabled()) {
2221             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
2222                           new_block->mr, &err);
2223             if (err) {
2224                 error_propagate(errp, err);
2225                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2226                 return;
2227             }
2228         } else {
2229             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
2230                                              &new_block->mr->align, shared);
2231             if (!new_block->host) {
2232                 error_setg_errno(errp, errno,
2233                                  "cannot set up guest memory '%s'",
2234                                  memory_region_name(new_block->mr));
2235                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2236                 return;
2237             }
2238             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
2239         }
2240     }
2241
2242     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2243               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2244     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2245         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2246     }
2247     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2248      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2249      * tail, so save the last element in last_block.
2250      */
2251     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2252         last_block = block;
2253         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2254             break;
2255         }
2256     }
2257     if (block) {
2258         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2259     } else if (last_block) {
2260         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2261     } else { /* list is empty */
2262         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2263     }
2264     ram_list.mru_block = NULL;
2265
2266     /* Write list before version */
2267     smp_wmb();
2268     ram_list.version++;
2269     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2270
2271     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2272                                         new_block->used_length,
2273                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2274
2275     if (new_block->host) {
2276         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2277         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2278         /*
2279          * MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU
2280          * Configure it unless the machine is a qtest server, in which case
2281          * KVM is not used and it may be forked (eg for fuzzing purposes).
2282          */
2283         if (!qtest_enabled()) {
2284             qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length,
2285                          QEMU_MADV_DONTFORK);
2286         }
2287         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2288     }
2289 }
2290
2291 #ifdef CONFIG_POSIX
2292 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2293                                  uint32_t ram_flags, int fd,
2294                                  Error **errp)
2295 {
2296     RAMBlock *new_block;
2297     Error *local_err = NULL;
2298     int64_t file_size;
2299
2300     /* Just support these ram flags by now. */
2301     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM)) == 0);
2302
2303     if (xen_enabled()) {
2304         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2305         return NULL;
2306     }
2307
2308     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2309         error_setg(errp,
2310                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2311         return NULL;
2312     }
2313
2314     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2315         /*
2316          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2317          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2318          * a hook there.
2319          */
2320         error_setg(errp,
2321                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2322         return NULL;
2323     }
2324
2325     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2326     file_size = get_file_size(fd);
2327     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2328         error_setg(errp, "backing store size 0x%" PRIx64
2329                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2330                    file_size, size);
2331         return NULL;
2332     }
2333
2334     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2335     new_block->mr = mr;
2336     new_block->used_length = size;
2337     new_block->max_length = size;
2338     new_block->flags = ram_flags;
2339     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2340     if (!new_block->host) {
2341         g_free(new_block);
2342         return NULL;
2343     }
2344
2345     ram_block_add(new_block, &local_err, ram_flags & RAM_SHARED);
2346     if (local_err) {
2347         g_free(new_block);
2348         error_propagate(errp, local_err);
2349         return NULL;
2350     }
2351     return new_block;
2352
2353 }
2354
2355
2356 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2357                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2358                                    Error **errp)
2359 {
2360     int fd;
2361     bool created;
2362     RAMBlock *block;
2363
2364     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2365     if (fd < 0) {
2366         return NULL;
2367     }
2368
2369     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, errp);
2370     if (!block) {
2371         if (created) {
2372             unlink(mem_path);
2373         }
2374         close(fd);
2375         return NULL;
2376     }
2377
2378     return block;
2379 }
2380 #endif
2381
2382 static
2383 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2384                                   void (*resized)(const char*,
2385                                                   uint64_t length,
2386                                                   void *host),
2387                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2388                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2389 {
2390     RAMBlock *new_block;
2391     Error *local_err = NULL;
2392
2393     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2394     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2395     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2396     new_block->mr = mr;
2397     new_block->resized = resized;
2398     new_block->used_length = size;
2399     new_block->max_length = max_size;
2400     assert(max_size >= size);
2401     new_block->fd = -1;
2402     new_block->page_size = qemu_real_host_page_size;
2403     new_block->host = host;
2404     if (host) {
2405         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2406     }
2407     if (resizeable) {
2408         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2409     }
2410     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2411     if (local_err) {
2412         g_free(new_block);
2413         error_propagate(errp, local_err);
2414         return NULL;
2415     }
2416     return new_block;
2417 }
2418
2419 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2420                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2421 {
2422     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2423                                    false, mr, errp);
2424 }
2425
2426 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2427                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2428 {
2429     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2430                                    share, mr, errp);
2431 }
2432
2433 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2434                                      void (*resized)(const char*,
2435                                                      uint64_t length,
2436                                                      void *host),
2437                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2438 {
2439     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2440                                    false, mr, errp);
2441 }
2442
2443 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2444 {
2445     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2446         ;
2447     } else if (xen_enabled()) {
2448         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2449 #ifndef _WIN32
2450     } else if (block->fd >= 0) {
2451         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2452         close(block->fd);
2453 #endif
2454     } else {
2455         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2456     }
2457     g_free(block);
2458 }
2459
2460 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2461 {
2462     if (!block) {
2463         return;
2464     }
2465
2466     if (block->host) {
2467         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2468     }
2469
2470     qemu_mutex_lock_ramlist();
2471     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2472     ram_list.mru_block = NULL;
2473     /* Write list before version */
2474     smp_wmb();
2475     ram_list.version++;
2476     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2477     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2478 }
2479
2480 #ifndef _WIN32
2481 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2482 {
2483     RAMBlock *block;
2484     ram_addr_t offset;
2485     int flags;
2486     void *area, *vaddr;
2487
2488     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2489         offset = addr - block->offset;
2490         if (offset < block->max_length) {
2491             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2492             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2493                 ;
2494             } else if (xen_enabled()) {
2495                 abort();
2496             } else {
2497                 flags = MAP_FIXED;
2498                 if (block->fd >= 0) {
2499                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2500                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2501                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2502                                 flags, block->fd, offset);
2503                 } else {
2504                     /*
2505                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2506                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2507                      * we'd need a remap hook here.
2508                      */
2509                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2510
2511                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2512                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2513                                 flags, -1, 0);
2514                 }
2515                 if (area != vaddr) {
2516                     error_report("Could not remap addr: "
2517                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2518                                  length, addr);
2519                     exit(1);
2520                 }
2521                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2522                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2523             }
2524         }
2525     }
2526 }
2527 #endif /* !_WIN32 */
2528
2529 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2530  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2531  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2532  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2533  *
2534  * Called within RCU critical section.
2535  */
2536 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2537 {
2538     RAMBlock *block = ram_block;
2539
2540     if (block == NULL) {
2541         block = qemu_get_ram_block(addr);
2542         addr -= block->offset;
2543     }
2544
2545     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2546         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2547          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2548          * In that case just map until the end of the page.
2549          */
2550         if (block->offset == 0) {
2551             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2552         }
2553
2554         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2555     }
2556     return ramblock_ptr(block, addr);
2557 }
2558
2559 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2560  * but takes a size argument.
2561  *
2562  * Called within RCU critical section.
2563  */
2564 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2565                                  hwaddr *size, bool lock)
2566 {
2567     RAMBlock *block = ram_block;
2568     if (*size == 0) {
2569         return NULL;
2570     }
2571
2572     if (block == NULL) {
2573         block = qemu_get_ram_block(addr);
2574         addr -= block->offset;
2575     }
2576     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2577
2578     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2579         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2580          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2581          * In that case just map the requested area.
2582          */
2583         if (block->offset == 0) {
2584             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2585         }
2586
2587         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2588     }
2589
2590     return ramblock_ptr(block, addr);
2591 }
2592
2593 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2594 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2595 {
2596     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2597     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2598     assert(res < rb->max_length);
2599
2600     return res;
2601 }
2602
2603 /*
2604  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2605  * in that RAMBlock.
2606  *
2607  * ptr: Host pointer to look up
2608  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2609  * *ram_addr: set to result ram_addr
2610  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2611  *
2612  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2613  *
2614  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2615  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2616  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2617  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2618  * ram_addr_t.
2619  */
2620 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2621                                    ram_addr_t *offset)
2622 {
2623     RAMBlock *block;
2624     uint8_t *host = ptr;
2625
2626     if (xen_enabled()) {
2627         ram_addr_t ram_addr;
2628         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2629         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2630         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2631         if (block) {
2632             *offset = ram_addr - block->offset;
2633         }
2634         return block;
2635     }
2636
2637     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2638     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2639     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2640         goto found;
2641     }
2642
2643     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2644         /* This case append when the block is not mapped. */
2645         if (block->host == NULL) {
2646             continue;
2647         }
2648         if (host - block->host < block->max_length) {
2649             goto found;
2650         }
2651     }
2652
2653     return NULL;
2654
2655 found:
2656     *offset = (host - block->host);
2657     if (round_offset) {
2658         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2659     }
2660     return block;
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Finds the named RAMBlock
2665  *
2666  * name: The name of RAMBlock to find
2667  *
2668  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2669  */
2670 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2671 {
2672     RAMBlock *block;
2673
2674     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2675         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2676             return block;
2677         }
2678     }
2679
2680     return NULL;
2681 }
2682
2683 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2684    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2685 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2686 {
2687     RAMBlock *block;
2688     ram_addr_t offset;
2689
2690     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2691     if (!block) {
2692         return RAM_ADDR_INVALID;
2693     }
2694
2695     return block->offset + offset;
2696 }
2697
2698 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2699 void cpu_check_watchpoint(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
2700                           MemTxAttrs attrs, int flags, uintptr_t ra)
2701 {
2702     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2703     CPUWatchpoint *wp;
2704
2705     assert(tcg_enabled());
2706     if (cpu->watchpoint_hit) {
2707         /*
2708          * We re-entered the check after replacing the TB.
2709          * Now raise the debug interrupt so that it will
2710          * trigger after the current instruction.
2711          */
2712         qemu_mutex_lock_iothread();
2713         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2714         qemu_mutex_unlock_iothread();
2715         return;
2716     }
2717
2718     addr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, addr, len);
2719     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2720         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)
2721             && (wp->flags & flags)) {
2722             if (flags == BP_MEM_READ) {
2723                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2724             } else {
2725                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2726             }
2727             wp->hitaddr = MAX(addr, wp->vaddr);
2728             wp->hitattrs = attrs;
2729             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2730                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2731                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2732                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2733                     continue;
2734                 }
2735                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2736
2737                 mmap_lock();
2738                 tb_check_watchpoint(cpu, ra);
2739                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2740                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2741                     mmap_unlock();
2742                     cpu_loop_exit_restore(cpu, ra);
2743                 } else {
2744                     /* Force execution of one insn next time.  */
2745                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2746                     mmap_unlock();
2747                     if (ra) {
2748                         cpu_restore_state(cpu, ra, true);
2749                     }
2750                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2751                 }
2752             }
2753         } else {
2754             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2755         }
2756     }
2757 }
2758
2759 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2760                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len);
2761 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2762                                   const void *buf, hwaddr len);
2763 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2764                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2765
2766 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2767                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2768 {
2769     subpage_t *subpage = opaque;
2770     uint8_t buf[8];
2771     MemTxResult res;
2772
2773 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2774     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2775            subpage, len, addr);
2776 #endif
2777     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2778     if (res) {
2779         return res;
2780     }
2781     *data = ldn_p(buf, len);
2782     return MEMTX_OK;
2783 }
2784
2785 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2786                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2787 {
2788     subpage_t *subpage = opaque;
2789     uint8_t buf[8];
2790
2791 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2792     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2793            " value %"PRIx64"\n",
2794            __func__, subpage, len, addr, value);
2795 #endif
2796     stn_p(buf, len, value);
2797     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2798 }
2799
2800 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2801                             unsigned len, bool is_write,
2802                             MemTxAttrs attrs)
2803 {
2804     subpage_t *subpage = opaque;
2805 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2806     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2807            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2808 #endif
2809
2810     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2811                                  len, is_write, attrs);
2812 }
2813
2814 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2815     .read_with_attrs = subpage_read,
2816     .write_with_attrs = subpage_write,
2817     .impl.min_access_size = 1,
2818     .impl.max_access_size = 8,
2819     .valid.min_access_size = 1,
2820     .valid.max_access_size = 8,
2821     .valid.accepts = subpage_accepts,
2822     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2823 };
2824
2825 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2826                             uint16_t section)
2827 {
2828     int idx, eidx;
2829
2830     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2831         return -1;
2832     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2833     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2834 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2835     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2836            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2837 #endif
2838     for (; idx <= eidx; idx++) {
2839         mmio->sub_section[idx] = section;
2840     }
2841
2842     return 0;
2843 }
2844
2845 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2846 {
2847     subpage_t *mmio;
2848
2849     /* mmio->sub_section is set to PHYS_SECTION_UNASSIGNED with g_malloc0 */
2850     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2851     mmio->fv = fv;
2852     mmio->base = base;
2853     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2854                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2855     mmio->iomem.subpage = true;
2856 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2857     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2858            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2859 #endif
2860
2861     return mmio;
2862 }
2863
2864 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2865 {
2866     assert(fv);
2867     MemoryRegionSection section = {
2868         .fv = fv,
2869         .mr = mr,
2870         .offset_within_address_space = 0,
2871         .offset_within_region = 0,
2872         .size = int128_2_64(),
2873     };
2874
2875     return phys_section_add(map, &section);
2876 }
2877
2878 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
2879                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2880 {
2881     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2882     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2883     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2884     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2885
2886     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
2887 }
2888
2889 static void io_mem_init(void)
2890 {
2891     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2892                           NULL, UINT64_MAX);
2893 }
2894
2895 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2896 {
2897     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2898     uint16_t n;
2899
2900     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2901     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2902
2903     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2904
2905     return d;
2906 }
2907
2908 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2909 {
2910     phys_sections_free(&d->map);
2911     g_free(d);
2912 }
2913
2914 static void do_nothing(CPUState *cpu, run_on_cpu_data d)
2915 {
2916 }
2917
2918 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener)
2919 {
2920     CPUAddressSpace *cpuas;
2921
2922     /* Wait for the CPU to end the current TB.  This avoids the following
2923      * incorrect race:
2924      *
2925      *      vCPU                         migration
2926      *      ----------------------       -------------------------
2927      *      TLB check -> slow path
2928      *        notdirty_mem_write
2929      *          write to RAM
2930      *          mark dirty
2931      *                                   clear dirty flag
2932      *      TLB check -> fast path
2933      *                                   read memory
2934      *        write to RAM
2935      *
2936      * by pushing the migration thread's memory read after the vCPU thread has
2937      * written the memory.
2938      */
2939     if (replay_mode == REPLAY_MODE_NONE) {
2940         /*
2941          * VGA can make calls to this function while updating the screen.
2942          * In record/replay mode this causes a deadlock, because
2943          * run_on_cpu waits for rr mutex. Therefore no races are possible
2944          * in this case and no need for making run_on_cpu when
2945          * record/replay is not enabled.
2946          */
2947         cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2948         run_on_cpu(cpuas->cpu, do_nothing, RUN_ON_CPU_NULL);
2949     }
2950 }
2951
2952 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2953 {
2954     CPUAddressSpace *cpuas;
2955     AddressSpaceDispatch *d;
2956
2957     assert(tcg_enabled());
2958     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2959        reset the modified entries */
2960     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2961     cpu_reloading_memory_map();
2962     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2963      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2964      * may have split the RCU critical section.
2965      */
2966     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2967     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2968     tlb_flush(cpuas->cpu);
2969 }
2970
2971 static void memory_map_init(void)
2972 {
2973     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2974
2975     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2976     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2977
2978     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2979     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2980                           65536);
2981     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2982 }
2983
2984 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2985 {
2986     return system_memory;
2987 }
2988
2989 MemoryRegion *get_system_io(void)
2990 {
2991     return system_io;
2992 }
2993
2994 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2995
2996 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2997 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2998 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2999                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3000 {
3001     int flags;
3002     target_ulong l, page;
3003     void * p;
3004     uint8_t *buf = ptr;
3005
3006     while (len > 0) {
3007         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3008         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3009         if (l > len)
3010             l = len;
3011         flags = page_get_flags(page);
3012         if (!(flags & PAGE_VALID))
3013             return -1;
3014         if (is_write) {
3015             if (!(flags & PAGE_WRITE))
3016                 return -1;
3017             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3018             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
3019                 return -1;
3020             memcpy(p, buf, l);
3021             unlock_user(p, addr, l);
3022         } else {
3023             if (!(flags & PAGE_READ))
3024                 return -1;
3025             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3026             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
3027                 return -1;
3028             memcpy(buf, p, l);
3029             unlock_user(p, addr, 0);
3030         }
3031         len -= l;
3032         buf += l;
3033         addr += l;
3034     }
3035     return 0;
3036 }
3037
3038 #else
3039
3040 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
3041                                      hwaddr length)
3042 {
3043     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
3044     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
3045
3046     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
3047      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
3048      * xen_modified_memory.
3049      */
3050     if (dirty_log_mask) {
3051         dirty_log_mask =
3052             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
3053     }
3054     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3055         assert(tcg_enabled());
3056         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3057         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3058     }
3059     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3060 }
3061
3062 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
3063 {
3064     /*
3065      * In principle this function would work on other memory region types too,
3066      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
3067      * necessary.  Other memory regions should use the
3068      * address_space_read/write() APIs.
3069      */
3070     assert(memory_region_is_romd(mr));
3071
3072     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
3073 }
3074
3075 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3076 {
3077     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3078
3079     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3080        otherwise specified.  */
3081     if (access_size_max == 0) {
3082         access_size_max = 4;
3083     }
3084
3085     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3086     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3087         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3088         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3089             access_size_max = align_size_max;
3090         }
3091     }
3092
3093     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3094     if (l > access_size_max) {
3095         l = access_size_max;
3096     }
3097     l = pow2floor(l);
3098
3099     return l;
3100 }
3101
3102 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3103 {
3104     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3105     bool release_lock = false;
3106
3107     if (unlocked && mr->global_locking) {
3108         qemu_mutex_lock_iothread();
3109         unlocked = false;
3110         release_lock = true;
3111     }
3112     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3113         if (unlocked) {
3114             qemu_mutex_lock_iothread();
3115         }
3116         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3117         if (unlocked) {
3118             qemu_mutex_unlock_iothread();
3119         }
3120     }
3121
3122     return release_lock;
3123 }
3124
3125 /* Called within RCU critical section.  */
3126 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3127                                            MemTxAttrs attrs,
3128                                            const void *ptr,
3129                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
3130                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3131 {
3132     uint8_t *ram_ptr;
3133     uint64_t val;
3134     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3135     bool release_lock = false;
3136     const uint8_t *buf = ptr;
3137
3138     for (;;) {
3139         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3140             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3141             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3142             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3143                potential bugs */
3144             val = ldn_he_p(buf, l);
3145             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val,
3146                                                    size_memop(l), attrs);
3147         } else {
3148             /* RAM case */
3149             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3150             memcpy(ram_ptr, buf, l);
3151             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3152         }
3153
3154         if (release_lock) {
3155             qemu_mutex_unlock_iothread();
3156             release_lock = false;
3157         }
3158
3159         len -= l;
3160         buf += l;
3161         addr += l;
3162
3163         if (!len) {
3164             break;
3165         }
3166
3167         l = len;
3168         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3169     }
3170
3171     return result;
3172 }
3173
3174 /* Called from RCU critical section.  */
3175 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3176                                   const void *buf, hwaddr len)
3177 {
3178     hwaddr l;
3179     hwaddr addr1;
3180     MemoryRegion *mr;
3181     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3182
3183     l = len;
3184     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3185     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3186                                      addr1, l, mr);
3187
3188     return result;
3189 }
3190
3191 /* Called within RCU critical section.  */
3192 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3193                                    MemTxAttrs attrs, void *ptr,
3194                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3195                                    MemoryRegion *mr)
3196 {
3197     uint8_t *ram_ptr;
3198     uint64_t val;
3199     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3200     bool release_lock = false;
3201     uint8_t *buf = ptr;
3202
3203     for (;;) {
3204         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3205             /* I/O case */
3206             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3207             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3208             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val,
3209                                                   size_memop(l), attrs);
3210             stn_he_p(buf, l, val);
3211         } else {
3212             /* RAM case */
3213             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3214             memcpy(buf, ram_ptr, l);
3215         }
3216
3217         if (release_lock) {
3218             qemu_mutex_unlock_iothread();
3219             release_lock = false;
3220         }
3221
3222         len -= l;
3223         buf += l;
3224         addr += l;
3225
3226         if (!len) {
3227             break;
3228         }
3229
3230         l = len;
3231         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3232     }
3233
3234     return result;
3235 }
3236
3237 /* Called from RCU critical section.  */
3238 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3239                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3240 {
3241     hwaddr l;
3242     hwaddr addr1;
3243     MemoryRegion *mr;
3244
3245     l = len;
3246     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3247     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3248                                   addr1, l, mr);
3249 }
3250
3251 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3252                                     MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3253 {
3254     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3255     FlatView *fv;
3256
3257     if (len > 0) {
3258         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3259         fv = address_space_to_flatview(as);
3260         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3261     }
3262
3263     return result;
3264 }
3265
3266 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3267                                 MemTxAttrs attrs,
3268                                 const void *buf, hwaddr len)
3269 {
3270     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3271     FlatView *fv;
3272
3273     if (len > 0) {
3274         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3275         fv = address_space_to_flatview(as);
3276         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3277     }
3278
3279     return result;
3280 }
3281
3282 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3283                              void *buf, hwaddr len, bool is_write)
3284 {
3285     if (is_write) {
3286         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3287     } else {
3288         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3289     }
3290 }
3291
3292 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, void *buf,
3293                             hwaddr len, bool is_write)
3294 {
3295     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3296                      buf, len, is_write);
3297 }
3298
3299 enum write_rom_type {
3300     WRITE_DATA,
3301     FLUSH_CACHE,
3302 };
3303
3304 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3305                                                            hwaddr addr,
3306                                                            MemTxAttrs attrs,
3307                                                            const void *ptr,
3308                                                            hwaddr len,
3309                                                            enum write_rom_type type)
3310 {
3311     hwaddr l;
3312     uint8_t *ram_ptr;
3313     hwaddr addr1;
3314     MemoryRegion *mr;
3315     const uint8_t *buf = ptr;
3316
3317     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3318     while (len > 0) {
3319         l = len;
3320         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3321
3322         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3323               memory_region_is_romd(mr))) {
3324             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3325         } else {
3326             /* ROM/RAM case */
3327             ram_ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3328             switch (type) {
3329             case WRITE_DATA:
3330                 memcpy(ram_ptr, buf, l);
3331                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3332                 break;
3333             case FLUSH_CACHE:
3334                 flush_icache_range((uintptr_t)ram_ptr, (uintptr_t)ram_ptr + l);
3335                 break;
3336             }
3337         }
3338         len -= l;
3339         buf += l;
3340         addr += l;
3341     }
3342     return MEMTX_OK;
3343 }
3344
3345 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3346 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3347                                     MemTxAttrs attrs,
3348                                     const void *buf, hwaddr len)
3349 {
3350     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
3351                                             buf, len, WRITE_DATA);
3352 }
3353
3354 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
3355 {
3356     /*
3357      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3358      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3359      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3360      * the host's instruction cache at least.
3361      */
3362     if (tcg_enabled()) {
3363         return;
3364     }
3365
3366     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3367                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3368                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3369 }
3370
3371 typedef struct {
3372     MemoryRegion *mr;
3373     void *buffer;
3374     hwaddr addr;
3375     hwaddr len;
3376     bool in_use;
3377 } BounceBuffer;
3378
3379 static BounceBuffer bounce;
3380
3381 typedef struct MapClient {
3382     QEMUBH *bh;
3383     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3384 } MapClient;
3385
3386 QemuMutex map_client_list_lock;
3387 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3388     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3389
3390 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3391 {
3392     QLIST_REMOVE(client, link);
3393     g_free(client);
3394 }
3395
3396 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3397 {
3398     MapClient *client;
3399
3400     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3401         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3402         qemu_bh_schedule(client->bh);
3403         cpu_unregister_map_client_do(client);
3404     }
3405 }
3406
3407 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3408 {
3409     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3410
3411     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3412     client->bh = bh;
3413     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3414     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3415         cpu_notify_map_clients_locked();
3416     }
3417     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3418 }
3419
3420 void cpu_exec_init_all(void)
3421 {
3422     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3423     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3424      * so no more changes can be made after this point.
3425      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3426      * machine setup would care about the target page size, and we could
3427      * do this much later, rather than requiring board models to state
3428      * up front what their requirements are.
3429      */
3430     finalize_target_page_bits();
3431     io_mem_init();
3432     memory_map_init();
3433     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3434 }
3435
3436 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3437 {
3438     MapClient *client;
3439
3440     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3441     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3442         if (client->bh == bh) {
3443             cpu_unregister_map_client_do(client);
3444             break;
3445         }
3446     }
3447     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3448 }
3449
3450 static void cpu_notify_map_clients(void)
3451 {
3452     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3453     cpu_notify_map_clients_locked();
3454     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3455 }
3456
3457 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3458                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3459 {
3460     MemoryRegion *mr;
3461     hwaddr l, xlat;
3462
3463     while (len > 0) {
3464         l = len;
3465         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3466         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3467             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3468             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3469                 return false;
3470             }
3471         }
3472
3473         len -= l;
3474         addr += l;
3475     }
3476     return true;
3477 }
3478
3479 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3480                                 hwaddr len, bool is_write,
3481                                 MemTxAttrs attrs)
3482 {
3483     FlatView *fv;
3484     bool result;
3485
3486     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3487     fv = address_space_to_flatview(as);
3488     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3489     return result;
3490 }
3491
3492 static hwaddr
3493 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3494                             hwaddr target_len,
3495                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3496                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3497 {
3498     hwaddr done = 0;
3499     hwaddr xlat;
3500     MemoryRegion *this_mr;
3501
3502     for (;;) {
3503         target_len -= len;
3504         addr += len;
3505         done += len;
3506         if (target_len == 0) {
3507             return done;
3508         }
3509
3510         len = target_len;
3511         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3512                                      &len, is_write, attrs);
3513         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3514             return done;
3515         }
3516     }
3517 }
3518
3519 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3520  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3521  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3522  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3523  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3524  * likely to succeed.
3525  */
3526 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3527                         hwaddr addr,
3528                         hwaddr *plen,
3529                         bool is_write,
3530                         MemTxAttrs attrs)
3531 {
3532     hwaddr len = *plen;
3533     hwaddr l, xlat;
3534     MemoryRegion *mr;
3535     void *ptr;
3536     FlatView *fv;
3537
3538     if (len == 0) {
3539         return NULL;
3540     }
3541
3542     l = len;
3543     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3544     fv = address_space_to_flatview(as);
3545     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3546
3547     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3548         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3549             *plen = 0;
3550             return NULL;
3551         }
3552         /* Avoid unbounded allocations */
3553         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3554         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3555         bounce.addr = addr;
3556         bounce.len = l;
3557
3558         memory_region_ref(mr);
3559         bounce.mr = mr;
3560         if (!is_write) {
3561             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3562                                bounce.buffer, l);
3563         }
3564
3565         *plen = l;
3566         return bounce.buffer;
3567     }
3568
3569
3570     memory_region_ref(mr);
3571     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3572                                         l, is_write, attrs);
3573     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3574
3575     return ptr;
3576 }
3577
3578 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3579  * Will also mark the memory as dirty if is_write is true.  access_len gives
3580  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3581  */
3582 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3583                          bool is_write, hwaddr access_len)
3584 {
3585     if (buffer != bounce.buffer) {
3586         MemoryRegion *mr;
3587         ram_addr_t addr1;
3588
3589         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3590         assert(mr != NULL);
3591         if (is_write) {
3592             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3593         }
3594         if (xen_enabled()) {
3595             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3596         }
3597         memory_region_unref(mr);
3598         return;
3599     }
3600     if (is_write) {
3601         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3602                             bounce.buffer, access_len);
3603     }
3604     qemu_vfree(bounce.buffer);
3605     bounce.buffer = NULL;
3606     memory_region_unref(bounce.mr);
3607     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3608     cpu_notify_map_clients();
3609 }
3610
3611 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3612                               hwaddr *plen,
3613                               bool is_write)
3614 {
3615     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3616                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3617 }
3618
3619 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3620                                bool is_write, hwaddr access_len)
3621 {
3622     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3623 }
3624
3625 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3626 #define ARG1                     as
3627 #define SUFFIX
3628 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3629 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3630 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3631 #include "memory_ldst.inc.c"
3632
3633 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3634                                  AddressSpace *as,
3635                                  hwaddr addr,
3636                                  hwaddr len,
3637                                  bool is_write)
3638 {
3639     AddressSpaceDispatch *d;
3640     hwaddr l;
3641     MemoryRegion *mr;
3642
3643     assert(len > 0);
3644
3645     l = len;
3646     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3647     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3648     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3649
3650     mr = cache->mrs.mr;
3651     memory_region_ref(mr);
3652     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3653         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3654          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3655          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3656          */
3657         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3658                                         cache->xlat, l, is_write,
3659                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3660         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3661     } else {
3662         cache->ptr = NULL;
3663     }
3664
3665     cache->len = l;
3666     cache->is_write = is_write;
3667     return l;
3668 }
3669
3670 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3671                                     hwaddr addr,
3672                                     hwaddr access_len)
3673 {
3674     assert(cache->is_write);
3675     if (likely(cache->ptr)) {
3676         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3677     }
3678 }
3679
3680 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3681 {
3682     if (!cache->mrs.mr) {
3683         return;
3684     }
3685
3686     if (xen_enabled()) {
3687         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3688     }
3689     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3690     flatview_unref(cache->fv);
3691     cache->mrs.mr = NULL;
3692     cache->fv = NULL;
3693 }
3694
3695 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3696  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3697  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3698  * address_space_cache_init.
3699  */
3700 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3701     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3702     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3703 {
3704     MemoryRegionSection section;
3705     MemoryRegion *mr;
3706     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3707     AddressSpace *target_as;
3708
3709     assert(!cache->ptr);
3710     *xlat = addr + cache->xlat;
3711
3712     mr = cache->mrs.mr;
3713     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3714     if (!iommu_mr) {
3715         /* MMIO region.  */
3716         return mr;
3717     }
3718
3719     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3720                                             NULL, is_write, true,
3721                                             &target_as, attrs);
3722     return section.mr;
3723 }
3724
3725 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3726  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3727  */
3728 MemTxResult
3729 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3730                                    void *buf, hwaddr len)
3731 {
3732     hwaddr addr1, l;
3733     MemoryRegion *mr;
3734
3735     l = len;
3736     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3737                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3738     return flatview_read_continue(cache->fv,
3739                                   addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3740                                   addr1, l, mr);
3741 }
3742
3743 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3744  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3745  */
3746 MemTxResult
3747 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3748                                     const void *buf, hwaddr len)
3749 {
3750     hwaddr addr1, l;
3751     MemoryRegion *mr;
3752
3753     l = len;
3754     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3755                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3756     return flatview_write_continue(cache->fv,
3757                                    addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3758                                    addr1, l, mr);
3759 }
3760
3761 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3762 #define ARG1                     cache
3763 #define SUFFIX                   _cached_slow
3764 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3765 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3766 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3767 #include "memory_ldst.inc.c"
3768
3769 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3770 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3771                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3772 {
3773     hwaddr phys_addr;
3774     target_ulong l, page;
3775     uint8_t *buf = ptr;
3776
3777     cpu_synchronize_state(cpu);
3778     while (len > 0) {
3779         int asidx;
3780         MemTxAttrs attrs;
3781         MemTxResult res;
3782
3783         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3784         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3785         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3786         /* if no physical page mapped, return an error */
3787         if (phys_addr == -1)
3788             return -1;
3789         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3790         if (l > len)
3791             l = len;
3792         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3793         if (is_write) {
3794             res = address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3795                                           attrs, buf, l);
3796         } else {
3797             res = address_space_read(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3798                                      attrs, buf, l);
3799         }
3800         if (res != MEMTX_OK) {
3801             return -1;
3802         }
3803         len -= l;
3804         buf += l;
3805         addr += l;
3806     }
3807     return 0;
3808 }
3809
3810 /*
3811  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3812  * target independent.
3813  */
3814 size_t qemu_target_page_size(void)
3815 {
3816     return TARGET_PAGE_SIZE;
3817 }
3818
3819 int qemu_target_page_bits(void)
3820 {
3821     return TARGET_PAGE_BITS;
3822 }
3823
3824 int qemu_target_page_bits_min(void)
3825 {
3826     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3827 }
3828 #endif
3829
3830 bool target_words_bigendian(void)
3831 {
3832 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3833     return true;
3834 #else
3835     return false;
3836 #endif
3837 }
3838
3839 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3840 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3841 {
3842     MemoryRegion*mr;
3843     hwaddr l = 1;
3844     bool res;
3845
3846     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3847     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3848                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
3849                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3850
3851     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3852     return res;
3853 }
3854
3855 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3856 {
3857     RAMBlock *block;
3858     int ret = 0;
3859
3860     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3861     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3862         ret = func(block, opaque);
3863         if (ret) {
3864             break;
3865         }
3866     }
3867     return ret;
3868 }
3869
3870 /*
3871  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3872  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3873  * the OS provides for postcopy.
3874  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3875  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3876  *
3877  */
3878 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3879 {
3880     int ret = -1;
3881
3882     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3883
3884     if (!QEMU_PTR_IS_ALIGNED(host_startaddr, rb->page_size)) {
3885         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3886                      host_startaddr);
3887         goto err;
3888     }
3889
3890     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3891         bool need_madvise, need_fallocate;
3892         if (!QEMU_IS_ALIGNED(length, rb->page_size)) {
3893             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned length: %zx",
3894                          length);
3895             goto err;
3896         }
3897
3898         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3899
3900         /* The logic here is messy;
3901          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3902          *    fallocate works on hugepages and shmem
3903          */
3904         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3905         need_fallocate = rb->fd != -1;
3906         if (need_fallocate) {
3907             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3908              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3909              * so a userfault will trigger.
3910              */
3911 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3912             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3913                             start, length);
3914             if (ret) {
3915                 ret = -errno;
3916                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3917                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3918                              rb->idstr, start, length, ret);
3919                 goto err;
3920             }
3921 #else
3922             ret = -ENOSYS;
3923             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3924                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3925                          rb->idstr, start, length, ret);
3926             goto err;
3927 #endif
3928         }
3929         if (need_madvise) {
3930             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3931              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3932              * and to fall back on the file contents (which we just
3933              * fallocate'd away).
3934              */
3935 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3936             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3937             if (ret) {
3938                 ret = -errno;
3939                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3940                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3941                              rb->idstr, start, length, ret);
3942                 goto err;
3943             }
3944 #else
3945             ret = -ENOSYS;
3946             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3947                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3948                          rb->idstr, start, length, ret);
3949             goto err;
3950 #endif
3951         }
3952         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3953                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3954     } else {
3955         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3956                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3957                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3958     }
3959
3960 err:
3961     return ret;
3962 }
3963
3964 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
3965 {
3966     return rb->flags & RAM_PMEM;
3967 }
3968
3969 #endif
3970
3971 void page_size_init(void)
3972 {
3973     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
3974        TARGET_PAGE_SIZE */
3975     if (qemu_host_page_size == 0) {
3976         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
3977     }
3978     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
3979         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
3980     }
3981     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
3982 }
3983
3984 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
3985
3986 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
3987 {
3988     if (start == end - 1) {
3989         qemu_printf("\t%3d      ", start);
3990     } else {
3991         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3992     }
3993     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
3994     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3995         qemu_printf(" ptr=NIL");
3996     } else if (!skip) {
3997         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
3998     } else {
3999         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
4000     }
4001     qemu_printf("\n");
4002 }
4003
4004 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
4005                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
4006
4007 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
4008 {
4009     int i;
4010
4011     qemu_printf("  Dispatch\n");
4012     qemu_printf("    Physical sections\n");
4013
4014     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
4015         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
4016         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
4017                                 " [ROM]", " [watch]" };
4018
4019         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
4020                     " %s%s%s%s%s",
4021             i,
4022             s->offset_within_address_space,
4023             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
4024             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
4025             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
4026             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
4027             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
4028             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
4029
4030         if (s->mr->alias) {
4031             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
4032                     s->mr->alias->name : "noname");
4033         }
4034         qemu_printf("\n");
4035     }
4036
4037     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
4038                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
4039     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
4040         int j, jprev;
4041         PhysPageEntry prev;
4042         Node *n = d->map.nodes + i;
4043
4044         qemu_printf("      [%d]\n", i);
4045
4046         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
4047             PhysPageEntry *pe = *n + j;
4048
4049             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
4050                 continue;
4051             }
4052
4053             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4054
4055             jprev = j;
4056             prev = *pe;
4057         }
4058
4059         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
4060             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4061         }
4062     }
4063 }
4064
4065 #endif
This page took 0.230398 seconds and 4 git commands to generate.