]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
hw/arm/virt-acpi-build: add all missing cpu_to_le's
[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 #include "qemu/osdep.h"
20 #include "qapi/error.h"
21 #ifndef _WIN32
22 #endif
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "tcg.h"
28 #include "hw/qdev-core.h"
29 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
30 #include "hw/boards.h"
31 #include "hw/xen/xen.h"
32 #endif
33 #include "sysemu/kvm.h"
34 #include "sysemu/sysemu.h"
35 #include "qemu/timer.h"
36 #include "qemu/config-file.h"
37 #include "qemu/error-report.h"
38 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
39 #include "qemu.h"
40 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
41 #include "hw/hw.h"
42 #include "exec/memory.h"
43 #include "exec/ioport.h"
44 #include "sysemu/dma.h"
45 #include "exec/address-spaces.h"
46 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
47 #include "trace.h"
48 #endif
49 #include "exec/cpu-all.h"
50 #include "qemu/rcu_queue.h"
51 #include "qemu/main-loop.h"
52 #include "translate-all.h"
53 #include "sysemu/replay.h"
54
55 #include "exec/memory-internal.h"
56 #include "exec/ram_addr.h"
57 #include "exec/log.h"
58
59 #include "migration/vmstate.h"
60
61 #include "qemu/range.h"
62 #ifndef _WIN32
63 #include "qemu/mmap-alloc.h"
64 #endif
65
66 //#define DEBUG_SUBPAGE
67
68 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
69 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
70  * are protected by the ramlist lock.
71  */
72 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
73
74 static MemoryRegion *system_memory;
75 static MemoryRegion *system_io;
76
77 AddressSpace address_space_io;
78 AddressSpace address_space_memory;
79
80 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
81 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
82
83 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
84 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
85
86 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
87 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
88
89 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
90  * This used_length size can change across reboots.
91  */
92 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
93
94 #endif
95
96 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
97 int target_page_bits;
98 bool target_page_bits_decided;
99 #endif
100
101 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
102 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
103    cpu_exec() */
104 __thread CPUState *current_cpu;
105 /* 0 = Do not count executed instructions.
106    1 = Precise instruction counting.
107    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
108 int use_icount;
109
110 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
111 {
112     /* The target page size is the lowest common denominator for all
113      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
114      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
115      * a particular size.
116      */
117 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
118     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
119     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
120         if (target_page_bits_decided) {
121             return false;
122         }
123         target_page_bits = bits;
124     }
125 #endif
126     return true;
127 }
128
129 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
130
131 static void finalize_target_page_bits(void)
132 {
133 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
134     if (target_page_bits == 0) {
135         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
136     }
137     target_page_bits_decided = true;
138 #endif
139 }
140
141 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
142
143 struct PhysPageEntry {
144     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
145     uint32_t skip : 6;
146      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
147     uint32_t ptr : 26;
148 };
149
150 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
151
152 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
153 #define ADDR_SPACE_BITS 64
154
155 #define P_L2_BITS 9
156 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
157
158 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
159
160 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
161
162 typedef struct PhysPageMap {
163     struct rcu_head rcu;
164
165     unsigned sections_nb;
166     unsigned sections_nb_alloc;
167     unsigned nodes_nb;
168     unsigned nodes_nb_alloc;
169     Node *nodes;
170     MemoryRegionSection *sections;
171 } PhysPageMap;
172
173 struct AddressSpaceDispatch {
174     struct rcu_head rcu;
175
176     MemoryRegionSection *mru_section;
177     /* This is a multi-level map on the physical address space.
178      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
179      */
180     PhysPageEntry phys_map;
181     PhysPageMap map;
182     AddressSpace *as;
183 };
184
185 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
186 typedef struct subpage_t {
187     MemoryRegion iomem;
188     AddressSpace *as;
189     hwaddr base;
190     uint16_t sub_section[];
191 } subpage_t;
192
193 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
194 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
195 #define PHYS_SECTION_ROM 2
196 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
197
198 static void io_mem_init(void);
199 static void memory_map_init(void);
200 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
201
202 static MemoryRegion io_mem_watch;
203
204 /**
205  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
206  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
207  * @as: the AddressSpace itself
208  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
209  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
210  */
211 struct CPUAddressSpace {
212     CPUState *cpu;
213     AddressSpace *as;
214     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
215     MemoryListener tcg_as_listener;
216 };
217
218 #endif
219
220 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
221
222 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
223 {
224     static unsigned alloc_hint = 16;
225     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
226         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
227         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
228         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
229         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
230     }
231 }
232
233 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
234 {
235     unsigned i;
236     uint32_t ret;
237     PhysPageEntry e;
238     PhysPageEntry *p;
239
240     ret = map->nodes_nb++;
241     p = map->nodes[ret];
242     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
243     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
244
245     e.skip = leaf ? 0 : 1;
246     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
247     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
248         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
249     }
250     return ret;
251 }
252
253 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
254                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
255                                 int level)
256 {
257     PhysPageEntry *p;
258     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
259
260     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
261         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
262     }
263     p = map->nodes[lp->ptr];
264     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
265
266     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
267         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
268             lp->skip = 0;
269             lp->ptr = leaf;
270             *index += step;
271             *nb -= step;
272         } else {
273             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
274         }
275         ++lp;
276     }
277 }
278
279 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
280                           hwaddr index, hwaddr nb,
281                           uint16_t leaf)
282 {
283     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
284     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
285
286     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
287 }
288
289 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
290  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
291  */
292 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
293 {
294     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
295     int valid = 0;
296     PhysPageEntry *p;
297     int i;
298
299     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
300         return;
301     }
302
303     p = nodes[lp->ptr];
304     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
305         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
306             continue;
307         }
308
309         valid_ptr = i;
310         valid++;
311         if (p[i].skip) {
312             phys_page_compact(&p[i], nodes);
313         }
314     }
315
316     /* We can only compress if there's only one child. */
317     if (valid != 1) {
318         return;
319     }
320
321     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
322
323     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
324     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
325         return;
326     }
327
328     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
329     if (!p[valid_ptr].skip) {
330         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
331         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
332          * should never reach here.
333          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
334          * change this rule.
335          */
336         lp->skip = 0;
337     } else {
338         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
339     }
340 }
341
342 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
343 {
344     if (d->phys_map.skip) {
345         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
346     }
347 }
348
349 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
350                                        hwaddr addr)
351 {
352     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
353      * the section must cover the entire address space.
354      */
355     return int128_gethi(section->size) ||
356            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
357                              int128_getlo(section->size), addr);
358 }
359
360 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
361                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
362 {
363     PhysPageEntry *p;
364     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
365     int i;
366
367     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
368         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
369             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
370         }
371         p = nodes[lp.ptr];
372         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
373     }
374
375     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
376         return &sections[lp.ptr];
377     } else {
378         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
379     }
380 }
381
382 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
383 {
384     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
385         && mr != &io_mem_watch;
386 }
387
388 /* Called from RCU critical section */
389 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
390                                                         hwaddr addr,
391                                                         bool resolve_subpage)
392 {
393     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
394     subpage_t *subpage;
395     bool update;
396
397     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
398         section_covers_addr(section, addr)) {
399         update = false;
400     } else {
401         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
402                                  d->map.sections);
403         update = true;
404     }
405     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
406         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
407         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
408     }
409     if (update) {
410         atomic_set(&d->mru_section, section);
411     }
412     return section;
413 }
414
415 /* Called from RCU critical section */
416 static MemoryRegionSection *
417 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
418                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
419 {
420     MemoryRegionSection *section;
421     MemoryRegion *mr;
422     Int128 diff;
423
424     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
425     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
426     addr -= section->offset_within_address_space;
427
428     /* Compute offset within MemoryRegion */
429     *xlat = addr + section->offset_within_region;
430
431     mr = section->mr;
432
433     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
434      * on their address, without considering adjacent registers that could
435      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
436      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
437      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
438      * here.
439      *
440      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
441      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
442      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
443      */
444     if (memory_region_is_ram(mr)) {
445         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
446         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
447     }
448     return section;
449 }
450
451 /* Called from RCU critical section */
452 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
453                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
454                                       bool is_write)
455 {
456     IOMMUTLBEntry iotlb;
457     MemoryRegionSection *section;
458     MemoryRegion *mr;
459
460     for (;;) {
461         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
462         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, true);
463         mr = section->mr;
464
465         if (!mr->iommu_ops) {
466             break;
467         }
468
469         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
470         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
471                 | (addr & iotlb.addr_mask));
472         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
473         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
474             mr = &io_mem_unassigned;
475             break;
476         }
477
478         as = iotlb.target_as;
479     }
480
481     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
482         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
483         *plen = MIN(page, *plen);
484     }
485
486     *xlat = addr;
487     return mr;
488 }
489
490 /* Called from RCU critical section */
491 MemoryRegionSection *
492 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
493                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
494 {
495     MemoryRegionSection *section;
496     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
497
498     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
499
500     assert(!section->mr->iommu_ops);
501     return section;
502 }
503 #endif
504
505 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
506
507 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
508 {
509     CPUState *cpu = opaque;
510
511     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
512        version_id is increased. */
513     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
514     tlb_flush(cpu, 1);
515
516     return 0;
517 }
518
519 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
520 {
521     CPUState *cpu = opaque;
522
523     cpu->exception_index = -1;
524
525     return 0;
526 }
527
528 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
529 {
530     CPUState *cpu = opaque;
531
532     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
533 }
534
535 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
536     .name = "cpu_common/exception_index",
537     .version_id = 1,
538     .minimum_version_id = 1,
539     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
540     .fields = (VMStateField[]) {
541         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
542         VMSTATE_END_OF_LIST()
543     }
544 };
545
546 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
547 {
548     CPUState *cpu = opaque;
549
550     return cpu->crash_occurred;
551 }
552
553 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
554     .name = "cpu_common/crash_occurred",
555     .version_id = 1,
556     .minimum_version_id = 1,
557     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
558     .fields = (VMStateField[]) {
559         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
560         VMSTATE_END_OF_LIST()
561     }
562 };
563
564 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
565     .name = "cpu_common",
566     .version_id = 1,
567     .minimum_version_id = 1,
568     .pre_load = cpu_common_pre_load,
569     .post_load = cpu_common_post_load,
570     .fields = (VMStateField[]) {
571         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
572         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
573         VMSTATE_END_OF_LIST()
574     },
575     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
576         &vmstate_cpu_common_exception_index,
577         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
578         NULL
579     }
580 };
581
582 #endif
583
584 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
585 {
586     CPUState *cpu;
587
588     CPU_FOREACH(cpu) {
589         if (cpu->cpu_index == index) {
590             return cpu;
591         }
592     }
593
594     return NULL;
595 }
596
597 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
598 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
599 {
600     CPUAddressSpace *newas;
601
602     /* Target code should have set num_ases before calling us */
603     assert(asidx < cpu->num_ases);
604
605     if (asidx == 0) {
606         /* address space 0 gets the convenience alias */
607         cpu->as = as;
608     }
609
610     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
611     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
612
613     if (!cpu->cpu_ases) {
614         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
615     }
616
617     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
618     newas->cpu = cpu;
619     newas->as = as;
620     if (tcg_enabled()) {
621         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
622         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
623     }
624 }
625
626 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
627 {
628     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
629     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
630 }
631 #endif
632
633 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
634 {
635     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
636
637     cpu_list_remove(cpu);
638
639     if (cc->vmsd != NULL) {
640         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
641     }
642     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
643         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
644     }
645 }
646
647 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
648 {
649     cpu->as = NULL;
650     cpu->num_ases = 0;
651
652 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
653     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
654
655     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
656      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
657      * because that file is compiled only once for both user-mode
658      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
659      * the system address space.
660      */
661     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
662                              (Object **)&cpu->memory,
663                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
664                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
665                              &error_abort);
666     cpu->memory = system_memory;
667     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
668 #endif
669 }
670
671 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
672 {
673     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
674
675     cpu_list_add(cpu);
676
677 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
678     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
679         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
680     }
681     if (cc->vmsd != NULL) {
682         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
683     }
684 #endif
685 }
686
687 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
688 {
689     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
690      * even if we don't have proper locking yet.
691      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
692      * specified PC.
693      */
694     tb_flush(cpu);
695 }
696
697 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
698 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
699
700 {
701 }
702
703 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
704                           int flags)
705 {
706     return -ENOSYS;
707 }
708
709 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
710 {
711 }
712
713 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
714                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
715 {
716     return -ENOSYS;
717 }
718 #else
719 /* Add a watchpoint.  */
720 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
721                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
722 {
723     CPUWatchpoint *wp;
724
725     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
726     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
727         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
728                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
729         return -EINVAL;
730     }
731     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
732
733     wp->vaddr = addr;
734     wp->len = len;
735     wp->flags = flags;
736
737     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
738     if (flags & BP_GDB) {
739         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
740     } else {
741         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
742     }
743
744     tlb_flush_page(cpu, addr);
745
746     if (watchpoint)
747         *watchpoint = wp;
748     return 0;
749 }
750
751 /* Remove a specific watchpoint.  */
752 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
753                           int flags)
754 {
755     CPUWatchpoint *wp;
756
757     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
758         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
759                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
760             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
761             return 0;
762         }
763     }
764     return -ENOENT;
765 }
766
767 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
768 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
769 {
770     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
771
772     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
773
774     g_free(watchpoint);
775 }
776
777 /* Remove all matching watchpoints.  */
778 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
779 {
780     CPUWatchpoint *wp, *next;
781
782     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
783         if (wp->flags & mask) {
784             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
785         }
786     }
787 }
788
789 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
790  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
791  * partially or completely with the address range covered by the
792  * access).
793  */
794 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
795                                                   vaddr addr,
796                                                   vaddr len)
797 {
798     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
799      * required to avoid errors in the case where the range ends
800      * exactly at the top of the address space and so addr + len
801      * wraps round to zero.
802      */
803     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
804     vaddr addrend = addr + len - 1;
805
806     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
807 }
808
809 #endif
810
811 /* Add a breakpoint.  */
812 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
813                           CPUBreakpoint **breakpoint)
814 {
815     CPUBreakpoint *bp;
816
817     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
818
819     bp->pc = pc;
820     bp->flags = flags;
821
822     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
823     if (flags & BP_GDB) {
824         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
825     } else {
826         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
827     }
828
829     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
830
831     if (breakpoint) {
832         *breakpoint = bp;
833     }
834     return 0;
835 }
836
837 /* Remove a specific breakpoint.  */
838 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
839 {
840     CPUBreakpoint *bp;
841
842     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
843         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
844             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
845             return 0;
846         }
847     }
848     return -ENOENT;
849 }
850
851 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
852 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
853 {
854     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
855
856     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
857
858     g_free(breakpoint);
859 }
860
861 /* Remove all matching breakpoints. */
862 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
863 {
864     CPUBreakpoint *bp, *next;
865
866     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
867         if (bp->flags & mask) {
868             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
869         }
870     }
871 }
872
873 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
874    CPU loop after each instruction */
875 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
876 {
877     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
878         cpu->singlestep_enabled = enabled;
879         if (kvm_enabled()) {
880             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
881         } else {
882             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
883             /* XXX: only flush what is necessary */
884             tb_flush(cpu);
885         }
886     }
887 }
888
889 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
890 {
891     va_list ap;
892     va_list ap2;
893
894     va_start(ap, fmt);
895     va_copy(ap2, ap);
896     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
897     vfprintf(stderr, fmt, ap);
898     fprintf(stderr, "\n");
899     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
900     if (qemu_log_separate()) {
901         qemu_log_lock();
902         qemu_log("qemu: fatal: ");
903         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
904         qemu_log("\n");
905         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
906         qemu_log_flush();
907         qemu_log_unlock();
908         qemu_log_close();
909     }
910     va_end(ap2);
911     va_end(ap);
912     replay_finish();
913 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
914     {
915         struct sigaction act;
916         sigfillset(&act.sa_mask);
917         act.sa_handler = SIG_DFL;
918         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
919     }
920 #endif
921     abort();
922 }
923
924 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
925 /* Called from RCU critical section */
926 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
927 {
928     RAMBlock *block;
929
930     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
931     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
932         return block;
933     }
934     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
935         if (addr - block->offset < block->max_length) {
936             goto found;
937         }
938     }
939
940     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
941     abort();
942
943 found:
944     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
945      * is what happens:
946      *
947      *     mru_block = xxx
948      *     rcu_read_unlock()
949      *                                        xxx removed from list
950      *                  rcu_read_lock()
951      *                  read mru_block
952      *                                        mru_block = NULL;
953      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
954      *                  rcu_read_unlock()
955      *
956      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
957      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
958      * copy of the pointer.
959      */
960     ram_list.mru_block = block;
961     return block;
962 }
963
964 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
965 {
966     CPUState *cpu;
967     ram_addr_t start1;
968     RAMBlock *block;
969     ram_addr_t end;
970
971     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
972     start &= TARGET_PAGE_MASK;
973
974     rcu_read_lock();
975     block = qemu_get_ram_block(start);
976     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
977     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
978     CPU_FOREACH(cpu) {
979         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
980     }
981     rcu_read_unlock();
982 }
983
984 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
985 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
986                                               ram_addr_t length,
987                                               unsigned client)
988 {
989     DirtyMemoryBlocks *blocks;
990     unsigned long end, page;
991     bool dirty = false;
992
993     if (length == 0) {
994         return false;
995     }
996
997     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
998     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
999
1000     rcu_read_lock();
1001
1002     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1003
1004     while (page < end) {
1005         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1006         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1007         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1008
1009         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1010                                               offset, num);
1011         page += num;
1012     }
1013
1014     rcu_read_unlock();
1015
1016     if (dirty && tcg_enabled()) {
1017         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1018     }
1019
1020     return dirty;
1021 }
1022
1023 /* Called from RCU critical section */
1024 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1025                                        MemoryRegionSection *section,
1026                                        target_ulong vaddr,
1027                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1028                                        int prot,
1029                                        target_ulong *address)
1030 {
1031     hwaddr iotlb;
1032     CPUWatchpoint *wp;
1033
1034     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1035         /* Normal RAM.  */
1036         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1037         if (!section->readonly) {
1038             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1039         } else {
1040             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1041         }
1042     } else {
1043         AddressSpaceDispatch *d;
1044
1045         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1046         iotlb = section - d->map.sections;
1047         iotlb += xlat;
1048     }
1049
1050     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1051        watchpoint trap routines.  */
1052     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1053         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1054             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1055             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1056                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1057                 *address |= TLB_MMIO;
1058                 break;
1059             }
1060         }
1061     }
1062
1063     return iotlb;
1064 }
1065 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1066
1067 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1068
1069 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1070                              uint16_t section);
1071 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1072
1073 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1074                                qemu_anon_ram_alloc;
1075
1076 /*
1077  * Set a custom physical guest memory alloator.
1078  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1079  * get rid of it eventually.
1080  */
1081 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1082 {
1083     phys_mem_alloc = alloc;
1084 }
1085
1086 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1087                                  MemoryRegionSection *section)
1088 {
1089     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1090      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1091      * never overflow into the page-aligned value.
1092      */
1093     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1094
1095     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1096         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1097         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1098                                 map->sections_nb_alloc);
1099     }
1100     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1101     memory_region_ref(section->mr);
1102     return map->sections_nb++;
1103 }
1104
1105 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1106 {
1107     bool have_sub_page = mr->subpage;
1108
1109     memory_region_unref(mr);
1110
1111     if (have_sub_page) {
1112         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1113         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1114         g_free(subpage);
1115     }
1116 }
1117
1118 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1119 {
1120     while (map->sections_nb > 0) {
1121         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1122         phys_section_destroy(section->mr);
1123     }
1124     g_free(map->sections);
1125     g_free(map->nodes);
1126 }
1127
1128 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1129 {
1130     subpage_t *subpage;
1131     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1132         & TARGET_PAGE_MASK;
1133     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1134                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1135     MemoryRegionSection subsection = {
1136         .offset_within_address_space = base,
1137         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1138     };
1139     hwaddr start, end;
1140
1141     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1142
1143     if (!(existing->mr->subpage)) {
1144         subpage = subpage_init(d->as, base);
1145         subsection.address_space = d->as;
1146         subsection.mr = &subpage->iomem;
1147         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1148                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1149     } else {
1150         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1151     }
1152     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1153     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1154     subpage_register(subpage, start, end,
1155                      phys_section_add(&d->map, section));
1156 }
1157
1158
1159 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1160                                MemoryRegionSection *section)
1161 {
1162     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1163     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1164     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1165                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1166
1167     assert(num_pages);
1168     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1169 }
1170
1171 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1172 {
1173     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1174     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1175     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1176     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1177
1178     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1179         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1180                        - now.offset_within_address_space;
1181
1182         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1183         register_subpage(d, &now);
1184     } else {
1185         now.size = int128_zero();
1186     }
1187     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1188         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1189         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1190         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1191         now = remain;
1192         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1193             register_subpage(d, &now);
1194         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1195             now.size = page_size;
1196             register_subpage(d, &now);
1197         } else {
1198             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1199             register_multipage(d, &now);
1200         }
1201     }
1202 }
1203
1204 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1205 {
1206     if (kvm_enabled())
1207         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1208 }
1209
1210 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1211 {
1212     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1213 }
1214
1215 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1216 {
1217     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1218 }
1219
1220 #ifdef __linux__
1221 static int64_t get_file_size(int fd)
1222 {
1223     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1224     if (size < 0) {
1225         return -errno;
1226     }
1227     return size;
1228 }
1229
1230 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1231                             ram_addr_t memory,
1232                             const char *path,
1233                             Error **errp)
1234 {
1235     bool unlink_on_error = false;
1236     char *filename;
1237     char *sanitized_name;
1238     char *c;
1239     void *area = MAP_FAILED;
1240     int fd = -1;
1241     int64_t file_size;
1242
1243     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1244         error_setg(errp,
1245                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1246         return NULL;
1247     }
1248
1249     for (;;) {
1250         fd = open(path, O_RDWR);
1251         if (fd >= 0) {
1252             /* @path names an existing file, use it */
1253             break;
1254         }
1255         if (errno == ENOENT) {
1256             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1257             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1258             if (fd >= 0) {
1259                 unlink_on_error = true;
1260                 break;
1261             }
1262         } else if (errno == EISDIR) {
1263             /* @path names a directory, create a file there */
1264             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1265             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1266             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1267                 if (*c == '/') {
1268                     *c = '_';
1269                 }
1270             }
1271
1272             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1273                                        sanitized_name);
1274             g_free(sanitized_name);
1275
1276             fd = mkstemp(filename);
1277             if (fd >= 0) {
1278                 unlink(filename);
1279                 g_free(filename);
1280                 break;
1281             }
1282             g_free(filename);
1283         }
1284         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1285             error_setg_errno(errp, errno,
1286                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1287                              path);
1288             goto error;
1289         }
1290         /*
1291          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1292          * something else creates the file between our two open().
1293          */
1294     }
1295
1296     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1297     block->mr->align = block->page_size;
1298 #if defined(__s390x__)
1299     if (kvm_enabled()) {
1300         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1301     }
1302 #endif
1303
1304     file_size = get_file_size(fd);
1305
1306     if (memory < block->page_size) {
1307         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1308                    "or larger than page size 0x%zx",
1309                    memory, block->page_size);
1310         goto error;
1311     }
1312
1313     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1314         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1315                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1316                    path, file_size, memory);
1317         goto error;
1318     }
1319
1320     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1321
1322     /*
1323      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1324      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1325      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1326      * mmap will fail.
1327      *
1328      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1329      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1330      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1331      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1332      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1333      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1334      * is disabled as well.
1335      */
1336     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1337         perror("ftruncate");
1338     }
1339
1340     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1341                          block->flags & RAM_SHARED);
1342     if (area == MAP_FAILED) {
1343         error_setg_errno(errp, errno,
1344                          "unable to map backing store for guest RAM");
1345         goto error;
1346     }
1347
1348     if (mem_prealloc) {
1349         os_mem_prealloc(fd, area, memory, errp);
1350         if (errp && *errp) {
1351             goto error;
1352         }
1353     }
1354
1355     block->fd = fd;
1356     return area;
1357
1358 error:
1359     if (area != MAP_FAILED) {
1360         qemu_ram_munmap(area, memory);
1361     }
1362     if (unlink_on_error) {
1363         unlink(path);
1364     }
1365     if (fd != -1) {
1366         close(fd);
1367     }
1368     return NULL;
1369 }
1370 #endif
1371
1372 /* Called with the ramlist lock held.  */
1373 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1374 {
1375     RAMBlock *block, *next_block;
1376     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1377
1378     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1379
1380     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1381         return 0;
1382     }
1383
1384     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1385         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1386
1387         end = block->offset + block->max_length;
1388
1389         QLIST_FOREACH_RCU(next_block, &ram_list.blocks, next) {
1390             if (next_block->offset >= end) {
1391                 next = MIN(next, next_block->offset);
1392             }
1393         }
1394         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1395             offset = end;
1396             mingap = next - end;
1397         }
1398     }
1399
1400     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1401         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1402                 (uint64_t)size);
1403         abort();
1404     }
1405
1406     return offset;
1407 }
1408
1409 ram_addr_t last_ram_offset(void)
1410 {
1411     RAMBlock *block;
1412     ram_addr_t last = 0;
1413
1414     rcu_read_lock();
1415     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1416         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1417     }
1418     rcu_read_unlock();
1419     return last;
1420 }
1421
1422 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1423 {
1424     int ret;
1425
1426     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1427     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1428         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1429         if (ret) {
1430             perror("qemu_madvise");
1431             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1432                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1433         }
1434     }
1435 }
1436
1437 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1438 {
1439     return rb->idstr;
1440 }
1441
1442 /* Called with iothread lock held.  */
1443 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1444 {
1445     RAMBlock *block;
1446
1447     assert(new_block);
1448     assert(!new_block->idstr[0]);
1449
1450     if (dev) {
1451         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1452         if (id) {
1453             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1454             g_free(id);
1455         }
1456     }
1457     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1458
1459     rcu_read_lock();
1460     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1461         if (block != new_block &&
1462             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1463             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1464                     new_block->idstr);
1465             abort();
1466         }
1467     }
1468     rcu_read_unlock();
1469 }
1470
1471 /* Called with iothread lock held.  */
1472 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1473 {
1474     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1475      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1476      * does not work anyway.
1477      */
1478     if (block) {
1479         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1480     }
1481 }
1482
1483 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1484 {
1485     return rb->page_size;
1486 }
1487
1488 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1489 {
1490     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1491         /* disabled by the user */
1492         return 0;
1493     }
1494
1495     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1496 }
1497
1498 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1499  * incoming migration, or right after reset.
1500  *
1501  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1502  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1503  * misuse, if necessary.
1504  */
1505 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1506 {
1507     assert(block);
1508
1509     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1510
1511     if (block->used_length == newsize) {
1512         return 0;
1513     }
1514
1515     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1516         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1517                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1518                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1519                          newsize, block->used_length);
1520         return -EINVAL;
1521     }
1522
1523     if (block->max_length < newsize) {
1524         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1525                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1526                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1527                          newsize, block->max_length);
1528         return -EINVAL;
1529     }
1530
1531     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1532     block->used_length = newsize;
1533     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1534                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1535     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1536     if (block->resized) {
1537         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1538     }
1539     return 0;
1540 }
1541
1542 /* Called with ram_list.mutex held */
1543 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1544                                 ram_addr_t new_ram_size)
1545 {
1546     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1547                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1548     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1549                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1550     int i;
1551
1552     /* Only need to extend if block count increased */
1553     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1554         return;
1555     }
1556
1557     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1558         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1559         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1560         int j;
1561
1562         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1563         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1564                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1565
1566         if (old_num_blocks) {
1567             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1568                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1569         }
1570
1571         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1572             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1573         }
1574
1575         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1576
1577         if (old_blocks) {
1578             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1579         }
1580     }
1581 }
1582
1583 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1584 {
1585     RAMBlock *block;
1586     RAMBlock *last_block = NULL;
1587     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1588     Error *err = NULL;
1589
1590     old_ram_size = last_ram_offset() >> TARGET_PAGE_BITS;
1591
1592     qemu_mutex_lock_ramlist();
1593     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1594
1595     if (!new_block->host) {
1596         if (xen_enabled()) {
1597             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1598                           new_block->mr, &err);
1599             if (err) {
1600                 error_propagate(errp, err);
1601                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1602                 return;
1603             }
1604         } else {
1605             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1606                                              &new_block->mr->align);
1607             if (!new_block->host) {
1608                 error_setg_errno(errp, errno,
1609                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1610                                  memory_region_name(new_block->mr));
1611                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1612                 return;
1613             }
1614             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1615         }
1616     }
1617
1618     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1619               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1620     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1621         migration_bitmap_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1622         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1623     }
1624     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1625      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1626      * tail, so save the last element in last_block.
1627      */
1628     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1629         last_block = block;
1630         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1631             break;
1632         }
1633     }
1634     if (block) {
1635         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1636     } else if (last_block) {
1637         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1638     } else { /* list is empty */
1639         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1640     }
1641     ram_list.mru_block = NULL;
1642
1643     /* Write list before version */
1644     smp_wmb();
1645     ram_list.version++;
1646     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1647
1648     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1649                                         new_block->used_length,
1650                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1651
1652     if (new_block->host) {
1653         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1654         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1655         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1656         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1657     }
1658 }
1659
1660 #ifdef __linux__
1661 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1662                                    bool share, const char *mem_path,
1663                                    Error **errp)
1664 {
1665     RAMBlock *new_block;
1666     Error *local_err = NULL;
1667
1668     if (xen_enabled()) {
1669         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1670         return NULL;
1671     }
1672
1673     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1674         /*
1675          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1676          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1677          * a hook there.
1678          */
1679         error_setg(errp,
1680                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1681         return NULL;
1682     }
1683
1684     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1685     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1686     new_block->mr = mr;
1687     new_block->used_length = size;
1688     new_block->max_length = size;
1689     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1690     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1691                                      mem_path, errp);
1692     if (!new_block->host) {
1693         g_free(new_block);
1694         return NULL;
1695     }
1696
1697     ram_block_add(new_block, &local_err);
1698     if (local_err) {
1699         g_free(new_block);
1700         error_propagate(errp, local_err);
1701         return NULL;
1702     }
1703     return new_block;
1704 }
1705 #endif
1706
1707 static
1708 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1709                                   void (*resized)(const char*,
1710                                                   uint64_t length,
1711                                                   void *host),
1712                                   void *host, bool resizeable,
1713                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1714 {
1715     RAMBlock *new_block;
1716     Error *local_err = NULL;
1717
1718     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1719     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1720     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1721     new_block->mr = mr;
1722     new_block->resized = resized;
1723     new_block->used_length = size;
1724     new_block->max_length = max_size;
1725     assert(max_size >= size);
1726     new_block->fd = -1;
1727     new_block->page_size = getpagesize();
1728     new_block->host = host;
1729     if (host) {
1730         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
1731     }
1732     if (resizeable) {
1733         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
1734     }
1735     ram_block_add(new_block, &local_err);
1736     if (local_err) {
1737         g_free(new_block);
1738         error_propagate(errp, local_err);
1739         return NULL;
1740     }
1741     return new_block;
1742 }
1743
1744 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
1745                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
1746 {
1747     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
1748 }
1749
1750 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
1751 {
1752     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
1753 }
1754
1755 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
1756                                      void (*resized)(const char*,
1757                                                      uint64_t length,
1758                                                      void *host),
1759                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
1760 {
1761     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
1762 }
1763
1764 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
1765 {
1766     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1767         ;
1768     } else if (xen_enabled()) {
1769         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
1770 #ifndef _WIN32
1771     } else if (block->fd >= 0) {
1772         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
1773         close(block->fd);
1774 #endif
1775     } else {
1776         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
1777     }
1778     g_free(block);
1779 }
1780
1781 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
1782 {
1783     if (!block) {
1784         return;
1785     }
1786
1787     qemu_mutex_lock_ramlist();
1788     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
1789     ram_list.mru_block = NULL;
1790     /* Write list before version */
1791     smp_wmb();
1792     ram_list.version++;
1793     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
1794     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1795 }
1796
1797 #ifndef _WIN32
1798 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
1799 {
1800     RAMBlock *block;
1801     ram_addr_t offset;
1802     int flags;
1803     void *area, *vaddr;
1804
1805     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1806         offset = addr - block->offset;
1807         if (offset < block->max_length) {
1808             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
1809             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1810                 ;
1811             } else if (xen_enabled()) {
1812                 abort();
1813             } else {
1814                 flags = MAP_FIXED;
1815                 if (block->fd >= 0) {
1816                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
1817                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
1818                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1819                                 flags, block->fd, offset);
1820                 } else {
1821                     /*
1822                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
1823                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
1824                      * we'd need a remap hook here.
1825                      */
1826                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
1827
1828                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
1829                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1830                                 flags, -1, 0);
1831                 }
1832                 if (area != vaddr) {
1833                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
1834                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
1835                             length, addr);
1836                     exit(1);
1837                 }
1838                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
1839                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
1840             }
1841         }
1842     }
1843 }
1844 #endif /* !_WIN32 */
1845
1846 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
1847  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
1848  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
1849  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
1850  *
1851  * Called within RCU critical section.
1852  */
1853 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
1854 {
1855     RAMBlock *block = ram_block;
1856
1857     if (block == NULL) {
1858         block = qemu_get_ram_block(addr);
1859         addr -= block->offset;
1860     }
1861
1862     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1863         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1864          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1865          * In that case just map until the end of the page.
1866          */
1867         if (block->offset == 0) {
1868             return xen_map_cache(addr, 0, 0);
1869         }
1870
1871         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1872     }
1873     return ramblock_ptr(block, addr);
1874 }
1875
1876 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
1877  * but takes a size argument.
1878  *
1879  * Called within RCU critical section.
1880  */
1881 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
1882                                  hwaddr *size)
1883 {
1884     RAMBlock *block = ram_block;
1885     if (*size == 0) {
1886         return NULL;
1887     }
1888
1889     if (block == NULL) {
1890         block = qemu_get_ram_block(addr);
1891         addr -= block->offset;
1892     }
1893     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
1894
1895     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1896         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1897          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1898          * In that case just map the requested area.
1899          */
1900         if (block->offset == 0) {
1901             return xen_map_cache(addr, *size, 1);
1902         }
1903
1904         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1905     }
1906
1907     return ramblock_ptr(block, addr);
1908 }
1909
1910 /*
1911  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
1912  * in that RAMBlock.
1913  *
1914  * ptr: Host pointer to look up
1915  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
1916  * *ram_addr: set to result ram_addr
1917  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
1918  *
1919  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
1920  *
1921  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
1922  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
1923  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
1924  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
1925  * ram_addr_t.
1926  */
1927 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
1928                                    ram_addr_t *offset)
1929 {
1930     RAMBlock *block;
1931     uint8_t *host = ptr;
1932
1933     if (xen_enabled()) {
1934         ram_addr_t ram_addr;
1935         rcu_read_lock();
1936         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
1937         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
1938         if (block) {
1939             *offset = ram_addr - block->offset;
1940         }
1941         rcu_read_unlock();
1942         return block;
1943     }
1944
1945     rcu_read_lock();
1946     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1947     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
1948         goto found;
1949     }
1950
1951     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1952         /* This case append when the block is not mapped. */
1953         if (block->host == NULL) {
1954             continue;
1955         }
1956         if (host - block->host < block->max_length) {
1957             goto found;
1958         }
1959     }
1960
1961     rcu_read_unlock();
1962     return NULL;
1963
1964 found:
1965     *offset = (host - block->host);
1966     if (round_offset) {
1967         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
1968     }
1969     rcu_read_unlock();
1970     return block;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Finds the named RAMBlock
1975  *
1976  * name: The name of RAMBlock to find
1977  *
1978  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
1979  */
1980 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
1981 {
1982     RAMBlock *block;
1983
1984     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1985         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
1986             return block;
1987         }
1988     }
1989
1990     return NULL;
1991 }
1992
1993 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
1994    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
1995 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
1996 {
1997     RAMBlock *block;
1998     ram_addr_t offset;
1999
2000     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2001     if (!block) {
2002         return RAM_ADDR_INVALID;
2003     }
2004
2005     return block->offset + offset;
2006 }
2007
2008 /* Called within RCU critical section.  */
2009 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2010                                uint64_t val, unsigned size)
2011 {
2012     bool locked = false;
2013
2014     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2015         locked = true;
2016         tb_lock();
2017         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2018     }
2019     switch (size) {
2020     case 1:
2021         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2022         break;
2023     case 2:
2024         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2025         break;
2026     case 4:
2027         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2028         break;
2029     default:
2030         abort();
2031     }
2032
2033     if (locked) {
2034         tb_unlock();
2035     }
2036
2037     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2038      * the notdirty callback faster.
2039      */
2040     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2041                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2042     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2043        flushed */
2044     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2045         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2046     }
2047 }
2048
2049 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2050                                  unsigned size, bool is_write)
2051 {
2052     return is_write;
2053 }
2054
2055 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2056     .write = notdirty_mem_write,
2057     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2058     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2059 };
2060
2061 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2062 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2063 {
2064     CPUState *cpu = current_cpu;
2065     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2066     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2067     target_ulong pc, cs_base;
2068     target_ulong vaddr;
2069     CPUWatchpoint *wp;
2070     uint32_t cpu_flags;
2071
2072     if (cpu->watchpoint_hit) {
2073         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2074          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2075          * current instruction. */
2076         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2077         return;
2078     }
2079     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2080     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2081         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2082             && (wp->flags & flags)) {
2083             if (flags == BP_MEM_READ) {
2084                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2085             } else {
2086                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2087             }
2088             wp->hitaddr = vaddr;
2089             wp->hitattrs = attrs;
2090             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2091                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2092                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2093                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2094                     continue;
2095                 }
2096                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2097
2098                 /* The tb_lock will be reset when cpu_loop_exit or
2099                  * cpu_loop_exit_noexc longjmp back into the cpu_exec
2100                  * main loop.
2101                  */
2102                 tb_lock();
2103                 tb_check_watchpoint(cpu);
2104                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2105                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2106                     cpu_loop_exit(cpu);
2107                 } else {
2108                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2109                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2110                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2111                 }
2112             }
2113         } else {
2114             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2115         }
2116     }
2117 }
2118
2119 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2120    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2121    phys routines.  */
2122 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2123                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2124 {
2125     MemTxResult res;
2126     uint64_t data;
2127     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2128     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2129
2130     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2131     switch (size) {
2132     case 1:
2133         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2134         break;
2135     case 2:
2136         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2137         break;
2138     case 4:
2139         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2140         break;
2141     default: abort();
2142     }
2143     *pdata = data;
2144     return res;
2145 }
2146
2147 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2148                                    uint64_t val, unsigned size,
2149                                    MemTxAttrs attrs)
2150 {
2151     MemTxResult res;
2152     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2153     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2154
2155     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2156     switch (size) {
2157     case 1:
2158         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2159         break;
2160     case 2:
2161         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2162         break;
2163     case 4:
2164         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2165         break;
2166     default: abort();
2167     }
2168     return res;
2169 }
2170
2171 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2172     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2173     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2174     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2175 };
2176
2177 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2178                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2179 {
2180     subpage_t *subpage = opaque;
2181     uint8_t buf[8];
2182     MemTxResult res;
2183
2184 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2185     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2186            subpage, len, addr);
2187 #endif
2188     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2189                              attrs, buf, len);
2190     if (res) {
2191         return res;
2192     }
2193     switch (len) {
2194     case 1:
2195         *data = ldub_p(buf);
2196         return MEMTX_OK;
2197     case 2:
2198         *data = lduw_p(buf);
2199         return MEMTX_OK;
2200     case 4:
2201         *data = ldl_p(buf);
2202         return MEMTX_OK;
2203     case 8:
2204         *data = ldq_p(buf);
2205         return MEMTX_OK;
2206     default:
2207         abort();
2208     }
2209 }
2210
2211 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2212                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2213 {
2214     subpage_t *subpage = opaque;
2215     uint8_t buf[8];
2216
2217 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2218     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2219            " value %"PRIx64"\n",
2220            __func__, subpage, len, addr, value);
2221 #endif
2222     switch (len) {
2223     case 1:
2224         stb_p(buf, value);
2225         break;
2226     case 2:
2227         stw_p(buf, value);
2228         break;
2229     case 4:
2230         stl_p(buf, value);
2231         break;
2232     case 8:
2233         stq_p(buf, value);
2234         break;
2235     default:
2236         abort();
2237     }
2238     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2239                                attrs, buf, len);
2240 }
2241
2242 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2243                             unsigned len, bool is_write)
2244 {
2245     subpage_t *subpage = opaque;
2246 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2247     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2248            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2249 #endif
2250
2251     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2252                                       len, is_write);
2253 }
2254
2255 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2256     .read_with_attrs = subpage_read,
2257     .write_with_attrs = subpage_write,
2258     .impl.min_access_size = 1,
2259     .impl.max_access_size = 8,
2260     .valid.min_access_size = 1,
2261     .valid.max_access_size = 8,
2262     .valid.accepts = subpage_accepts,
2263     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2264 };
2265
2266 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2267                              uint16_t section)
2268 {
2269     int idx, eidx;
2270
2271     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2272         return -1;
2273     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2274     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2275 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2276     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2277            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2278 #endif
2279     for (; idx <= eidx; idx++) {
2280         mmio->sub_section[idx] = section;
2281     }
2282
2283     return 0;
2284 }
2285
2286 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2287 {
2288     subpage_t *mmio;
2289
2290     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2291     mmio->as = as;
2292     mmio->base = base;
2293     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2294                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2295     mmio->iomem.subpage = true;
2296 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2297     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2298            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2299 #endif
2300     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2301
2302     return mmio;
2303 }
2304
2305 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2306                               MemoryRegion *mr)
2307 {
2308     assert(as);
2309     MemoryRegionSection section = {
2310         .address_space = as,
2311         .mr = mr,
2312         .offset_within_address_space = 0,
2313         .offset_within_region = 0,
2314         .size = int128_2_64(),
2315     };
2316
2317     return phys_section_add(map, &section);
2318 }
2319
2320 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2321 {
2322     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2323     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2324     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2325     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2326
2327     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2328 }
2329
2330 static void io_mem_init(void)
2331 {
2332     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2333     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2334                           NULL, UINT64_MAX);
2335     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2336                           NULL, UINT64_MAX);
2337     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2338                           NULL, UINT64_MAX);
2339 }
2340
2341 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2342 {
2343     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2344     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2345     uint16_t n;
2346
2347     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2348     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2349     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2350     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2351     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2352     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2353     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2354     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2355
2356     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2357     d->as = as;
2358     as->next_dispatch = d;
2359 }
2360
2361 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2362 {
2363     phys_sections_free(&d->map);
2364     g_free(d);
2365 }
2366
2367 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2368 {
2369     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2370     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2371     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2372
2373     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2374
2375     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2376     if (cur) {
2377         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2378     }
2379 }
2380
2381 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2382 {
2383     CPUAddressSpace *cpuas;
2384     AddressSpaceDispatch *d;
2385
2386     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2387        reset the modified entries */
2388     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2389     cpu_reloading_memory_map();
2390     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2391      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2392      * may have split the RCU critical section.
2393      */
2394     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2395     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2396     tlb_flush(cpuas->cpu, 1);
2397 }
2398
2399 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2400 {
2401     as->dispatch = NULL;
2402     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2403         .begin = mem_begin,
2404         .commit = mem_commit,
2405         .region_add = mem_add,
2406         .region_nop = mem_add,
2407         .priority = 0,
2408     };
2409     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2410 }
2411
2412 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2413 {
2414     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2415 }
2416
2417 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2418 {
2419     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2420
2421     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2422     if (d) {
2423         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2424     }
2425 }
2426
2427 static void memory_map_init(void)
2428 {
2429     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2430
2431     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2432     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2433
2434     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2435     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2436                           65536);
2437     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2438 }
2439
2440 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2441 {
2442     return system_memory;
2443 }
2444
2445 MemoryRegion *get_system_io(void)
2446 {
2447     return system_io;
2448 }
2449
2450 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2451
2452 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2453 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2454 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2455                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2456 {
2457     int l, flags;
2458     target_ulong page;
2459     void * p;
2460
2461     while (len > 0) {
2462         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2463         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2464         if (l > len)
2465             l = len;
2466         flags = page_get_flags(page);
2467         if (!(flags & PAGE_VALID))
2468             return -1;
2469         if (is_write) {
2470             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2471                 return -1;
2472             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2473             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2474                 return -1;
2475             memcpy(p, buf, l);
2476             unlock_user(p, addr, l);
2477         } else {
2478             if (!(flags & PAGE_READ))
2479                 return -1;
2480             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2481             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2482                 return -1;
2483             memcpy(buf, p, l);
2484             unlock_user(p, addr, 0);
2485         }
2486         len -= l;
2487         buf += l;
2488         addr += l;
2489     }
2490     return 0;
2491 }
2492
2493 #else
2494
2495 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2496                                      hwaddr length)
2497 {
2498     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2499     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2500
2501     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2502      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2503      * xen_modified_memory.
2504      */
2505     if (dirty_log_mask) {
2506         dirty_log_mask =
2507             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2508     }
2509     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2510         tb_lock();
2511         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2512         tb_unlock();
2513         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2514     }
2515     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2516 }
2517
2518 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2519 {
2520     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2521
2522     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2523        otherwise specified.  */
2524     if (access_size_max == 0) {
2525         access_size_max = 4;
2526     }
2527
2528     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2529     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2530         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2531         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2532             access_size_max = align_size_max;
2533         }
2534     }
2535
2536     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2537     if (l > access_size_max) {
2538         l = access_size_max;
2539     }
2540     l = pow2floor(l);
2541
2542     return l;
2543 }
2544
2545 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2546 {
2547     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2548     bool release_lock = false;
2549
2550     if (unlocked && mr->global_locking) {
2551         qemu_mutex_lock_iothread();
2552         unlocked = false;
2553         release_lock = true;
2554     }
2555     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2556         if (unlocked) {
2557             qemu_mutex_lock_iothread();
2558         }
2559         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2560         if (unlocked) {
2561             qemu_mutex_unlock_iothread();
2562         }
2563     }
2564
2565     return release_lock;
2566 }
2567
2568 /* Called within RCU critical section.  */
2569 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2570                                                 MemTxAttrs attrs,
2571                                                 const uint8_t *buf,
2572                                                 int len, hwaddr addr1,
2573                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2574 {
2575     uint8_t *ptr;
2576     uint64_t val;
2577     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2578     bool release_lock = false;
2579
2580     for (;;) {
2581         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2582             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2583             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2584             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2585                potential bugs */
2586             switch (l) {
2587             case 8:
2588                 /* 64 bit write access */
2589                 val = ldq_p(buf);
2590                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2591                                                        attrs);
2592                 break;
2593             case 4:
2594                 /* 32 bit write access */
2595                 val = ldl_p(buf);
2596                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2597                                                        attrs);
2598                 break;
2599             case 2:
2600                 /* 16 bit write access */
2601                 val = lduw_p(buf);
2602                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2603                                                        attrs);
2604                 break;
2605             case 1:
2606                 /* 8 bit write access */
2607                 val = ldub_p(buf);
2608                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2609                                                        attrs);
2610                 break;
2611             default:
2612                 abort();
2613             }
2614         } else {
2615             /* RAM case */
2616             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2617             memcpy(ptr, buf, l);
2618             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2619         }
2620
2621         if (release_lock) {
2622             qemu_mutex_unlock_iothread();
2623             release_lock = false;
2624         }
2625
2626         len -= l;
2627         buf += l;
2628         addr += l;
2629
2630         if (!len) {
2631             break;
2632         }
2633
2634         l = len;
2635         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2636     }
2637
2638     return result;
2639 }
2640
2641 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2642                                 const uint8_t *buf, int len)
2643 {
2644     hwaddr l;
2645     hwaddr addr1;
2646     MemoryRegion *mr;
2647     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2648
2649     if (len > 0) {
2650         rcu_read_lock();
2651         l = len;
2652         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2653         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2654                                               addr1, l, mr);
2655         rcu_read_unlock();
2656     }
2657
2658     return result;
2659 }
2660
2661 /* Called within RCU critical section.  */
2662 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2663                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2664                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2665                                         MemoryRegion *mr)
2666 {
2667     uint8_t *ptr;
2668     uint64_t val;
2669     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2670     bool release_lock = false;
2671
2672     for (;;) {
2673         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2674             /* I/O case */
2675             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2676             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2677             switch (l) {
2678             case 8:
2679                 /* 64 bit read access */
2680                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2681                                                       attrs);
2682                 stq_p(buf, val);
2683                 break;
2684             case 4:
2685                 /* 32 bit read access */
2686                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2687                                                       attrs);
2688                 stl_p(buf, val);
2689                 break;
2690             case 2:
2691                 /* 16 bit read access */
2692                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2693                                                       attrs);
2694                 stw_p(buf, val);
2695                 break;
2696             case 1:
2697                 /* 8 bit read access */
2698                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2699                                                       attrs);
2700                 stb_p(buf, val);
2701                 break;
2702             default:
2703                 abort();
2704             }
2705         } else {
2706             /* RAM case */
2707             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2708             memcpy(buf, ptr, l);
2709         }
2710
2711         if (release_lock) {
2712             qemu_mutex_unlock_iothread();
2713             release_lock = false;
2714         }
2715
2716         len -= l;
2717         buf += l;
2718         addr += l;
2719
2720         if (!len) {
2721             break;
2722         }
2723
2724         l = len;
2725         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2726     }
2727
2728     return result;
2729 }
2730
2731 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2732                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
2733 {
2734     hwaddr l;
2735     hwaddr addr1;
2736     MemoryRegion *mr;
2737     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2738
2739     if (len > 0) {
2740         rcu_read_lock();
2741         l = len;
2742         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2743         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2744                                              addr1, l, mr);
2745         rcu_read_unlock();
2746     }
2747
2748     return result;
2749 }
2750
2751 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2752                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
2753 {
2754     if (is_write) {
2755         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2756     } else {
2757         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2758     }
2759 }
2760
2761 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
2762                             int len, int is_write)
2763 {
2764     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2765                      buf, len, is_write);
2766 }
2767
2768 enum write_rom_type {
2769     WRITE_DATA,
2770     FLUSH_CACHE,
2771 };
2772
2773 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
2774     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
2775 {
2776     hwaddr l;
2777     uint8_t *ptr;
2778     hwaddr addr1;
2779     MemoryRegion *mr;
2780
2781     rcu_read_lock();
2782     while (len > 0) {
2783         l = len;
2784         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2785
2786         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
2787               memory_region_is_romd(mr))) {
2788             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2789         } else {
2790             /* ROM/RAM case */
2791             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2792             switch (type) {
2793             case WRITE_DATA:
2794                 memcpy(ptr, buf, l);
2795                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2796                 break;
2797             case FLUSH_CACHE:
2798                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
2799                 break;
2800             }
2801         }
2802         len -= l;
2803         buf += l;
2804         addr += l;
2805     }
2806     rcu_read_unlock();
2807 }
2808
2809 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
2810 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2811                                    const uint8_t *buf, int len)
2812 {
2813     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
2814 }
2815
2816 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
2817 {
2818     /*
2819      * This function should do the same thing as an icache flush that was
2820      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
2821      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
2822      * the host's instruction cache at least.
2823      */
2824     if (tcg_enabled()) {
2825         return;
2826     }
2827
2828     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
2829                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
2830 }
2831
2832 typedef struct {
2833     MemoryRegion *mr;
2834     void *buffer;
2835     hwaddr addr;
2836     hwaddr len;
2837     bool in_use;
2838 } BounceBuffer;
2839
2840 static BounceBuffer bounce;
2841
2842 typedef struct MapClient {
2843     QEMUBH *bh;
2844     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
2845 } MapClient;
2846
2847 QemuMutex map_client_list_lock;
2848 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
2849     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
2850
2851 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
2852 {
2853     QLIST_REMOVE(client, link);
2854     g_free(client);
2855 }
2856
2857 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
2858 {
2859     MapClient *client;
2860
2861     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
2862         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
2863         qemu_bh_schedule(client->bh);
2864         cpu_unregister_map_client_do(client);
2865     }
2866 }
2867
2868 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
2869 {
2870     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
2871
2872     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2873     client->bh = bh;
2874     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
2875     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
2876         cpu_notify_map_clients_locked();
2877     }
2878     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2879 }
2880
2881 void cpu_exec_init_all(void)
2882 {
2883     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
2884     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
2885      * so no more changes can be made after this point.
2886      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
2887      * machine setup would care about the target page size, and we could
2888      * do this much later, rather than requiring board models to state
2889      * up front what their requirements are.
2890      */
2891     finalize_target_page_bits();
2892     io_mem_init();
2893     memory_map_init();
2894     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
2895 }
2896
2897 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
2898 {
2899     MapClient *client;
2900
2901     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2902     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
2903         if (client->bh == bh) {
2904             cpu_unregister_map_client_do(client);
2905             break;
2906         }
2907     }
2908     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2909 }
2910
2911 static void cpu_notify_map_clients(void)
2912 {
2913     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2914     cpu_notify_map_clients_locked();
2915     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2916 }
2917
2918 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
2919 {
2920     MemoryRegion *mr;
2921     hwaddr l, xlat;
2922
2923     rcu_read_lock();
2924     while (len > 0) {
2925         l = len;
2926         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
2927         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
2928             l = memory_access_size(mr, l, addr);
2929             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
2930                 return false;
2931             }
2932         }
2933
2934         len -= l;
2935         addr += l;
2936     }
2937     rcu_read_unlock();
2938     return true;
2939 }
2940
2941 static hwaddr
2942 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
2943                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
2944                                  bool is_write)
2945 {
2946     hwaddr done = 0;
2947     hwaddr xlat;
2948     MemoryRegion *this_mr;
2949
2950     for (;;) {
2951         target_len -= len;
2952         addr += len;
2953         done += len;
2954         if (target_len == 0) {
2955             return done;
2956         }
2957
2958         len = target_len;
2959         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
2960         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
2961             return done;
2962         }
2963     }
2964 }
2965
2966 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
2967  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
2968  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
2969  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
2970  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
2971  * likely to succeed.
2972  */
2973 void *address_space_map(AddressSpace *as,
2974                         hwaddr addr,
2975                         hwaddr *plen,
2976                         bool is_write)
2977 {
2978     hwaddr len = *plen;
2979     hwaddr l, xlat;
2980     MemoryRegion *mr;
2981     void *ptr;
2982
2983     if (len == 0) {
2984         return NULL;
2985     }
2986
2987     l = len;
2988     rcu_read_lock();
2989     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
2990
2991     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
2992         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
2993             rcu_read_unlock();
2994             return NULL;
2995         }
2996         /* Avoid unbounded allocations */
2997         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
2998         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
2999         bounce.addr = addr;
3000         bounce.len = l;
3001
3002         memory_region_ref(mr);
3003         bounce.mr = mr;
3004         if (!is_write) {
3005             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3006                                bounce.buffer, l);
3007         }
3008
3009         rcu_read_unlock();
3010         *plen = l;
3011         return bounce.buffer;
3012     }
3013
3014
3015     memory_region_ref(mr);
3016     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3017     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3018     rcu_read_unlock();
3019
3020     return ptr;
3021 }
3022
3023 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3024  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3025  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3026  */
3027 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3028                          int is_write, hwaddr access_len)
3029 {
3030     if (buffer != bounce.buffer) {
3031         MemoryRegion *mr;
3032         ram_addr_t addr1;
3033
3034         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3035         assert(mr != NULL);
3036         if (is_write) {
3037             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3038         }
3039         if (xen_enabled()) {
3040             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3041         }
3042         memory_region_unref(mr);
3043         return;
3044     }
3045     if (is_write) {
3046         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3047                             bounce.buffer, access_len);
3048     }
3049     qemu_vfree(bounce.buffer);
3050     bounce.buffer = NULL;
3051     memory_region_unref(bounce.mr);
3052     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3053     cpu_notify_map_clients();
3054 }
3055
3056 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3057                               hwaddr *plen,
3058                               int is_write)
3059 {
3060     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3061 }
3062
3063 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3064                                int is_write, hwaddr access_len)
3065 {
3066     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3067 }
3068
3069 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3070 #define ARG1                     as
3071 #define SUFFIX
3072 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3073 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3074 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3075 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3076 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3077 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3078 #include "memory_ldst.inc.c"
3079
3080 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3081                                  AddressSpace *as,
3082                                  hwaddr addr,
3083                                  hwaddr len,
3084                                  bool is_write)
3085 {
3086     hwaddr l, xlat;
3087     MemoryRegion *mr;
3088     void *ptr;
3089
3090     assert(len > 0);
3091
3092     l = len;
3093     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3094     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3095         return -EINVAL;
3096     }
3097
3098     l = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3099     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, &l);
3100
3101     cache->xlat = xlat;
3102     cache->is_write = is_write;
3103     cache->mr = mr;
3104     cache->ptr = ptr;
3105     cache->len = l;
3106     memory_region_ref(cache->mr);
3107
3108     return l;
3109 }
3110
3111 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3112                                     hwaddr addr,
3113                                     hwaddr access_len)
3114 {
3115     assert(cache->is_write);
3116     invalidate_and_set_dirty(cache->mr, addr + cache->xlat, access_len);
3117 }
3118
3119 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3120 {
3121     if (!cache->mr) {
3122         return;
3123     }
3124
3125     if (xen_enabled()) {
3126         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3127     }
3128     memory_region_unref(cache->mr);
3129 }
3130
3131 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3132  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3133  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3134  * address_space_cache_init.
3135  */
3136 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3137     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3138     hwaddr *plen, bool is_write)
3139 {
3140     assert(addr < cache->len && *plen <= cache->len - addr);
3141     *xlat = addr + cache->xlat;
3142     return cache->mr;
3143 }
3144
3145 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3146 #define ARG1                     cache
3147 #define SUFFIX                   _cached
3148 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3149 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3150 #define MAP_RAM(mr, ofs)         (cache->ptr + (ofs - cache->xlat))
3151 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) ((void)0)
3152 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3153 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3154 #include "memory_ldst.inc.c"
3155
3156 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3157 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3158                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3159 {
3160     int l;
3161     hwaddr phys_addr;
3162     target_ulong page;
3163
3164     while (len > 0) {
3165         int asidx;
3166         MemTxAttrs attrs;
3167
3168         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3169         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3170         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3171         /* if no physical page mapped, return an error */
3172         if (phys_addr == -1)
3173             return -1;
3174         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3175         if (l > len)
3176             l = len;
3177         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3178         if (is_write) {
3179             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3180                                           phys_addr, buf, l);
3181         } else {
3182             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3183                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3184                              buf, l, 0);
3185         }
3186         len -= l;
3187         buf += l;
3188         addr += l;
3189     }
3190     return 0;
3191 }
3192
3193 /*
3194  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3195  * target independent.
3196  */
3197 size_t qemu_target_page_bits(void)
3198 {
3199     return TARGET_PAGE_BITS;
3200 }
3201
3202 #endif
3203
3204 /*
3205  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3206  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3207  */
3208 bool target_words_bigendian(void);
3209 bool target_words_bigendian(void)
3210 {
3211 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3212     return true;
3213 #else
3214     return false;
3215 #endif
3216 }
3217
3218 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3219 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3220 {
3221     MemoryRegion*mr;
3222     hwaddr l = 1;
3223     bool res;
3224
3225     rcu_read_lock();
3226     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3227                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3228
3229     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3230     rcu_read_unlock();
3231     return res;
3232 }
3233
3234 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3235 {
3236     RAMBlock *block;
3237     int ret = 0;
3238
3239     rcu_read_lock();
3240     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
3241         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3242                    block->used_length, opaque);
3243         if (ret) {
3244             break;
3245         }
3246     }
3247     rcu_read_unlock();
3248     return ret;
3249 }
3250 #endif
This page took 0.20034 seconds and 4 git commands to generate.