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 "exec/target_page.h"
  28 #include "tcg.h"
  29 #include "hw/qdev-core.h"
  30 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
  31 #include "hw/boards.h"
  32 #include "hw/xen/xen.h"
  33 #endif
  34 #include "sysemu/kvm.h"
  35 #include "sysemu/sysemu.h"
  36 #include "qemu/timer.h"
  37 #include "qemu/config-file.h"
  38 #include "qemu/error-report.h"
  39 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
  40 #include "qemu.h"
  41 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
  42 #include "hw/hw.h"
  43 #include "exec/memory.h"
  44 #include "exec/ioport.h"
  45 #include "sysemu/dma.h"
  46 #include "sysemu/numa.h"
  47 #include "sysemu/hw_accel.h"
  48 #include "exec/address-spaces.h"
  49 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
  50 #include "trace-root.h"
  51
  52 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
  53 #include <fcntl.h>
  54 #include <linux/falloc.h>
  55 #endif
  56
  57 #endif
  58 #include "exec/cpu-all.h"
  59 #include "qemu/rcu_queue.h"
  60 #include "qemu/main-loop.h"
  61 #include "translate-all.h"
  62 #include "sysemu/replay.h"
  63
  64 #include "exec/memory-internal.h"
  65 #include "exec/ram_addr.h"
  66 #include "exec/log.h"
  67
  68 #include "migration/vmstate.h"
  69
  70 #include "qemu/range.h"
  71 #ifndef _WIN32
  72 #include "qemu/mmap-alloc.h"
  73 #endif
  74
  75 #include "monitor/monitor.h"
  76
  77 //#define DEBUG_SUBPAGE
  78
  79 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
  80 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
  81  * are protected by the ramlist lock.
  82  */
  83 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
  84
  85 static MemoryRegion *system_memory;
  86 static MemoryRegion *system_io;
  87
  88 AddressSpace address_space_io;
  89 AddressSpace address_space_memory;
  90
  91 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
  92 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
  93
  94 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
  95 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
  96
  97 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
  98 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
  99
 100 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
 101  * This used_length size can change across reboots.
 102  */
 103 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
 104
 105 #endif
 106
 107 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
 108 int target_page_bits;
 109 bool target_page_bits_decided;
 110 #endif
 111
 112 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
 113 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
 114    cpu_exec() */
 115 __thread CPUState *current_cpu;
 116 /* 0 = Do not count executed instructions.
 117    1 = Precise instruction counting.
 118    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
 119 int use_icount;
 120
 121 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
 122 {
 123     /* The target page size is the lowest common denominator for all
 124      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
 125      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
 126      * a particular size.
 127      */
 128 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
 129     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
 130     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
 131         if (target_page_bits_decided) {
 132             return false;
 133         }
 134         target_page_bits = bits;
 135     }
 136 #endif
 137     return true;
 138 }
 139
 140 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 141
 142 static void finalize_target_page_bits(void)
 143 {
 144 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
 145     if (target_page_bits == 0) {
 146         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
 147     }
 148     target_page_bits_decided = true;
 149 #endif
 150 }
 151
 152 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
 153
 154 struct PhysPageEntry {
 155     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
 156     uint32_t skip : 6;
 157      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
 158     uint32_t ptr : 26;
 159 };
 160
 161 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
 162
 163 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
 164 #define ADDR_SPACE_BITS 64
 165
 166 #define P_L2_BITS 9
 167 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
 168
 169 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
 170
 171 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
 172
 173 typedef struct PhysPageMap {
 174     struct rcu_head rcu;
 175
 176     unsigned sections_nb;
 177     unsigned sections_nb_alloc;
 178     unsigned nodes_nb;
 179     unsigned nodes_nb_alloc;
 180     Node *nodes;
 181     MemoryRegionSection *sections;
 182 } PhysPageMap;
 183
 184 struct AddressSpaceDispatch {
 185     struct rcu_head rcu;
 186
 187     MemoryRegionSection *mru_section;
 188     /* This is a multi-level map on the physical address space.
 189      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
 190      */
 191     PhysPageEntry phys_map;
 192     PhysPageMap map;
 193     AddressSpace *as;
 194 };
 195
 196 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
 197 typedef struct subpage_t {
 198     MemoryRegion iomem;
 199     AddressSpace *as;
 200     hwaddr base;
 201     uint16_t sub_section[];
 202 } subpage_t;
 203
 204 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
 205 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
 206 #define PHYS_SECTION_ROM 2
 207 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
 208
 209 static void io_mem_init(void);
 210 static void memory_map_init(void);
 211 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
 212
 213 static MemoryRegion io_mem_watch;
 214
 215 /**
 216  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
 217  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
 218  * @as: the AddressSpace itself
 219  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
 220  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
 221  */
 222 struct CPUAddressSpace {
 223     CPUState *cpu;
 224     AddressSpace *as;
 225     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
 226     MemoryListener tcg_as_listener;
 227 };
 228
 229 struct DirtyBitmapSnapshot {
 230     ram_addr_t start;
 231     ram_addr_t end;
 232     unsigned long dirty[];
 233 };
 234
 235 #endif
 236
 237 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 238
 239 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
 240 {
 241     static unsigned alloc_hint = 16;
 242     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
 243         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
 244         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
 245         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
 246         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
 247     }
 248 }
 249
 250 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
 251 {
 252     unsigned i;
 253     uint32_t ret;
 254     PhysPageEntry e;
 255     PhysPageEntry *p;
 256
 257     ret = map->nodes_nb++;
 258     p = map->nodes[ret];
 259     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
 260     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
 261
 262     e.skip = leaf ? 0 : 1;
 263     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
 264     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
 265         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
 266     }
 267     return ret;
 268 }
 269
 270 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
 271                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
 272                                 int level)
 273 {
 274     PhysPageEntry *p;
 275     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
 276
 277     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 278         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
 279     }
 280     p = map->nodes[lp->ptr];
 281     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
 282
 283     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
 284         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
 285             lp->skip = 0;
 286             lp->ptr = leaf;
 287             *index += step;
 288             *nb -= step;
 289         } else {
 290             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
 291         }
 292         ++lp;
 293     }
 294 }
 295
 296 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
 297                           hwaddr index, hwaddr nb,
 298                           uint16_t leaf)
 299 {
 300     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
 301     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
 302
 303     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
 304 }
 305
 306 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
 307  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
 308  */
 309 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
 310 {
 311     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
 312     int valid = 0;
 313     PhysPageEntry *p;
 314     int i;
 315
 316     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 317         return;
 318     }
 319
 320     p = nodes[lp->ptr];
 321     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
 322         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 323             continue;
 324         }
 325
 326         valid_ptr = i;
 327         valid++;
 328         if (p[i].skip) {
 329             phys_page_compact(&p[i], nodes);
 330         }
 331     }
 332
 333     /* We can only compress if there's only one child. */
 334     if (valid != 1) {
 335         return;
 336     }
 337
 338     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
 339
 340     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
 341     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
 342         return;
 343     }
 344
 345     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
 346     if (!p[valid_ptr].skip) {
 347         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
 348         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
 349          * should never reach here.
 350          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
 351          * change this rule.
 352          */
 353         lp->skip = 0;
 354     } else {
 355         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
 356     }
 357 }
 358
 359 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
 360 {
 361     if (d->phys_map.skip) {
 362         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
 363     }
 364 }
 365
 366 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
 367                                        hwaddr addr)
 368 {
 369     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
 370      * the section must cover the entire address space.
 371      */
 372     return int128_gethi(section->size) ||
 373            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
 374                              int128_getlo(section->size), addr);
 375 }
 376
 377 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
 378                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
 379 {
 380     PhysPageEntry *p;
 381     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 382     int i;
 383
 384     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
 385         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 386             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
 387         }
 388         p = nodes[lp.ptr];
 389         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
 390     }
 391
 392     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
 393         return &sections[lp.ptr];
 394     } else {
 395         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
 396     }
 397 }
 398
 399 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
 400 {
 401     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
 402         && mr != &io_mem_watch;
 403 }
 404
 405 /* Called from RCU critical section */
 406 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
 407                                                         hwaddr addr,
 408                                                         bool resolve_subpage)
 409 {
 410     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
 411     subpage_t *subpage;
 412     bool update;
 413
 414     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
 415         section_covers_addr(section, addr)) {
 416         update = false;
 417     } else {
 418         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
 419                                  d->map.sections);
 420         update = true;
 421     }
 422     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
 423         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
 424         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
 425     }
 426     if (update) {
 427         atomic_set(&d->mru_section, section);
 428     }
 429     return section;
 430 }
 431
 432 /* Called from RCU critical section */
 433 static MemoryRegionSection *
 434 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
 435                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
 436 {
 437     MemoryRegionSection *section;
 438     MemoryRegion *mr;
 439     Int128 diff;
 440
 441     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
 442     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
 443     addr -= section->offset_within_address_space;
 444
 445     /* Compute offset within MemoryRegion */
 446     *xlat = addr + section->offset_within_region;
 447
 448     mr = section->mr;
 449
 450     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
 451      * on their address, without considering adjacent registers that could
 452      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
 453      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
 454      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
 455      * here.
 456      *
 457      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
 458      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
 459      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
 460      */
 461     if (memory_region_is_ram(mr)) {
 462         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
 463         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
 464     }
 465     return section;
 466 }
 467
 468 /* Called from RCU critical section */
 469 static MemoryRegionSection address_space_do_translate(AddressSpace *as,
 470                                                       hwaddr addr,
 471                                                       hwaddr *xlat,
 472                                                       hwaddr *plen,
 473                                                       bool is_write,
 474                                                       bool is_mmio)
 475 {
 476     IOMMUTLBEntry iotlb;
 477     MemoryRegionSection *section;
 478     MemoryRegion *mr;
 479
 480     for (;;) {
 481         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
 482         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, is_mmio);
 483         mr = section->mr;
 484
 485         if (!mr->iommu_ops) {
 486             break;
 487         }
 488
 489         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write ?
 490                                          IOMMU_WO : IOMMU_RO);
 491         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
 492                 | (addr & iotlb.addr_mask));
 493         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
 494         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
 495             goto translate_fail;
 496         }
 497
 498         as = iotlb.target_as;
 499     }
 500
 501     *xlat = addr;
 502
 503     return *section;
 504
 505 translate_fail:
 506     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
 507 }
 508
 509 /* Called from RCU critical section */
 510 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
 511                                             bool is_write)
 512 {
 513     MemoryRegionSection section;
 514     hwaddr xlat, plen;
 515
 516     /* Try to get maximum page mask during translation. */
 517     plen = (hwaddr)-1;
 518
 519     /* This can never be MMIO. */
 520     section = address_space_do_translate(as, addr, &xlat, &plen,
 521                                          is_write, false);
 522
 523     /* Illegal translation */
 524     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
 525         goto iotlb_fail;
 526     }
 527
 528     /* Convert memory region offset into address space offset */
 529     xlat += section.offset_within_address_space -
 530         section.offset_within_region;
 531
 532     if (plen == (hwaddr)-1) {
 533         /*
 534          * We use default page size here. Logically it only happens
 535          * for identity mappings.
 536          */
 537         plen = TARGET_PAGE_SIZE;
 538     }
 539
 540     /* Convert to address mask */
 541     plen -= 1;
 542
 543     return (IOMMUTLBEntry) {
 544         .target_as = section.address_space,
 545         .iova = addr & ~plen,
 546         .translated_addr = xlat & ~plen,
 547         .addr_mask = plen,
 548         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
 549         .perm = IOMMU_RW,
 550     };
 551
 552 iotlb_fail:
 553     return (IOMMUTLBEntry) {0};
 554 }
 555
 556 /* Called from RCU critical section */
 557 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
 558                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
 559                                       bool is_write)
 560 {
 561     MemoryRegion *mr;
 562     MemoryRegionSection section;
 563
 564     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
 565     section = address_space_do_translate(as, addr, xlat, plen, is_write, true);
 566     mr = section.mr;
 567
 568     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
 569         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
 570         *plen = MIN(page, *plen);
 571     }
 572
 573     return mr;
 574 }
 575
 576 /* Called from RCU critical section */
 577 MemoryRegionSection *
 578 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
 579                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
 580 {
 581     MemoryRegionSection *section;
 582     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
 583
 584     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
 585
 586     assert(!section->mr->iommu_ops);
 587     return section;
 588 }
 589 #endif
 590
 591 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 592
 593 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
 594 {
 595     CPUState *cpu = opaque;
 596
 597     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
 598        version_id is increased. */
 599     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
 600     tlb_flush(cpu);
 601
 602     return 0;
 603 }
 604
 605 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
 606 {
 607     CPUState *cpu = opaque;
 608
 609     cpu->exception_index = -1;
 610
 611     return 0;
 612 }
 613
 614 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
 615 {
 616     CPUState *cpu = opaque;
 617
 618     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
 619 }
 620
 621 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
 622     .name = "cpu_common/exception_index",
 623     .version_id = 1,
 624     .minimum_version_id = 1,
 625     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
 626     .fields = (VMStateField[]) {
 627         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
 628         VMSTATE_END_OF_LIST()
 629     }
 630 };
 631
 632 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
 633 {
 634     CPUState *cpu = opaque;
 635
 636     return cpu->crash_occurred;
 637 }
 638
 639 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
 640     .name = "cpu_common/crash_occurred",
 641     .version_id = 1,
 642     .minimum_version_id = 1,
 643     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
 644     .fields = (VMStateField[]) {
 645         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
 646         VMSTATE_END_OF_LIST()
 647     }
 648 };
 649
 650 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
 651     .name = "cpu_common",
 652     .version_id = 1,
 653     .minimum_version_id = 1,
 654     .pre_load = cpu_common_pre_load,
 655     .post_load = cpu_common_post_load,
 656     .fields = (VMStateField[]) {
 657         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
 658         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
 659         VMSTATE_END_OF_LIST()
 660     },
 661     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
 662         &vmstate_cpu_common_exception_index,
 663         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
 664         NULL
 665     }
 666 };
 667
 668 #endif
 669
 670 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
 671 {
 672     CPUState *cpu;
 673
 674     CPU_FOREACH(cpu) {
 675         if (cpu->cpu_index == index) {
 676             return cpu;
 677         }
 678     }
 679
 680     return NULL;
 681 }
 682
 683 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 684 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
 685 {
 686     CPUAddressSpace *newas;
 687
 688     /* Target code should have set num_ases before calling us */
 689     assert(asidx < cpu->num_ases);
 690
 691     if (asidx == 0) {
 692         /* address space 0 gets the convenience alias */
 693         cpu->as = as;
 694     }
 695
 696     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
 697     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
 698
 699     if (!cpu->cpu_ases) {
 700         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
 701     }
 702
 703     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
 704     newas->cpu = cpu;
 705     newas->as = as;
 706     if (tcg_enabled()) {
 707         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
 708         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
 709     }
 710 }
 711
 712 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
 713 {
 714     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
 715     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
 716 }
 717 #endif
 718
 719 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
 720 {
 721     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
 722
 723     cpu_list_remove(cpu);
 724
 725     if (cc->vmsd != NULL) {
 726         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
 727     }
 728     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
 729         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
 730     }
 731 }
 732
 733 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
 734 {
 735     cpu->as = NULL;
 736     cpu->num_ases = 0;
 737
 738 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 739     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
 740
 741     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
 742      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
 743      * because that file is compiled only once for both user-mode
 744      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
 745      * the system address space.
 746      */
 747     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
 748                              (Object **)&cpu->memory,
 749                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
 750                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
 751                              &error_abort);
 752     cpu->memory = system_memory;
 753     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
 754 #endif
 755 }
 756
 757 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
 758 {
 759     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
 760
 761     cpu_list_add(cpu);
 762
 763 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 764     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
 765         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
 766     }
 767     if (cc->vmsd != NULL) {
 768         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
 769     }
 770 #endif
 771 }
 772
 773 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
 774 {
 775     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
 776      * even if we don't have proper locking yet.
 777      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
 778      * specified PC.
 779      */
 780     tb_flush(cpu);
 781 }
 782
 783 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 784 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
 785
 786 {
 787 }
 788
 789 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 790                           int flags)
 791 {
 792     return -ENOSYS;
 793 }
 794
 795 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
 796 {
 797 }
 798
 799 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 800                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
 801 {
 802     return -ENOSYS;
 803 }
 804 #else
 805 /* Add a watchpoint.  */
 806 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 807                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
 808 {
 809     CPUWatchpoint *wp;
 810
 811     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
 812     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
 813         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
 814                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
 815         return -EINVAL;
 816     }
 817     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
 818
 819     wp->vaddr = addr;
 820     wp->len = len;
 821     wp->flags = flags;
 822
 823     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
 824     if (flags & BP_GDB) {
 825         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
 826     } else {
 827         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
 828     }
 829
 830     tlb_flush_page(cpu, addr);
 831
 832     if (watchpoint)
 833         *watchpoint = wp;
 834     return 0;
 835 }
 836
 837 /* Remove a specific watchpoint.  */
 838 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 839                           int flags)
 840 {
 841     CPUWatchpoint *wp;
 842
 843     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
 844         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
 845                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
 846             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
 847             return 0;
 848         }
 849     }
 850     return -ENOENT;
 851 }
 852
 853 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
 854 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
 855 {
 856     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
 857
 858     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
 859
 860     g_free(watchpoint);
 861 }
 862
 863 /* Remove all matching watchpoints.  */
 864 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
 865 {
 866     CPUWatchpoint *wp, *next;
 867
 868     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
 869         if (wp->flags & mask) {
 870             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
 871         }
 872     }
 873 }
 874
 875 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
 876  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
 877  * partially or completely with the address range covered by the
 878  * access).
 879  */
 880 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
 881                                                   vaddr addr,
 882                                                   vaddr len)
 883 {
 884     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
 885      * required to avoid errors in the case where the range ends
 886      * exactly at the top of the address space and so addr + len
 887      * wraps round to zero.
 888      */
 889     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
 890     vaddr addrend = addr + len - 1;
 891
 892     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
 893 }
 894
 895 #endif
 896
 897 /* Add a breakpoint.  */
 898 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
 899                           CPUBreakpoint **breakpoint)
 900 {
 901     CPUBreakpoint *bp;
 902
 903     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
 904
 905     bp->pc = pc;
 906     bp->flags = flags;
 907
 908     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
 909     if (flags & BP_GDB) {
 910         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
 911     } else {
 912         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
 913     }
 914
 915     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
 916
 917     if (breakpoint) {
 918         *breakpoint = bp;
 919     }
 920     return 0;
 921 }
 922
 923 /* Remove a specific breakpoint.  */
 924 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
 925 {
 926     CPUBreakpoint *bp;
 927
 928     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
 929         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
 930             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
 931             return 0;
 932         }
 933     }
 934     return -ENOENT;
 935 }
 936
 937 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
 938 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
 939 {
 940     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
 941
 942     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
 943
 944     g_free(breakpoint);
 945 }
 946
 947 /* Remove all matching breakpoints. */
 948 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
 949 {
 950     CPUBreakpoint *bp, *next;
 951
 952     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
 953         if (bp->flags & mask) {
 954             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
 955         }
 956     }
 957 }
 958
 959 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
 960    CPU loop after each instruction */
 961 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
 962 {
 963     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
 964         cpu->singlestep_enabled = enabled;
 965         if (kvm_enabled()) {
 966             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
 967         } else {
 968             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
 969             /* XXX: only flush what is necessary */
 970             tb_flush(cpu);
 971         }
 972     }
 973 }
 974
 975 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
 976 {
 977     va_list ap;
 978     va_list ap2;
 979
 980     va_start(ap, fmt);
 981     va_copy(ap2, ap);
 982     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
 983     vfprintf(stderr, fmt, ap);
 984     fprintf(stderr, "\n");
 985     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
 986     if (qemu_log_separate()) {
 987         qemu_log_lock();
 988         qemu_log("qemu: fatal: ");
 989         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
 990         qemu_log("\n");
 991         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
 992         qemu_log_flush();
 993         qemu_log_unlock();
 994         qemu_log_close();
 995     }
 996     va_end(ap2);
 997     va_end(ap);
 998     replay_finish();
 999 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1000     {
1001         struct sigaction act;
1002         sigfillset(&act.sa_mask);
1003         act.sa_handler = SIG_DFL;
1004         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1005     }
1006 #endif
1007     abort();
1008 }
1009
1010 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1011 /* Called from RCU critical section */
1012 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1013 {
1014     RAMBlock *block;
1015
1016     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1017     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1018         return block;
1019     }
1020     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1021         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1022             goto found;
1023         }
1024     }
1025
1026     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1027     abort();
1028
1029 found:
1030     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1031      * is what happens:
1032      *
1033      *     mru_block = xxx
1034      *     rcu_read_unlock()
1035      *                                        xxx removed from list
1036      *                  rcu_read_lock()
1037      *                  read mru_block
1038      *                                        mru_block = NULL;
1039      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1040      *                  rcu_read_unlock()
1041      *
1042      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1043      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1044      * copy of the pointer.
1045      */
1046     ram_list.mru_block = block;
1047     return block;
1048 }
1049
1050 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1051 {
1052     CPUState *cpu;
1053     ram_addr_t start1;
1054     RAMBlock *block;
1055     ram_addr_t end;
1056
1057     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1058     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1059
1060     rcu_read_lock();
1061     block = qemu_get_ram_block(start);
1062     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1063     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1064     CPU_FOREACH(cpu) {
1065         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1066     }
1067     rcu_read_unlock();
1068 }
1069
1070 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1071 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1072                                               ram_addr_t length,
1073                                               unsigned client)
1074 {
1075     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1076     unsigned long end, page;
1077     bool dirty = false;
1078
1079     if (length == 0) {
1080         return false;
1081     }
1082
1083     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1084     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1085
1086     rcu_read_lock();
1087
1088     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1089
1090     while (page < end) {
1091         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1092         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1093         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1094
1095         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1096                                               offset, num);
1097         page += num;
1098     }
1099
1100     rcu_read_unlock();
1101
1102     if (dirty && tcg_enabled()) {
1103         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1104     }
1105
1106     return dirty;
1107 }
1108
1109 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1110      (ram_addr_t start, ram_addr_t length, unsigned client)
1111 {
1112     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1113     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1114     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1115     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1116     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1117     unsigned long page, end, dest;
1118
1119     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1120                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1121     snap->start = first;
1122     snap->end   = last;
1123
1124     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1125     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1126     dest = 0;
1127
1128     rcu_read_lock();
1129
1130     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1131
1132     while (page < end) {
1133         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1134         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1135         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1136
1137         assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1138         assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1139         offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1140
1141         bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1142                                      blocks->blocks[idx] + offset,
1143                                      num);
1144         page += num;
1145         dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1146     }
1147
1148     rcu_read_unlock();
1149
1150     if (tcg_enabled()) {
1151         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1152     }
1153
1154     return snap;
1155 }
1156
1157 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1158                                             ram_addr_t start,
1159                                             ram_addr_t length)
1160 {
1161     unsigned long page, end;
1162
1163     assert(start >= snap->start);
1164     assert(start + length <= snap->end);
1165
1166     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1167     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1168
1169     while (page < end) {
1170         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1171             return true;
1172         }
1173         page++;
1174     }
1175     return false;
1176 }
1177
1178 /* Called from RCU critical section */
1179 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1180                                        MemoryRegionSection *section,
1181                                        target_ulong vaddr,
1182                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1183                                        int prot,
1184                                        target_ulong *address)
1185 {
1186     hwaddr iotlb;
1187     CPUWatchpoint *wp;
1188
1189     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1190         /* Normal RAM.  */
1191         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1192         if (!section->readonly) {
1193             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1194         } else {
1195             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1196         }
1197     } else {
1198         AddressSpaceDispatch *d;
1199
1200         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1201         iotlb = section - d->map.sections;
1202         iotlb += xlat;
1203     }
1204
1205     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1206        watchpoint trap routines.  */
1207     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1208         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1209             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1210             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1211                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1212                 *address |= TLB_MMIO;
1213                 break;
1214             }
1215         }
1216     }
1217
1218     return iotlb;
1219 }
1220 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1221
1222 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1223
1224 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1225                              uint16_t section);
1226 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1227
1228 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1229                                qemu_anon_ram_alloc;
1230
1231 /*
1232  * Set a custom physical guest memory alloator.
1233  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1234  * get rid of it eventually.
1235  */
1236 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1237 {
1238     phys_mem_alloc = alloc;
1239 }
1240
1241 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1242                                  MemoryRegionSection *section)
1243 {
1244     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1245      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1246      * never overflow into the page-aligned value.
1247      */
1248     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1249
1250     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1251         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1252         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1253                                 map->sections_nb_alloc);
1254     }
1255     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1256     memory_region_ref(section->mr);
1257     return map->sections_nb++;
1258 }
1259
1260 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1261 {
1262     bool have_sub_page = mr->subpage;
1263
1264     memory_region_unref(mr);
1265
1266     if (have_sub_page) {
1267         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1268         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1269         g_free(subpage);
1270     }
1271 }
1272
1273 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1274 {
1275     while (map->sections_nb > 0) {
1276         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1277         phys_section_destroy(section->mr);
1278     }
1279     g_free(map->sections);
1280     g_free(map->nodes);
1281 }
1282
1283 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1284 {
1285     subpage_t *subpage;
1286     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1287         & TARGET_PAGE_MASK;
1288     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1289                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1290     MemoryRegionSection subsection = {
1291         .offset_within_address_space = base,
1292         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1293     };
1294     hwaddr start, end;
1295
1296     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1297
1298     if (!(existing->mr->subpage)) {
1299         subpage = subpage_init(d->as, base);
1300         subsection.address_space = d->as;
1301         subsection.mr = &subpage->iomem;
1302         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1303                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1304     } else {
1305         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1306     }
1307     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1308     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1309     subpage_register(subpage, start, end,
1310                      phys_section_add(&d->map, section));
1311 }
1312
1313
1314 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1315                                MemoryRegionSection *section)
1316 {
1317     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1318     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1319     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1320                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1321
1322     assert(num_pages);
1323     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1324 }
1325
1326 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1327 {
1328     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1329     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1330     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1331     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1332
1333     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1334         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1335                        - now.offset_within_address_space;
1336
1337         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1338         register_subpage(d, &now);
1339     } else {
1340         now.size = int128_zero();
1341     }
1342     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1343         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1344         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1345         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1346         now = remain;
1347         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1348             register_subpage(d, &now);
1349         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1350             now.size = page_size;
1351             register_subpage(d, &now);
1352         } else {
1353             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1354             register_multipage(d, &now);
1355         }
1356     }
1357 }
1358
1359 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1360 {
1361     if (kvm_enabled())
1362         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1363 }
1364
1365 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1366 {
1367     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1368 }
1369
1370 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1371 {
1372     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1373 }
1374
1375 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1376 {
1377     RAMBlock *block;
1378     char *psize;
1379
1380     rcu_read_lock();
1381     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1382                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1383     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1384         psize = size_to_str(block->page_size);
1385         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1386                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1387                        (uint64_t)block->offset,
1388                        (uint64_t)block->used_length,
1389                        (uint64_t)block->max_length);
1390         g_free(psize);
1391     }
1392     rcu_read_unlock();
1393 }
1394
1395 #ifdef __linux__
1396 /*
1397  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1398  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1399  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1400  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1401  */
1402 static int find_max_supported_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1403 {
1404     char *mem_path;
1405     long *hpsize_min = opaque;
1406
1407     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1408         mem_path = object_property_get_str(obj, "mem-path", NULL);
1409         if (mem_path) {
1410             long hpsize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1411             if (hpsize < *hpsize_min) {
1412                 *hpsize_min = hpsize;
1413             }
1414         } else {
1415             *hpsize_min = getpagesize();
1416         }
1417     }
1418
1419     return 0;
1420 }
1421
1422 long qemu_getrampagesize(void)
1423 {
1424     long hpsize = LONG_MAX;
1425     long mainrampagesize;
1426     Object *memdev_root;
1427
1428     if (mem_path) {
1429         mainrampagesize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1430     } else {
1431         mainrampagesize = getpagesize();
1432     }
1433
1434     /* it's possible we have memory-backend objects with
1435      * hugepage-backed RAM. these may get mapped into system
1436      * address space via -numa parameters or memory hotplug
1437      * hooks. we want to take these into account, but we
1438      * also want to make sure these supported hugepage
1439      * sizes are applicable across the entire range of memory
1440      * we may boot from, so we take the min across all
1441      * backends, and assume normal pages in cases where a
1442      * backend isn't backed by hugepages.
1443      */
1444     memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1445     if (memdev_root) {
1446         object_child_foreach(memdev_root, find_max_supported_pagesize, &hpsize);
1447     }
1448     if (hpsize == LONG_MAX) {
1449         /* No additional memory regions found ==> Report main RAM page size */
1450         return mainrampagesize;
1451     }
1452
1453     /* If NUMA is disabled or the NUMA nodes are not backed with a
1454      * memory-backend, then there is at least one node using "normal" RAM,
1455      * so if its page size is smaller we have got to report that size instead.
1456      */
1457     if (hpsize > mainrampagesize &&
1458         (nb_numa_nodes == 0 || numa_info[0].node_memdev == NULL)) {
1459         static bool warned;
1460         if (!warned) {
1461             error_report("Huge page support disabled (n/a for main memory).");
1462             warned = true;
1463         }
1464         return mainrampagesize;
1465     }
1466
1467     return hpsize;
1468 }
1469 #else
1470 long qemu_getrampagesize(void)
1471 {
1472     return getpagesize();
1473 }
1474 #endif
1475
1476 #ifdef __linux__
1477 static int64_t get_file_size(int fd)
1478 {
1479     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1480     if (size < 0) {
1481         return -errno;
1482     }
1483     return size;
1484 }
1485
1486 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1487                             ram_addr_t memory,
1488                             const char *path,
1489                             Error **errp)
1490 {
1491     bool unlink_on_error = false;
1492     char *filename;
1493     char *sanitized_name;
1494     char *c;
1495     void *area = MAP_FAILED;
1496     int fd = -1;
1497     int64_t file_size;
1498
1499     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1500         error_setg(errp,
1501                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1502         return NULL;
1503     }
1504
1505     for (;;) {
1506         fd = open(path, O_RDWR);
1507         if (fd >= 0) {
1508             /* @path names an existing file, use it */
1509             break;
1510         }
1511         if (errno == ENOENT) {
1512             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1513             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1514             if (fd >= 0) {
1515                 unlink_on_error = true;
1516                 break;
1517             }
1518         } else if (errno == EISDIR) {
1519             /* @path names a directory, create a file there */
1520             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1521             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1522             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1523                 if (*c == '/') {
1524                     *c = '_';
1525                 }
1526             }
1527
1528             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1529                                        sanitized_name);
1530             g_free(sanitized_name);
1531
1532             fd = mkstemp(filename);
1533             if (fd >= 0) {
1534                 unlink(filename);
1535                 g_free(filename);
1536                 break;
1537             }
1538             g_free(filename);
1539         }
1540         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1541             error_setg_errno(errp, errno,
1542                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1543                              path);
1544             goto error;
1545         }
1546         /*
1547          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1548          * something else creates the file between our two open().
1549          */
1550     }
1551
1552     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1553     block->mr->align = block->page_size;
1554 #if defined(__s390x__)
1555     if (kvm_enabled()) {
1556         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1557     }
1558 #endif
1559
1560     file_size = get_file_size(fd);
1561
1562     if (memory < block->page_size) {
1563         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1564                    "or larger than page size 0x%zx",
1565                    memory, block->page_size);
1566         goto error;
1567     }
1568
1569     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1570         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1571                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1572                    path, file_size, memory);
1573         goto error;
1574     }
1575
1576     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1577
1578     /*
1579      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1580      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1581      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1582      * mmap will fail.
1583      *
1584      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1585      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1586      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1587      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1588      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1589      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1590      * is disabled as well.
1591      */
1592     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1593         perror("ftruncate");
1594     }
1595
1596     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1597                          block->flags & RAM_SHARED);
1598     if (area == MAP_FAILED) {
1599         error_setg_errno(errp, errno,
1600                          "unable to map backing store for guest RAM");
1601         goto error;
1602     }
1603
1604     if (mem_prealloc) {
1605         os_mem_prealloc(fd, area, memory, smp_cpus, errp);
1606         if (errp && *errp) {
1607             goto error;
1608         }
1609     }
1610
1611     block->fd = fd;
1612     return area;
1613
1614 error:
1615     if (area != MAP_FAILED) {
1616         qemu_ram_munmap(area, memory);
1617     }
1618     if (unlink_on_error) {
1619         unlink(path);
1620     }
1621     if (fd != -1) {
1622         close(fd);
1623     }
1624     return NULL;
1625 }
1626 #endif
1627
1628 /* Called with the ramlist lock held.  */
1629 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1630 {
1631     RAMBlock *block, *next_block;
1632     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1633
1634     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1635
1636     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1637         return 0;
1638     }
1639
1640     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1641         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1642
1643         end = block->offset + block->max_length;
1644
1645         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1646             if (next_block->offset >= end) {
1647                 next = MIN(next, next_block->offset);
1648             }
1649         }
1650         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1651             offset = end;
1652             mingap = next - end;
1653         }
1654     }
1655
1656     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1657         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1658                 (uint64_t)size);
1659         abort();
1660     }
1661
1662     return offset;
1663 }
1664
1665 unsigned long last_ram_page(void)
1666 {
1667     RAMBlock *block;
1668     ram_addr_t last = 0;
1669
1670     rcu_read_lock();
1671     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1672         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1673     }
1674     rcu_read_unlock();
1675     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1676 }
1677
1678 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1679 {
1680     int ret;
1681
1682     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1683     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1684         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1685         if (ret) {
1686             perror("qemu_madvise");
1687             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1688                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1689         }
1690     }
1691 }
1692
1693 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1694 {
1695     return rb->idstr;
1696 }
1697
1698 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1699 {
1700     return rb->flags & RAM_SHARED;
1701 }
1702
1703 /* Called with iothread lock held.  */
1704 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1705 {
1706     RAMBlock *block;
1707
1708     assert(new_block);
1709     assert(!new_block->idstr[0]);
1710
1711     if (dev) {
1712         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1713         if (id) {
1714             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1715             g_free(id);
1716         }
1717     }
1718     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1719
1720     rcu_read_lock();
1721     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1722         if (block != new_block &&
1723             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1724             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1725                     new_block->idstr);
1726             abort();
1727         }
1728     }
1729     rcu_read_unlock();
1730 }
1731
1732 /* Called with iothread lock held.  */
1733 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1734 {
1735     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1736      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1737      * does not work anyway.
1738      */
1739     if (block) {
1740         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1741     }
1742 }
1743
1744 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1745 {
1746     return rb->page_size;
1747 }
1748
1749 /* Returns the largest size of page in use */
1750 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
1751 {
1752     RAMBlock *block;
1753     size_t largest = 0;
1754
1755     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1756         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
1757     }
1758
1759     return largest;
1760 }
1761
1762 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1763 {
1764     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1765         /* disabled by the user */
1766         return 0;
1767     }
1768
1769     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1770 }
1771
1772 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1773  * incoming migration, or right after reset.
1774  *
1775  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1776  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1777  * misuse, if necessary.
1778  */
1779 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1780 {
1781     assert(block);
1782
1783     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1784
1785     if (block->used_length == newsize) {
1786         return 0;
1787     }
1788
1789     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1790         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1791                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1792                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1793                          newsize, block->used_length);
1794         return -EINVAL;
1795     }
1796
1797     if (block->max_length < newsize) {
1798         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1799                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1800                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1801                          newsize, block->max_length);
1802         return -EINVAL;
1803     }
1804
1805     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1806     block->used_length = newsize;
1807     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1808                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1809     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1810     if (block->resized) {
1811         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1812     }
1813     return 0;
1814 }
1815
1816 /* Called with ram_list.mutex held */
1817 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1818                                 ram_addr_t new_ram_size)
1819 {
1820     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1821                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1822     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1823                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1824     int i;
1825
1826     /* Only need to extend if block count increased */
1827     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1828         return;
1829     }
1830
1831     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1832         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1833         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1834         int j;
1835
1836         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1837         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1838                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1839
1840         if (old_num_blocks) {
1841             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1842                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1843         }
1844
1845         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1846             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1847         }
1848
1849         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1850
1851         if (old_blocks) {
1852             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1853         }
1854     }
1855 }
1856
1857 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1858 {
1859     RAMBlock *block;
1860     RAMBlock *last_block = NULL;
1861     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1862     Error *err = NULL;
1863
1864     old_ram_size = last_ram_page();
1865
1866     qemu_mutex_lock_ramlist();
1867     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1868
1869     if (!new_block->host) {
1870         if (xen_enabled()) {
1871             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1872                           new_block->mr, &err);
1873             if (err) {
1874                 error_propagate(errp, err);
1875                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1876                 return;
1877             }
1878         } else {
1879             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1880                                              &new_block->mr->align);
1881             if (!new_block->host) {
1882                 error_setg_errno(errp, errno,
1883                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1884                                  memory_region_name(new_block->mr));
1885                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1886                 return;
1887             }
1888             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1889         }
1890     }
1891
1892     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1893               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1894     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1895         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1896     }
1897     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1898      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1899      * tail, so save the last element in last_block.
1900      */
1901     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1902         last_block = block;
1903         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1904             break;
1905         }
1906     }
1907     if (block) {
1908         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1909     } else if (last_block) {
1910         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1911     } else { /* list is empty */
1912         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1913     }
1914     ram_list.mru_block = NULL;
1915
1916     /* Write list before version */
1917     smp_wmb();
1918     ram_list.version++;
1919     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1920
1921     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1922                                         new_block->used_length,
1923                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1924
1925     if (new_block->host) {
1926         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1927         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1928         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1929         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1930         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
1931     }
1932 }
1933
1934 #ifdef __linux__
1935 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1936                                    bool share, const char *mem_path,
1937                                    Error **errp)
1938 {
1939     RAMBlock *new_block;
1940     Error *local_err = NULL;
1941
1942     if (xen_enabled()) {
1943         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1944         return NULL;
1945     }
1946
1947     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1948         /*
1949          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1950          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1951          * a hook there.
1952          */
1953         error_setg(errp,
1954                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1955         return NULL;
1956     }
1957
1958     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1959     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1960     new_block->mr = mr;
1961     new_block->used_length = size;
1962     new_block->max_length = size;
1963     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1964     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1965                                      mem_path, errp);
1966     if (!new_block->host) {
1967         g_free(new_block);
1968         return NULL;
1969     }
1970
1971     ram_block_add(new_block, &local_err);
1972     if (local_err) {
1973         g_free(new_block);
1974         error_propagate(errp, local_err);
1975         return NULL;
1976     }
1977     return new_block;
1978 }
1979 #endif
1980
1981 static
1982 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1983                                   void (*resized)(const char*,
1984                                                   uint64_t length,
1985                                                   void *host),
1986                                   void *host, bool resizeable,
1987                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1988 {
1989     RAMBlock *new_block;
1990     Error *local_err = NULL;
1991
1992     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1993     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1994     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1995     new_block->mr = mr;
1996     new_block->resized = resized;
1997     new_block->used_length = size;
1998     new_block->max_length = max_size;
1999     assert(max_size >= size);
2000     new_block->fd = -1;
2001     new_block->page_size = getpagesize();
2002     new_block->host = host;
2003     if (host) {
2004         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2005     }
2006     if (resizeable) {
2007         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2008     }
2009     ram_block_add(new_block, &local_err);
2010     if (local_err) {
2011         g_free(new_block);
2012         error_propagate(errp, local_err);
2013         return NULL;
2014     }
2015     return new_block;
2016 }
2017
2018 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2019                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2020 {
2021     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
2022 }
2023
2024 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
2025 {
2026     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
2027 }
2028
2029 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2030                                      void (*resized)(const char*,
2031                                                      uint64_t length,
2032                                                      void *host),
2033                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2034 {
2035     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
2036 }
2037
2038 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2039 {
2040     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2041         ;
2042     } else if (xen_enabled()) {
2043         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2044 #ifndef _WIN32
2045     } else if (block->fd >= 0) {
2046         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
2047         close(block->fd);
2048 #endif
2049     } else {
2050         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2051     }
2052     g_free(block);
2053 }
2054
2055 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2056 {
2057     if (!block) {
2058         return;
2059     }
2060
2061     if (block->host) {
2062         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2063     }
2064
2065     qemu_mutex_lock_ramlist();
2066     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2067     ram_list.mru_block = NULL;
2068     /* Write list before version */
2069     smp_wmb();
2070     ram_list.version++;
2071     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2072     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2073 }
2074
2075 #ifndef _WIN32
2076 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2077 {
2078     RAMBlock *block;
2079     ram_addr_t offset;
2080     int flags;
2081     void *area, *vaddr;
2082
2083     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2084         offset = addr - block->offset;
2085         if (offset < block->max_length) {
2086             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2087             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2088                 ;
2089             } else if (xen_enabled()) {
2090                 abort();
2091             } else {
2092                 flags = MAP_FIXED;
2093                 if (block->fd >= 0) {
2094                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2095                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2096                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2097                                 flags, block->fd, offset);
2098                 } else {
2099                     /*
2100                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2101                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2102                      * we'd need a remap hook here.
2103                      */
2104                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2105
2106                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2107                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2108                                 flags, -1, 0);
2109                 }
2110                 if (area != vaddr) {
2111                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
2112                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
2113                             length, addr);
2114                     exit(1);
2115                 }
2116                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2117                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2118             }
2119         }
2120     }
2121 }
2122 #endif /* !_WIN32 */
2123
2124 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2125  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2126  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2127  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2128  *
2129  * Called within RCU critical section.
2130  */
2131 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2132 {
2133     RAMBlock *block = ram_block;
2134
2135     if (block == NULL) {
2136         block = qemu_get_ram_block(addr);
2137         addr -= block->offset;
2138     }
2139
2140     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2141         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2142          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2143          * In that case just map until the end of the page.
2144          */
2145         if (block->offset == 0) {
2146             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2147         }
2148
2149         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2150     }
2151     return ramblock_ptr(block, addr);
2152 }
2153
2154 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2155  * but takes a size argument.
2156  *
2157  * Called within RCU critical section.
2158  */
2159 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2160                                  hwaddr *size)
2161 {
2162     RAMBlock *block = ram_block;
2163     if (*size == 0) {
2164         return NULL;
2165     }
2166
2167     if (block == NULL) {
2168         block = qemu_get_ram_block(addr);
2169         addr -= block->offset;
2170     }
2171     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2172
2173     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2174         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2175          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2176          * In that case just map the requested area.
2177          */
2178         if (block->offset == 0) {
2179             return xen_map_cache(addr, *size, 1, true);
2180         }
2181
2182         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, true);
2183     }
2184
2185     return ramblock_ptr(block, addr);
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2190  * in that RAMBlock.
2191  *
2192  * ptr: Host pointer to look up
2193  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2194  * *ram_addr: set to result ram_addr
2195  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2196  *
2197  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2198  *
2199  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2200  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2201  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2202  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2203  * ram_addr_t.
2204  */
2205 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2206                                    ram_addr_t *offset)
2207 {
2208     RAMBlock *block;
2209     uint8_t *host = ptr;
2210
2211     if (xen_enabled()) {
2212         ram_addr_t ram_addr;
2213         rcu_read_lock();
2214         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2215         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2216         if (block) {
2217             *offset = ram_addr - block->offset;
2218         }
2219         rcu_read_unlock();
2220         return block;
2221     }
2222
2223     rcu_read_lock();
2224     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2225     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2226         goto found;
2227     }
2228
2229     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2230         /* This case append when the block is not mapped. */
2231         if (block->host == NULL) {
2232             continue;
2233         }
2234         if (host - block->host < block->max_length) {
2235             goto found;
2236         }
2237     }
2238
2239     rcu_read_unlock();
2240     return NULL;
2241
2242 found:
2243     *offset = (host - block->host);
2244     if (round_offset) {
2245         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2246     }
2247     rcu_read_unlock();
2248     return block;
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Finds the named RAMBlock
2253  *
2254  * name: The name of RAMBlock to find
2255  *
2256  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2257  */
2258 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2259 {
2260     RAMBlock *block;
2261
2262     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2263         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2264             return block;
2265         }
2266     }
2267
2268     return NULL;
2269 }
2270
2271 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2272    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2273 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2274 {
2275     RAMBlock *block;
2276     ram_addr_t offset;
2277
2278     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2279     if (!block) {
2280         return RAM_ADDR_INVALID;
2281     }
2282
2283     return block->offset + offset;
2284 }
2285
2286 /* Called within RCU critical section.  */
2287 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2288                                uint64_t val, unsigned size)
2289 {
2290     bool locked = false;
2291
2292     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2293         locked = true;
2294         tb_lock();
2295         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2296     }
2297     switch (size) {
2298     case 1:
2299         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2300         break;
2301     case 2:
2302         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2303         break;
2304     case 4:
2305         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2306         break;
2307     default:
2308         abort();
2309     }
2310
2311     if (locked) {
2312         tb_unlock();
2313     }
2314
2315     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2316      * the notdirty callback faster.
2317      */
2318     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2319                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2320     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2321        flushed */
2322     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2323         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2324     }
2325 }
2326
2327 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2328                                  unsigned size, bool is_write)
2329 {
2330     return is_write;
2331 }
2332
2333 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2334     .write = notdirty_mem_write,
2335     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2336     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2337 };
2338
2339 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2340 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2341 {
2342     CPUState *cpu = current_cpu;
2343     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2344     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2345     target_ulong pc, cs_base;
2346     target_ulong vaddr;
2347     CPUWatchpoint *wp;
2348     uint32_t cpu_flags;
2349
2350     if (cpu->watchpoint_hit) {
2351         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2352          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2353          * current instruction. */
2354         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2355         return;
2356     }
2357     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2358     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2359     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2360         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2361             && (wp->flags & flags)) {
2362             if (flags == BP_MEM_READ) {
2363                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2364             } else {
2365                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2366             }
2367             wp->hitaddr = vaddr;
2368             wp->hitattrs = attrs;
2369             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2370                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2371                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2372                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2373                     continue;
2374                 }
2375                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2376
2377                 /* Both tb_lock and iothread_mutex will be reset when
2378                  * cpu_loop_exit or cpu_loop_exit_noexc longjmp
2379                  * back into the cpu_exec main loop.
2380                  */
2381                 tb_lock();
2382                 tb_check_watchpoint(cpu);
2383                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2384                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2385                     cpu_loop_exit(cpu);
2386                 } else {
2387                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2388                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2389                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2390                 }
2391             }
2392         } else {
2393             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2394         }
2395     }
2396 }
2397
2398 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2399    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2400    phys routines.  */
2401 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2402                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2403 {
2404     MemTxResult res;
2405     uint64_t data;
2406     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2407     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2408
2409     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2410     switch (size) {
2411     case 1:
2412         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2413         break;
2414     case 2:
2415         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2416         break;
2417     case 4:
2418         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2419         break;
2420     default: abort();
2421     }
2422     *pdata = data;
2423     return res;
2424 }
2425
2426 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2427                                    uint64_t val, unsigned size,
2428                                    MemTxAttrs attrs)
2429 {
2430     MemTxResult res;
2431     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2432     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2433
2434     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2435     switch (size) {
2436     case 1:
2437         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2438         break;
2439     case 2:
2440         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2441         break;
2442     case 4:
2443         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2444         break;
2445     default: abort();
2446     }
2447     return res;
2448 }
2449
2450 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2451     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2452     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2453     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2454 };
2455
2456 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2457                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2458 {
2459     subpage_t *subpage = opaque;
2460     uint8_t buf[8];
2461     MemTxResult res;
2462
2463 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2464     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2465            subpage, len, addr);
2466 #endif
2467     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2468                              attrs, buf, len);
2469     if (res) {
2470         return res;
2471     }
2472     switch (len) {
2473     case 1:
2474         *data = ldub_p(buf);
2475         return MEMTX_OK;
2476     case 2:
2477         *data = lduw_p(buf);
2478         return MEMTX_OK;
2479     case 4:
2480         *data = ldl_p(buf);
2481         return MEMTX_OK;
2482     case 8:
2483         *data = ldq_p(buf);
2484         return MEMTX_OK;
2485     default:
2486         abort();
2487     }
2488 }
2489
2490 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2491                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2492 {
2493     subpage_t *subpage = opaque;
2494     uint8_t buf[8];
2495
2496 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2497     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2498            " value %"PRIx64"\n",
2499            __func__, subpage, len, addr, value);
2500 #endif
2501     switch (len) {
2502     case 1:
2503         stb_p(buf, value);
2504         break;
2505     case 2:
2506         stw_p(buf, value);
2507         break;
2508     case 4:
2509         stl_p(buf, value);
2510         break;
2511     case 8:
2512         stq_p(buf, value);
2513         break;
2514     default:
2515         abort();
2516     }
2517     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2518                                attrs, buf, len);
2519 }
2520
2521 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2522                             unsigned len, bool is_write)
2523 {
2524     subpage_t *subpage = opaque;
2525 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2526     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2527            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2528 #endif
2529
2530     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2531                                       len, is_write);
2532 }
2533
2534 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2535     .read_with_attrs = subpage_read,
2536     .write_with_attrs = subpage_write,
2537     .impl.min_access_size = 1,
2538     .impl.max_access_size = 8,
2539     .valid.min_access_size = 1,
2540     .valid.max_access_size = 8,
2541     .valid.accepts = subpage_accepts,
2542     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2543 };
2544
2545 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2546                              uint16_t section)
2547 {
2548     int idx, eidx;
2549
2550     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2551         return -1;
2552     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2553     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2554 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2555     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2556            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2557 #endif
2558     for (; idx <= eidx; idx++) {
2559         mmio->sub_section[idx] = section;
2560     }
2561
2562     return 0;
2563 }
2564
2565 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2566 {
2567     subpage_t *mmio;
2568
2569     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2570     mmio->as = as;
2571     mmio->base = base;
2572     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2573                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2574     mmio->iomem.subpage = true;
2575 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2576     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2577            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2578 #endif
2579     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2580
2581     return mmio;
2582 }
2583
2584 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2585                               MemoryRegion *mr)
2586 {
2587     assert(as);
2588     MemoryRegionSection section = {
2589         .address_space = as,
2590         .mr = mr,
2591         .offset_within_address_space = 0,
2592         .offset_within_region = 0,
2593         .size = int128_2_64(),
2594     };
2595
2596     return phys_section_add(map, &section);
2597 }
2598
2599 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2600 {
2601     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2602     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2603     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2604     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2605
2606     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2607 }
2608
2609 static void io_mem_init(void)
2610 {
2611     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2612     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2613                           NULL, UINT64_MAX);
2614
2615     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
2616      * which can be called without the iothread mutex.
2617      */
2618     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2619                           NULL, UINT64_MAX);
2620     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
2621
2622     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2623                           NULL, UINT64_MAX);
2624 }
2625
2626 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2627 {
2628     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2629     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2630     uint16_t n;
2631
2632     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2633     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2634     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2635     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2636     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2637     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2638     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2639     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2640
2641     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2642     d->as = as;
2643     as->next_dispatch = d;
2644 }
2645
2646 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2647 {
2648     phys_sections_free(&d->map);
2649     g_free(d);
2650 }
2651
2652 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2653 {
2654     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2655     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2656     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2657
2658     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2659
2660     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2661     if (cur) {
2662         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2663     }
2664 }
2665
2666 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2667 {
2668     CPUAddressSpace *cpuas;
2669     AddressSpaceDispatch *d;
2670
2671     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2672        reset the modified entries */
2673     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2674     cpu_reloading_memory_map();
2675     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2676      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2677      * may have split the RCU critical section.
2678      */
2679     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2680     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2681     tlb_flush(cpuas->cpu);
2682 }
2683
2684 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2685 {
2686     as->dispatch = NULL;
2687     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2688         .begin = mem_begin,
2689         .commit = mem_commit,
2690         .region_add = mem_add,
2691         .region_nop = mem_add,
2692         .priority = 0,
2693     };
2694     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2695 }
2696
2697 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2698 {
2699     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2700 }
2701
2702 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2703 {
2704     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2705
2706     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2707     if (d) {
2708         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2709     }
2710 }
2711
2712 static void memory_map_init(void)
2713 {
2714     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2715
2716     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2717     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2718
2719     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2720     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2721                           65536);
2722     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2723 }
2724
2725 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2726 {
2727     return system_memory;
2728 }
2729
2730 MemoryRegion *get_system_io(void)
2731 {
2732     return system_io;
2733 }
2734
2735 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2736
2737 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2738 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2739 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2740                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2741 {
2742     int l, flags;
2743     target_ulong page;
2744     void * p;
2745
2746     while (len > 0) {
2747         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2748         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2749         if (l > len)
2750             l = len;
2751         flags = page_get_flags(page);
2752         if (!(flags & PAGE_VALID))
2753             return -1;
2754         if (is_write) {
2755             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2756                 return -1;
2757             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2758             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2759                 return -1;
2760             memcpy(p, buf, l);
2761             unlock_user(p, addr, l);
2762         } else {
2763             if (!(flags & PAGE_READ))
2764                 return -1;
2765             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2766             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2767                 return -1;
2768             memcpy(buf, p, l);
2769             unlock_user(p, addr, 0);
2770         }
2771         len -= l;
2772         buf += l;
2773         addr += l;
2774     }
2775     return 0;
2776 }
2777
2778 #else
2779
2780 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2781                                      hwaddr length)
2782 {
2783     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2784     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2785
2786     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2787      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2788      * xen_modified_memory.
2789      */
2790     if (dirty_log_mask) {
2791         dirty_log_mask =
2792             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2793     }
2794     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2795         tb_lock();
2796         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2797         tb_unlock();
2798         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2799     }
2800     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2801 }
2802
2803 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2804 {
2805     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2806
2807     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2808        otherwise specified.  */
2809     if (access_size_max == 0) {
2810         access_size_max = 4;
2811     }
2812
2813     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2814     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2815         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2816         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2817             access_size_max = align_size_max;
2818         }
2819     }
2820
2821     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2822     if (l > access_size_max) {
2823         l = access_size_max;
2824     }
2825     l = pow2floor(l);
2826
2827     return l;
2828 }
2829
2830 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2831 {
2832     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2833     bool release_lock = false;
2834
2835     if (unlocked && mr->global_locking) {
2836         qemu_mutex_lock_iothread();
2837         unlocked = false;
2838         release_lock = true;
2839     }
2840     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2841         if (unlocked) {
2842             qemu_mutex_lock_iothread();
2843         }
2844         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2845         if (unlocked) {
2846             qemu_mutex_unlock_iothread();
2847         }
2848     }
2849
2850     return release_lock;
2851 }
2852
2853 /* Called within RCU critical section.  */
2854 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2855                                                 MemTxAttrs attrs,
2856                                                 const uint8_t *buf,
2857                                                 int len, hwaddr addr1,
2858                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2859 {
2860     uint8_t *ptr;
2861     uint64_t val;
2862     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2863     bool release_lock = false;
2864
2865     for (;;) {
2866         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2867             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2868             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2869             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2870                potential bugs */
2871             switch (l) {
2872             case 8:
2873                 /* 64 bit write access */
2874                 val = ldq_p(buf);
2875                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2876                                                        attrs);
2877                 break;
2878             case 4:
2879                 /* 32 bit write access */
2880                 val = (uint32_t)ldl_p(buf);
2881                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2882                                                        attrs);
2883                 break;
2884             case 2:
2885                 /* 16 bit write access */
2886                 val = lduw_p(buf);
2887                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2888                                                        attrs);
2889                 break;
2890             case 1:
2891                 /* 8 bit write access */
2892                 val = ldub_p(buf);
2893                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2894                                                        attrs);
2895                 break;
2896             default:
2897                 abort();
2898             }
2899         } else {
2900             /* RAM case */
2901             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2902             memcpy(ptr, buf, l);
2903             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2904         }
2905
2906         if (release_lock) {
2907             qemu_mutex_unlock_iothread();
2908             release_lock = false;
2909         }
2910
2911         len -= l;
2912         buf += l;
2913         addr += l;
2914
2915         if (!len) {
2916             break;
2917         }
2918
2919         l = len;
2920         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2921     }
2922
2923     return result;
2924 }
2925
2926 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2927                                 const uint8_t *buf, int len)
2928 {
2929     hwaddr l;
2930     hwaddr addr1;
2931     MemoryRegion *mr;
2932     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2933
2934     if (len > 0) {
2935         rcu_read_lock();
2936         l = len;
2937         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2938         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2939                                               addr1, l, mr);
2940         rcu_read_unlock();
2941     }
2942
2943     return result;
2944 }
2945
2946 /* Called within RCU critical section.  */
2947 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2948                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2949                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2950                                         MemoryRegion *mr)
2951 {
2952     uint8_t *ptr;
2953     uint64_t val;
2954     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2955     bool release_lock = false;
2956
2957     for (;;) {
2958         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2959             /* I/O case */
2960             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2961             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2962             switch (l) {
2963             case 8:
2964                 /* 64 bit read access */
2965                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2966                                                       attrs);
2967                 stq_p(buf, val);
2968                 break;
2969             case 4:
2970                 /* 32 bit read access */
2971                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2972                                                       attrs);
2973                 stl_p(buf, val);
2974                 break;
2975             case 2:
2976                 /* 16 bit read access */
2977                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2978                                                       attrs);
2979                 stw_p(buf, val);
2980                 break;
2981             case 1:
2982                 /* 8 bit read access */
2983                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2984                                                       attrs);
2985                 stb_p(buf, val);
2986                 break;
2987             default:
2988                 abort();
2989             }
2990         } else {
2991             /* RAM case */
2992             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2993             memcpy(buf, ptr, l);
2994         }
2995
2996         if (release_lock) {
2997             qemu_mutex_unlock_iothread();
2998             release_lock = false;
2999         }
3000
3001         len -= l;
3002         buf += l;
3003         addr += l;
3004
3005         if (!len) {
3006             break;
3007         }
3008
3009         l = len;
3010         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
3011     }
3012
3013     return result;
3014 }
3015
3016 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3017                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
3018 {
3019     hwaddr l;
3020     hwaddr addr1;
3021     MemoryRegion *mr;
3022     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3023
3024     if (len > 0) {
3025         rcu_read_lock();
3026         l = len;
3027         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
3028         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
3029                                              addr1, l, mr);
3030         rcu_read_unlock();
3031     }
3032
3033     return result;
3034 }
3035
3036 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3037                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
3038 {
3039     if (is_write) {
3040         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
3041     } else {
3042         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
3043     }
3044 }
3045
3046 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
3047                             int len, int is_write)
3048 {
3049     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3050                      buf, len, is_write);
3051 }
3052
3053 enum write_rom_type {
3054     WRITE_DATA,
3055     FLUSH_CACHE,
3056 };
3057
3058 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3059     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
3060 {
3061     hwaddr l;
3062     uint8_t *ptr;
3063     hwaddr addr1;
3064     MemoryRegion *mr;
3065
3066     rcu_read_lock();
3067     while (len > 0) {
3068         l = len;
3069         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
3070
3071         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3072               memory_region_is_romd(mr))) {
3073             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3074         } else {
3075             /* ROM/RAM case */
3076             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3077             switch (type) {
3078             case WRITE_DATA:
3079                 memcpy(ptr, buf, l);
3080                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3081                 break;
3082             case FLUSH_CACHE:
3083                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
3084                 break;
3085             }
3086         }
3087         len -= l;
3088         buf += l;
3089         addr += l;
3090     }
3091     rcu_read_unlock();
3092 }
3093
3094 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3095 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3096                                    const uint8_t *buf, int len)
3097 {
3098     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
3099 }
3100
3101 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
3102 {
3103     /*
3104      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3105      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3106      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3107      * the host's instruction cache at least.
3108      */
3109     if (tcg_enabled()) {
3110         return;
3111     }
3112
3113     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
3114                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
3115 }
3116
3117 typedef struct {
3118     MemoryRegion *mr;
3119     void *buffer;
3120     hwaddr addr;
3121     hwaddr len;
3122     bool in_use;
3123 } BounceBuffer;
3124
3125 static BounceBuffer bounce;
3126
3127 typedef struct MapClient {
3128     QEMUBH *bh;
3129     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3130 } MapClient;
3131
3132 QemuMutex map_client_list_lock;
3133 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
3134     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3135
3136 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3137 {
3138     QLIST_REMOVE(client, link);
3139     g_free(client);
3140 }
3141
3142 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3143 {
3144     MapClient *client;
3145
3146     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3147         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3148         qemu_bh_schedule(client->bh);
3149         cpu_unregister_map_client_do(client);
3150     }
3151 }
3152
3153 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3154 {
3155     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3156
3157     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3158     client->bh = bh;
3159     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3160     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3161         cpu_notify_map_clients_locked();
3162     }
3163     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3164 }
3165
3166 void cpu_exec_init_all(void)
3167 {
3168     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3169     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3170      * so no more changes can be made after this point.
3171      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3172      * machine setup would care about the target page size, and we could
3173      * do this much later, rather than requiring board models to state
3174      * up front what their requirements are.
3175      */
3176     finalize_target_page_bits();
3177     io_mem_init();
3178     memory_map_init();
3179     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3180 }
3181
3182 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3183 {
3184     MapClient *client;
3185
3186     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3187     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3188         if (client->bh == bh) {
3189             cpu_unregister_map_client_do(client);
3190             break;
3191         }
3192     }
3193     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3194 }
3195
3196 static void cpu_notify_map_clients(void)
3197 {
3198     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3199     cpu_notify_map_clients_locked();
3200     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3201 }
3202
3203 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
3204 {
3205     MemoryRegion *mr;
3206     hwaddr l, xlat;
3207
3208     rcu_read_lock();
3209     while (len > 0) {
3210         l = len;
3211         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3212         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3213             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3214             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
3215                 rcu_read_unlock();
3216                 return false;
3217             }
3218         }
3219
3220         len -= l;
3221         addr += l;
3222     }
3223     rcu_read_unlock();
3224     return true;
3225 }
3226
3227 static hwaddr
3228 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
3229                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3230                                  bool is_write)
3231 {
3232     hwaddr done = 0;
3233     hwaddr xlat;
3234     MemoryRegion *this_mr;
3235
3236     for (;;) {
3237         target_len -= len;
3238         addr += len;
3239         done += len;
3240         if (target_len == 0) {
3241             return done;
3242         }
3243
3244         len = target_len;
3245         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
3246         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3247             return done;
3248         }
3249     }
3250 }
3251
3252 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3253  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3254  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3255  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3256  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3257  * likely to succeed.
3258  */
3259 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3260                         hwaddr addr,
3261                         hwaddr *plen,
3262                         bool is_write)
3263 {
3264     hwaddr len = *plen;
3265     hwaddr l, xlat;
3266     MemoryRegion *mr;
3267     void *ptr;
3268
3269     if (len == 0) {
3270         return NULL;
3271     }
3272
3273     l = len;
3274     rcu_read_lock();
3275     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3276
3277     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3278         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3279             rcu_read_unlock();
3280             return NULL;
3281         }
3282         /* Avoid unbounded allocations */
3283         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3284         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3285         bounce.addr = addr;
3286         bounce.len = l;
3287
3288         memory_region_ref(mr);
3289         bounce.mr = mr;
3290         if (!is_write) {
3291             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3292                                bounce.buffer, l);
3293         }
3294
3295         rcu_read_unlock();
3296         *plen = l;
3297         return bounce.buffer;
3298     }
3299
3300
3301     memory_region_ref(mr);
3302     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3303     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3304     rcu_read_unlock();
3305
3306     return ptr;
3307 }
3308
3309 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3310  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3311  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3312  */
3313 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3314                          int is_write, hwaddr access_len)
3315 {
3316     if (buffer != bounce.buffer) {
3317         MemoryRegion *mr;
3318         ram_addr_t addr1;
3319
3320         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3321         assert(mr != NULL);
3322         if (is_write) {
3323             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3324         }
3325         if (xen_enabled()) {
3326             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3327         }
3328         memory_region_unref(mr);
3329         return;
3330     }
3331     if (is_write) {
3332         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3333                             bounce.buffer, access_len);
3334     }
3335     qemu_vfree(bounce.buffer);
3336     bounce.buffer = NULL;
3337     memory_region_unref(bounce.mr);
3338     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3339     cpu_notify_map_clients();
3340 }
3341
3342 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3343                               hwaddr *plen,
3344                               int is_write)
3345 {
3346     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3347 }
3348
3349 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3350                                int is_write, hwaddr access_len)
3351 {
3352     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3353 }
3354
3355 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3356 #define ARG1                     as
3357 #define SUFFIX
3358 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3359 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3360 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3361 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3362 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3363 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3364 #include "memory_ldst.inc.c"
3365
3366 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3367                                  AddressSpace *as,
3368                                  hwaddr addr,
3369                                  hwaddr len,
3370                                  bool is_write)
3371 {
3372     cache->len = len;
3373     cache->as = as;
3374     cache->xlat = addr;
3375     return len;
3376 }
3377
3378 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3379                                     hwaddr addr,
3380                                     hwaddr access_len)
3381 {
3382 }
3383
3384 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3385 {
3386     cache->as = NULL;
3387 }
3388
3389 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3390 #define ARG1                     cache
3391 #define SUFFIX                   _cached
3392 #define TRANSLATE(addr, ...)     \
3393     address_space_translate(cache->as, cache->xlat + (addr), __VA_ARGS__)
3394 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3395 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3396 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3397 #define RCU_READ_LOCK()          rcu_read_lock()
3398 #define RCU_READ_UNLOCK()        rcu_read_unlock()
3399 #include "memory_ldst.inc.c"
3400
3401 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3402 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3403                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3404 {
3405     int l;
3406     hwaddr phys_addr;
3407     target_ulong page;
3408
3409     cpu_synchronize_state(cpu);
3410     while (len > 0) {
3411         int asidx;
3412         MemTxAttrs attrs;
3413
3414         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3415         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3416         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3417         /* if no physical page mapped, return an error */
3418         if (phys_addr == -1)
3419             return -1;
3420         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3421         if (l > len)
3422             l = len;
3423         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3424         if (is_write) {
3425             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3426                                           phys_addr, buf, l);
3427         } else {
3428             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3429                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3430                              buf, l, 0);
3431         }
3432         len -= l;
3433         buf += l;
3434         addr += l;
3435     }
3436     return 0;
3437 }
3438
3439 /*
3440  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3441  * target independent.
3442  */
3443 size_t qemu_target_page_size(void)
3444 {
3445     return TARGET_PAGE_SIZE;
3446 }
3447
3448 int qemu_target_page_bits(void)
3449 {
3450     return TARGET_PAGE_BITS;
3451 }
3452
3453 int qemu_target_page_bits_min(void)
3454 {
3455     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3456 }
3457 #endif
3458
3459 /*
3460  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3461  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3462  */
3463 bool target_words_bigendian(void);
3464 bool target_words_bigendian(void)
3465 {
3466 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3467     return true;
3468 #else
3469     return false;
3470 #endif
3471 }
3472
3473 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3474 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3475 {
3476     MemoryRegion*mr;
3477     hwaddr l = 1;
3478     bool res;
3479
3480     rcu_read_lock();
3481     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3482                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3483
3484     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3485     rcu_read_unlock();
3486     return res;
3487 }
3488
3489 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3490 {
3491     RAMBlock *block;
3492     int ret = 0;
3493
3494     rcu_read_lock();
3495     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3496         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3497                    block->used_length, opaque);
3498         if (ret) {
3499             break;
3500         }
3501     }
3502     rcu_read_unlock();
3503     return ret;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3508  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3509  * the OS provides for postcopy.
3510  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3511  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3512  *
3513  */
3514 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3515 {
3516     int ret = -1;
3517
3518     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3519
3520     if ((uintptr_t)host_startaddr & (rb->page_size - 1)) {
3521         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3522                      host_startaddr);
3523         goto err;
3524     }
3525
3526     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3527         uint8_t *host_endaddr = host_startaddr + length;
3528         if ((uintptr_t)host_endaddr & (rb->page_size - 1)) {
3529             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned end address: %p",
3530                          host_endaddr);
3531             goto err;
3532         }
3533
3534         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3535
3536         if (rb->page_size == qemu_host_page_size) {
3537 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3538             /* Note: We need the madvise MADV_DONTNEED behaviour of definitely
3539              * freeing the page.
3540              */
3541             ret = madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3542 #endif
3543         } else {
3544             /* Huge page case  - unfortunately it can't do DONTNEED, but
3545              * it can do the equivalent by FALLOC_FL_PUNCH_HOLE in the
3546              * huge page file.
3547              */
3548 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3549             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3550                             start, length);
3551 #endif
3552         }
3553         if (ret) {
3554             ret = -errno;
3555             error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3556                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3557                          rb->idstr, start, length, ret);
3558         }
3559     } else {
3560         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3561                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3562                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3563     }
3564
3565 err:
3566     return ret;
3567 }
3568
3569 #endif