]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
Merge remote-tracking branch 'remotes/dgilbert-gitlab/tags/pull-virtiofs-20200501...
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "qemu-common.h"
22 #include "qapi/error.h"
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "exec/target_page.h"
28 #include "tcg/tcg.h"
29 #include "hw/qdev-core.h"
30 #include "hw/qdev-properties.h"
31 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
32 #include "hw/boards.h"
33 #include "hw/xen/xen.h"
34 #endif
35 #include "sysemu/kvm.h"
36 #include "sysemu/sysemu.h"
37 #include "sysemu/tcg.h"
38 #include "sysemu/qtest.h"
39 #include "qemu/timer.h"
40 #include "qemu/config-file.h"
41 #include "qemu/error-report.h"
42 #include "qemu/qemu-print.h"
43 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
44 #include "qemu.h"
45 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
46 #include "exec/memory.h"
47 #include "exec/ioport.h"
48 #include "sysemu/dma.h"
49 #include "sysemu/hostmem.h"
50 #include "sysemu/hw_accel.h"
51 #include "exec/address-spaces.h"
52 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
53 #include "trace-root.h"
54
55 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
56 #include <linux/falloc.h>
57 #endif
58
59 #endif
60 #include "qemu/rcu_queue.h"
61 #include "qemu/main-loop.h"
62 #include "translate-all.h"
63 #include "sysemu/replay.h"
64
65 #include "exec/memory-internal.h"
66 #include "exec/ram_addr.h"
67 #include "exec/log.h"
68
69 #include "qemu/pmem.h"
70
71 #include "migration/vmstate.h"
72
73 #include "qemu/range.h"
74 #ifndef _WIN32
75 #include "qemu/mmap-alloc.h"
76 #endif
77
78 #include "monitor/monitor.h"
79
80 //#define DEBUG_SUBPAGE
81
82 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
83 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
84  * are protected by the ramlist lock.
85  */
86 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
87
88 static MemoryRegion *system_memory;
89 static MemoryRegion *system_io;
90
91 AddressSpace address_space_io;
92 AddressSpace address_space_memory;
93
94 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
95 #endif
96
97 CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
98
99 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
100    cpu_exec() */
101 __thread CPUState *current_cpu;
102
103 uintptr_t qemu_host_page_size;
104 intptr_t qemu_host_page_mask;
105
106 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
107 /* 0 = Do not count executed instructions.
108    1 = Precise instruction counting.
109    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
110 int use_icount;
111
112 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
113
114 struct PhysPageEntry {
115     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
116     uint32_t skip : 6;
117      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
118     uint32_t ptr : 26;
119 };
120
121 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
122
123 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
124 #define ADDR_SPACE_BITS 64
125
126 #define P_L2_BITS 9
127 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
128
129 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
130
131 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
132
133 typedef struct PhysPageMap {
134     struct rcu_head rcu;
135
136     unsigned sections_nb;
137     unsigned sections_nb_alloc;
138     unsigned nodes_nb;
139     unsigned nodes_nb_alloc;
140     Node *nodes;
141     MemoryRegionSection *sections;
142 } PhysPageMap;
143
144 struct AddressSpaceDispatch {
145     MemoryRegionSection *mru_section;
146     /* This is a multi-level map on the physical address space.
147      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
148      */
149     PhysPageEntry phys_map;
150     PhysPageMap map;
151 };
152
153 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
154 typedef struct subpage_t {
155     MemoryRegion iomem;
156     FlatView *fv;
157     hwaddr base;
158     uint16_t sub_section[];
159 } subpage_t;
160
161 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
162
163 static void io_mem_init(void);
164 static void memory_map_init(void);
165 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener);
166 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
167
168 /**
169  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
170  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
171  * @as: the AddressSpace itself
172  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
173  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
174  */
175 struct CPUAddressSpace {
176     CPUState *cpu;
177     AddressSpace *as;
178     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
179     MemoryListener tcg_as_listener;
180 };
181
182 struct DirtyBitmapSnapshot {
183     ram_addr_t start;
184     ram_addr_t end;
185     unsigned long dirty[];
186 };
187
188 #endif
189
190 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
191
192 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
193 {
194     static unsigned alloc_hint = 16;
195     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
196         map->nodes_nb_alloc = MAX(alloc_hint, map->nodes_nb + nodes);
197         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
198         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
199     }
200 }
201
202 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
203 {
204     unsigned i;
205     uint32_t ret;
206     PhysPageEntry e;
207     PhysPageEntry *p;
208
209     ret = map->nodes_nb++;
210     p = map->nodes[ret];
211     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
212     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
213
214     e.skip = leaf ? 0 : 1;
215     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
216     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
217         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
218     }
219     return ret;
220 }
221
222 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
223                                 hwaddr *index, uint64_t *nb, uint16_t leaf,
224                                 int level)
225 {
226     PhysPageEntry *p;
227     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
228
229     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
230         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
231     }
232     p = map->nodes[lp->ptr];
233     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
234
235     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
236         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
237             lp->skip = 0;
238             lp->ptr = leaf;
239             *index += step;
240             *nb -= step;
241         } else {
242             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
243         }
244         ++lp;
245     }
246 }
247
248 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
249                           hwaddr index, uint64_t nb,
250                           uint16_t leaf)
251 {
252     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
253     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
254
255     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
256 }
257
258 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
259  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
260  */
261 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
262 {
263     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
264     int valid = 0;
265     PhysPageEntry *p;
266     int i;
267
268     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
269         return;
270     }
271
272     p = nodes[lp->ptr];
273     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
274         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
275             continue;
276         }
277
278         valid_ptr = i;
279         valid++;
280         if (p[i].skip) {
281             phys_page_compact(&p[i], nodes);
282         }
283     }
284
285     /* We can only compress if there's only one child. */
286     if (valid != 1) {
287         return;
288     }
289
290     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
291
292     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
293     if (P_L2_LEVELS >= (1 << 6) &&
294         lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 6)) {
295         return;
296     }
297
298     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
299     if (!p[valid_ptr].skip) {
300         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
301         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
302          * should never reach here.
303          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
304          * change this rule.
305          */
306         lp->skip = 0;
307     } else {
308         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
309     }
310 }
311
312 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
313 {
314     if (d->phys_map.skip) {
315         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
316     }
317 }
318
319 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
320                                        hwaddr addr)
321 {
322     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
323      * the section must cover the entire address space.
324      */
325     return int128_gethi(section->size) ||
326            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
327                              int128_getlo(section->size), addr);
328 }
329
330 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
331 {
332     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
333     Node *nodes = d->map.nodes;
334     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
335     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
336     int i;
337
338     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
339         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
340             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
341         }
342         p = nodes[lp.ptr];
343         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
344     }
345
346     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
347         return &sections[lp.ptr];
348     } else {
349         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
350     }
351 }
352
353 /* Called from RCU critical section */
354 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
355                                                         hwaddr addr,
356                                                         bool resolve_subpage)
357 {
358     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
359     subpage_t *subpage;
360
361     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
362         !section_covers_addr(section, addr)) {
363         section = phys_page_find(d, addr);
364         atomic_set(&d->mru_section, section);
365     }
366     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
367         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
368         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
369     }
370     return section;
371 }
372
373 /* Called from RCU critical section */
374 static MemoryRegionSection *
375 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
376                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
377 {
378     MemoryRegionSection *section;
379     MemoryRegion *mr;
380     Int128 diff;
381
382     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
383     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
384     addr -= section->offset_within_address_space;
385
386     /* Compute offset within MemoryRegion */
387     *xlat = addr + section->offset_within_region;
388
389     mr = section->mr;
390
391     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
392      * on their address, without considering adjacent registers that could
393      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
394      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
395      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
396      * here.
397      *
398      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
399      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
400      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
401      */
402     if (memory_region_is_ram(mr)) {
403         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
404         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
405     }
406     return section;
407 }
408
409 /**
410  * address_space_translate_iommu - translate an address through an IOMMU
411  * memory region and then through the target address space.
412  *
413  * @iommu_mr: the IOMMU memory region that we start the translation from
414  * @addr: the address to be translated through the MMU
415  * @xlat: the translated address offset within the destination memory region.
416  *        It cannot be %NULL.
417  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
418  *            cannot be %NULL.
419  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
420  *            should only be meaningful for IOMMU translated
421  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
422  *            would tell. It can be %NULL if we don't care about it.
423  * @is_write: whether the translation operation is for write
424  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
425  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
426  * @attrs: transaction attributes
427  *
428  * This function is called from RCU critical section.  It is the common
429  * part of flatview_do_translate and address_space_translate_cached.
430  */
431 static MemoryRegionSection address_space_translate_iommu(IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
432                                                          hwaddr *xlat,
433                                                          hwaddr *plen_out,
434                                                          hwaddr *page_mask_out,
435                                                          bool is_write,
436                                                          bool is_mmio,
437                                                          AddressSpace **target_as,
438                                                          MemTxAttrs attrs)
439 {
440     MemoryRegionSection *section;
441     hwaddr page_mask = (hwaddr)-1;
442
443     do {
444         hwaddr addr = *xlat;
445         IOMMUMemoryRegionClass *imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
446         int iommu_idx = 0;
447         IOMMUTLBEntry iotlb;
448
449         if (imrc->attrs_to_index) {
450             iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
451         }
452
453         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
454                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO, iommu_idx);
455
456         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
457             goto unassigned;
458         }
459
460         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
461                 | (addr & iotlb.addr_mask));
462         page_mask &= iotlb.addr_mask;
463         *plen_out = MIN(*plen_out, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
464         *target_as = iotlb.target_as;
465
466         section = address_space_translate_internal(
467                 address_space_to_dispatch(iotlb.target_as), addr, xlat,
468                 plen_out, is_mmio);
469
470         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
471     } while (unlikely(iommu_mr));
472
473     if (page_mask_out) {
474         *page_mask_out = page_mask;
475     }
476     return *section;
477
478 unassigned:
479     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
480 }
481
482 /**
483  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
484  *
485  * @fv: the flat view that we want to translate on
486  * @addr: the address to be translated in above address space
487  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
488  *        cannot be @NULL.
489  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
490  *            can be @NULL when we don't care about it.
491  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
492  *            should only be meaningful for IOMMU translated
493  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
494  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
495  * @is_write: whether the translation operation is for write
496  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
497  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
498  * @attrs: memory transaction attributes
499  *
500  * This function is called from RCU critical section
501  */
502 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
503                                                  hwaddr addr,
504                                                  hwaddr *xlat,
505                                                  hwaddr *plen_out,
506                                                  hwaddr *page_mask_out,
507                                                  bool is_write,
508                                                  bool is_mmio,
509                                                  AddressSpace **target_as,
510                                                  MemTxAttrs attrs)
511 {
512     MemoryRegionSection *section;
513     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
514     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
515
516     if (!plen_out) {
517         plen_out = &plen;
518     }
519
520     section = address_space_translate_internal(
521             flatview_to_dispatch(fv), addr, xlat,
522             plen_out, is_mmio);
523
524     iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
525     if (unlikely(iommu_mr)) {
526         return address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat,
527                                              plen_out, page_mask_out,
528                                              is_write, is_mmio,
529                                              target_as, attrs);
530     }
531     if (page_mask_out) {
532         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
533         *page_mask_out = ~TARGET_PAGE_MASK;
534     }
535
536     return *section;
537 }
538
539 /* Called from RCU critical section */
540 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
541                                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
542 {
543     MemoryRegionSection section;
544     hwaddr xlat, page_mask;
545
546     /*
547      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
548      * but page mask.
549      */
550     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
551                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as,
552                                     attrs);
553
554     /* Illegal translation */
555     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
556         goto iotlb_fail;
557     }
558
559     /* Convert memory region offset into address space offset */
560     xlat += section.offset_within_address_space -
561         section.offset_within_region;
562
563     return (IOMMUTLBEntry) {
564         .target_as = as,
565         .iova = addr & ~page_mask,
566         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
567         .addr_mask = page_mask,
568         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
569         .perm = IOMMU_RW,
570     };
571
572 iotlb_fail:
573     return (IOMMUTLBEntry) {0};
574 }
575
576 /* Called from RCU critical section */
577 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
578                                  hwaddr *plen, bool is_write,
579                                  MemTxAttrs attrs)
580 {
581     MemoryRegion *mr;
582     MemoryRegionSection section;
583     AddressSpace *as = NULL;
584
585     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
586     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
587                                     is_write, true, &as, attrs);
588     mr = section.mr;
589
590     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
591         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
592         *plen = MIN(page, *plen);
593     }
594
595     return mr;
596 }
597
598 typedef struct TCGIOMMUNotifier {
599     IOMMUNotifier n;
600     MemoryRegion *mr;
601     CPUState *cpu;
602     int iommu_idx;
603     bool active;
604 } TCGIOMMUNotifier;
605
606 static void tcg_iommu_unmap_notify(IOMMUNotifier *n, IOMMUTLBEntry *iotlb)
607 {
608     TCGIOMMUNotifier *notifier = container_of(n, TCGIOMMUNotifier, n);
609
610     if (!notifier->active) {
611         return;
612     }
613     tlb_flush(notifier->cpu);
614     notifier->active = false;
615     /* We leave the notifier struct on the list to avoid reallocating it later.
616      * Generally the number of IOMMUs a CPU deals with will be small.
617      * In any case we can't unregister the iommu notifier from a notify
618      * callback.
619      */
620 }
621
622 static void tcg_register_iommu_notifier(CPUState *cpu,
623                                         IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
624                                         int iommu_idx)
625 {
626     /* Make sure this CPU has an IOMMU notifier registered for this
627      * IOMMU/IOMMU index combination, so that we can flush its TLB
628      * when the IOMMU tells us the mappings we've cached have changed.
629      */
630     MemoryRegion *mr = MEMORY_REGION(iommu_mr);
631     TCGIOMMUNotifier *notifier;
632     Error *err = NULL;
633     int i, ret;
634
635     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
636         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
637         if (notifier->mr == mr && notifier->iommu_idx == iommu_idx) {
638             break;
639         }
640     }
641     if (i == cpu->iommu_notifiers->len) {
642         /* Not found, add a new entry at the end of the array */
643         cpu->iommu_notifiers = g_array_set_size(cpu->iommu_notifiers, i + 1);
644         notifier = g_new0(TCGIOMMUNotifier, 1);
645         g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i) = notifier;
646
647         notifier->mr = mr;
648         notifier->iommu_idx = iommu_idx;
649         notifier->cpu = cpu;
650         /* Rather than trying to register interest in the specific part
651          * of the iommu's address space that we've accessed and then
652          * expand it later as subsequent accesses touch more of it, we
653          * just register interest in the whole thing, on the assumption
654          * that iommu reconfiguration will be rare.
655          */
656         iommu_notifier_init(&notifier->n,
657                             tcg_iommu_unmap_notify,
658                             IOMMU_NOTIFIER_UNMAP,
659                             0,
660                             HWADDR_MAX,
661                             iommu_idx);
662         ret = memory_region_register_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n,
663                                                     &err);
664         if (ret) {
665             error_report_err(err);
666             exit(1);
667         }
668     }
669
670     if (!notifier->active) {
671         notifier->active = true;
672     }
673 }
674
675 static void tcg_iommu_free_notifier_list(CPUState *cpu)
676 {
677     /* Destroy the CPU's notifier list */
678     int i;
679     TCGIOMMUNotifier *notifier;
680
681     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
682         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
683         memory_region_unregister_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
684         g_free(notifier);
685     }
686     g_array_free(cpu->iommu_notifiers, true);
687 }
688
689 /* Called from RCU critical section */
690 MemoryRegionSection *
691 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
692                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
693                                   MemTxAttrs attrs, int *prot)
694 {
695     MemoryRegionSection *section;
696     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
697     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
698     IOMMUTLBEntry iotlb;
699     int iommu_idx;
700     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
701
702     for (;;) {
703         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, false);
704
705         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
706         if (!iommu_mr) {
707             break;
708         }
709
710         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
711
712         iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
713         tcg_register_iommu_notifier(cpu, iommu_mr, iommu_idx);
714         /* We need all the permissions, so pass IOMMU_NONE so the IOMMU
715          * doesn't short-cut its translation table walk.
716          */
717         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, IOMMU_NONE, iommu_idx);
718         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
719                 | (addr & iotlb.addr_mask));
720         /* Update the caller's prot bits to remove permissions the IOMMU
721          * is giving us a failure response for. If we get down to no
722          * permissions left at all we can give up now.
723          */
724         if (!(iotlb.perm & IOMMU_RO)) {
725             *prot &= ~(PAGE_READ | PAGE_EXEC);
726         }
727         if (!(iotlb.perm & IOMMU_WO)) {
728             *prot &= ~PAGE_WRITE;
729         }
730
731         if (!*prot) {
732             goto translate_fail;
733         }
734
735         d = flatview_to_dispatch(address_space_to_flatview(iotlb.target_as));
736     }
737
738     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
739     *xlat = addr;
740     return section;
741
742 translate_fail:
743     return &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
744 }
745 #endif
746
747 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
748
749 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
750 {
751     CPUState *cpu = opaque;
752
753     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
754        version_id is increased. */
755     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
756     tlb_flush(cpu);
757
758     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
759      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
760      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
761      * which will now be stale.
762      */
763     tb_flush(cpu);
764
765     return 0;
766 }
767
768 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
769 {
770     CPUState *cpu = opaque;
771
772     cpu->exception_index = -1;
773
774     return 0;
775 }
776
777 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
778 {
779     CPUState *cpu = opaque;
780
781     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
782 }
783
784 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
785     .name = "cpu_common/exception_index",
786     .version_id = 1,
787     .minimum_version_id = 1,
788     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
789     .fields = (VMStateField[]) {
790         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
791         VMSTATE_END_OF_LIST()
792     }
793 };
794
795 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
796 {
797     CPUState *cpu = opaque;
798
799     return cpu->crash_occurred;
800 }
801
802 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
803     .name = "cpu_common/crash_occurred",
804     .version_id = 1,
805     .minimum_version_id = 1,
806     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
807     .fields = (VMStateField[]) {
808         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
809         VMSTATE_END_OF_LIST()
810     }
811 };
812
813 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
814     .name = "cpu_common",
815     .version_id = 1,
816     .minimum_version_id = 1,
817     .pre_load = cpu_common_pre_load,
818     .post_load = cpu_common_post_load,
819     .fields = (VMStateField[]) {
820         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
821         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
822         VMSTATE_END_OF_LIST()
823     },
824     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
825         &vmstate_cpu_common_exception_index,
826         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
827         NULL
828     }
829 };
830
831 #endif
832
833 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
834 {
835     CPUState *cpu;
836
837     CPU_FOREACH(cpu) {
838         if (cpu->cpu_index == index) {
839             return cpu;
840         }
841     }
842
843     return NULL;
844 }
845
846 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
847 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
848                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
849 {
850     CPUAddressSpace *newas;
851     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
852     char *as_name;
853
854     assert(mr);
855     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
856     address_space_init(as, mr, as_name);
857     g_free(as_name);
858
859     /* Target code should have set num_ases before calling us */
860     assert(asidx < cpu->num_ases);
861
862     if (asidx == 0) {
863         /* address space 0 gets the convenience alias */
864         cpu->as = as;
865     }
866
867     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
868     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
869
870     if (!cpu->cpu_ases) {
871         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
872     }
873
874     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
875     newas->cpu = cpu;
876     newas->as = as;
877     if (tcg_enabled()) {
878         newas->tcg_as_listener.log_global_after_sync = tcg_log_global_after_sync;
879         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
880         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
881     }
882 }
883
884 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
885 {
886     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
887     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
888 }
889 #endif
890
891 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
892 {
893     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
894
895     cpu_list_remove(cpu);
896
897     if (cc->vmsd != NULL) {
898         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
899     }
900     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
901         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
902     }
903 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
904     tcg_iommu_free_notifier_list(cpu);
905 #endif
906 }
907
908 Property cpu_common_props[] = {
909 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
910     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
911      * so users can wire up its memory. (This can't go in hw/core/cpu.c
912      * because that file is compiled only once for both user-mode
913      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
914      * the system address space.
915      */
916     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
917                      MemoryRegion *),
918 #endif
919     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
920 };
921
922 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
923 {
924     cpu->as = NULL;
925     cpu->num_ases = 0;
926
927 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
928     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
929     cpu->memory = system_memory;
930     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
931 #endif
932 }
933
934 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
935 {
936     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
937     static bool tcg_target_initialized;
938
939     cpu_list_add(cpu);
940
941     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
942         tcg_target_initialized = true;
943         cc->tcg_initialize();
944     }
945     tlb_init(cpu);
946
947     qemu_plugin_vcpu_init_hook(cpu);
948
949 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
950     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
951         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
952     }
953     if (cc->vmsd != NULL) {
954         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
955     }
956
957     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
958 #endif
959 }
960
961 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
962 {
963     ObjectClass *oc;
964     CPUClass *cc;
965     gchar **model_pieces;
966     const char *cpu_type;
967
968     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
969     if (!model_pieces[0]) {
970         error_report("-cpu option cannot be empty");
971         exit(1);
972     }
973
974     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
975     if (oc == NULL) {
976         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
977         g_strfreev(model_pieces);
978         exit(EXIT_FAILURE);
979     }
980
981     cpu_type = object_class_get_name(oc);
982     cc = CPU_CLASS(oc);
983     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
984     g_strfreev(model_pieces);
985     return cpu_type;
986 }
987
988 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
989 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
990 {
991     mmap_lock();
992     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1);
993     mmap_unlock();
994 }
995
996 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
997 {
998     tb_invalidate_phys_addr(pc);
999 }
1000 #else
1001 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
1002 {
1003     ram_addr_t ram_addr;
1004     MemoryRegion *mr;
1005     hwaddr l = 1;
1006
1007     if (!tcg_enabled()) {
1008         return;
1009     }
1010
1011     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1012     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
1013     if (!(memory_region_is_ram(mr)
1014           || memory_region_is_romd(mr))) {
1015         return;
1016     }
1017     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
1018     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1);
1019 }
1020
1021 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1022 {
1023     /*
1024      * There may not be a virtual to physical translation for the pc
1025      * right now, but there may exist cached TB for this pc.
1026      * Flush the whole TB cache to force re-translation of such TBs.
1027      * This is heavyweight, but we're debugging anyway.
1028      */
1029     tb_flush(cpu);
1030 }
1031 #endif
1032
1033 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1034 /* Add a watchpoint.  */
1035 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1036                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1037 {
1038     CPUWatchpoint *wp;
1039
1040     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
1041     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
1042         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
1043                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
1044         return -EINVAL;
1045     }
1046     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
1047
1048     wp->vaddr = addr;
1049     wp->len = len;
1050     wp->flags = flags;
1051
1052     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
1053     if (flags & BP_GDB) {
1054         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1055     } else {
1056         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1057     }
1058
1059     tlb_flush_page(cpu, addr);
1060
1061     if (watchpoint)
1062         *watchpoint = wp;
1063     return 0;
1064 }
1065
1066 /* Remove a specific watchpoint.  */
1067 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1068                           int flags)
1069 {
1070     CPUWatchpoint *wp;
1071
1072     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1073         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
1074                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
1075             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1076             return 0;
1077         }
1078     }
1079     return -ENOENT;
1080 }
1081
1082 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
1083 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1084 {
1085     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
1086
1087     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
1088
1089     g_free(watchpoint);
1090 }
1091
1092 /* Remove all matching watchpoints.  */
1093 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1094 {
1095     CPUWatchpoint *wp, *next;
1096
1097     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
1098         if (wp->flags & mask) {
1099             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1100         }
1101     }
1102 }
1103
1104 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
1105  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
1106  * partially or completely with the address range covered by the
1107  * access).
1108  */
1109 static inline bool watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
1110                                               vaddr addr, vaddr len)
1111 {
1112     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
1113      * required to avoid errors in the case where the range ends
1114      * exactly at the top of the address space and so addr + len
1115      * wraps round to zero.
1116      */
1117     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
1118     vaddr addrend = addr + len - 1;
1119
1120     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
1121 }
1122
1123 /* Return flags for watchpoints that match addr + prot.  */
1124 int cpu_watchpoint_address_matches(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len)
1125 {
1126     CPUWatchpoint *wp;
1127     int ret = 0;
1128
1129     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1130         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1131             ret |= wp->flags;
1132         }
1133     }
1134     return ret;
1135 }
1136 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
1137
1138 /* Add a breakpoint.  */
1139 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
1140                           CPUBreakpoint **breakpoint)
1141 {
1142     CPUBreakpoint *bp;
1143
1144     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
1145
1146     bp->pc = pc;
1147     bp->flags = flags;
1148
1149     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
1150     if (flags & BP_GDB) {
1151         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1152     } else {
1153         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1154     }
1155
1156     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1157
1158     if (breakpoint) {
1159         *breakpoint = bp;
1160     }
1161     return 0;
1162 }
1163
1164 /* Remove a specific breakpoint.  */
1165 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1166 {
1167     CPUBreakpoint *bp;
1168
1169     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1170         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1171             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1172             return 0;
1173         }
1174     }
1175     return -ENOENT;
1176 }
1177
1178 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1179 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1180 {
1181     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1182
1183     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1184
1185     g_free(breakpoint);
1186 }
1187
1188 /* Remove all matching breakpoints. */
1189 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1190 {
1191     CPUBreakpoint *bp, *next;
1192
1193     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1194         if (bp->flags & mask) {
1195             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1196         }
1197     }
1198 }
1199
1200 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1201    CPU loop after each instruction */
1202 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1203 {
1204     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1205         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1206         if (kvm_enabled()) {
1207             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1208         } else {
1209             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1210             /* XXX: only flush what is necessary */
1211             tb_flush(cpu);
1212         }
1213     }
1214 }
1215
1216 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1217 {
1218     va_list ap;
1219     va_list ap2;
1220
1221     va_start(ap, fmt);
1222     va_copy(ap2, ap);
1223     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1224     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1225     fprintf(stderr, "\n");
1226     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1227     if (qemu_log_separate()) {
1228         FILE *logfile = qemu_log_lock();
1229         qemu_log("qemu: fatal: ");
1230         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1231         qemu_log("\n");
1232         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1233         qemu_log_flush();
1234         qemu_log_unlock(logfile);
1235         qemu_log_close();
1236     }
1237     va_end(ap2);
1238     va_end(ap);
1239     replay_finish();
1240 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1241     {
1242         struct sigaction act;
1243         sigfillset(&act.sa_mask);
1244         act.sa_handler = SIG_DFL;
1245         act.sa_flags = 0;
1246         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1247     }
1248 #endif
1249     abort();
1250 }
1251
1252 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1253 /* Called from RCU critical section */
1254 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1255 {
1256     RAMBlock *block;
1257
1258     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1259     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1260         return block;
1261     }
1262     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1263         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1264             goto found;
1265         }
1266     }
1267
1268     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1269     abort();
1270
1271 found:
1272     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1273      * is what happens:
1274      *
1275      *     mru_block = xxx
1276      *     rcu_read_unlock()
1277      *                                        xxx removed from list
1278      *                  rcu_read_lock()
1279      *                  read mru_block
1280      *                                        mru_block = NULL;
1281      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1282      *                  rcu_read_unlock()
1283      *
1284      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1285      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1286      * copy of the pointer.
1287      */
1288     ram_list.mru_block = block;
1289     return block;
1290 }
1291
1292 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1293 {
1294     CPUState *cpu;
1295     ram_addr_t start1;
1296     RAMBlock *block;
1297     ram_addr_t end;
1298
1299     assert(tcg_enabled());
1300     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1301     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1302
1303     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1304     block = qemu_get_ram_block(start);
1305     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1306     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1307     CPU_FOREACH(cpu) {
1308         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1309     }
1310 }
1311
1312 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1313 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1314                                               ram_addr_t length,
1315                                               unsigned client)
1316 {
1317     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1318     unsigned long end, page, start_page;
1319     bool dirty = false;
1320     RAMBlock *ramblock;
1321     uint64_t mr_offset, mr_size;
1322
1323     if (length == 0) {
1324         return false;
1325     }
1326
1327     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1328     start_page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1329     page = start_page;
1330
1331     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1332         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1333         ramblock = qemu_get_ram_block(start);
1334         /* Range sanity check on the ramblock */
1335         assert(start >= ramblock->offset &&
1336                start + length <= ramblock->offset + ramblock->used_length);
1337
1338         while (page < end) {
1339             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1340             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1341             unsigned long num = MIN(end - page,
1342                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1343
1344             dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1345                                                   offset, num);
1346             page += num;
1347         }
1348
1349         mr_offset = (ram_addr_t)(start_page << TARGET_PAGE_BITS) - ramblock->offset;
1350         mr_size = (end - start_page) << TARGET_PAGE_BITS;
1351         memory_region_clear_dirty_bitmap(ramblock->mr, mr_offset, mr_size);
1352     }
1353
1354     if (dirty && tcg_enabled()) {
1355         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1356     }
1357
1358     return dirty;
1359 }
1360
1361 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1362     (MemoryRegion *mr, hwaddr offset, hwaddr length, unsigned client)
1363 {
1364     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1365     ram_addr_t start = memory_region_get_ram_addr(mr) + offset;
1366     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1367     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1368     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1369     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1370     unsigned long page, end, dest;
1371
1372     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1373                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1374     snap->start = first;
1375     snap->end   = last;
1376
1377     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1378     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1379     dest = 0;
1380
1381     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1382         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1383
1384         while (page < end) {
1385             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1386             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1387             unsigned long num = MIN(end - page,
1388                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1389
1390             assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1391             assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1392             offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1393
1394             bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1395                                          blocks->blocks[idx] + offset,
1396                                          num);
1397             page += num;
1398             dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1399         }
1400     }
1401
1402     if (tcg_enabled()) {
1403         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1404     }
1405
1406     memory_region_clear_dirty_bitmap(mr, offset, length);
1407
1408     return snap;
1409 }
1410
1411 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1412                                             ram_addr_t start,
1413                                             ram_addr_t length)
1414 {
1415     unsigned long page, end;
1416
1417     assert(start >= snap->start);
1418     assert(start + length <= snap->end);
1419
1420     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1421     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1422
1423     while (page < end) {
1424         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1425             return true;
1426         }
1427         page++;
1428     }
1429     return false;
1430 }
1431
1432 /* Called from RCU critical section */
1433 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1434                                        MemoryRegionSection *section)
1435 {
1436     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1437     return section - d->map.sections;
1438 }
1439 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1440
1441 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1442
1443 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1444                             uint16_t section);
1445 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1446
1447 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1448                                qemu_anon_ram_alloc;
1449
1450 /*
1451  * Set a custom physical guest memory alloator.
1452  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1453  * get rid of it eventually.
1454  */
1455 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1456 {
1457     phys_mem_alloc = alloc;
1458 }
1459
1460 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1461                                  MemoryRegionSection *section)
1462 {
1463     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1464      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1465      * never overflow into the page-aligned value.
1466      */
1467     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1468
1469     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1470         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1471         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1472                                 map->sections_nb_alloc);
1473     }
1474     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1475     memory_region_ref(section->mr);
1476     return map->sections_nb++;
1477 }
1478
1479 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1480 {
1481     bool have_sub_page = mr->subpage;
1482
1483     memory_region_unref(mr);
1484
1485     if (have_sub_page) {
1486         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1487         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1488         g_free(subpage);
1489     }
1490 }
1491
1492 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1493 {
1494     while (map->sections_nb > 0) {
1495         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1496         phys_section_destroy(section->mr);
1497     }
1498     g_free(map->sections);
1499     g_free(map->nodes);
1500 }
1501
1502 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1503 {
1504     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1505     subpage_t *subpage;
1506     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1507         & TARGET_PAGE_MASK;
1508     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1509     MemoryRegionSection subsection = {
1510         .offset_within_address_space = base,
1511         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1512     };
1513     hwaddr start, end;
1514
1515     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1516
1517     if (!(existing->mr->subpage)) {
1518         subpage = subpage_init(fv, base);
1519         subsection.fv = fv;
1520         subsection.mr = &subpage->iomem;
1521         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1522                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1523     } else {
1524         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1525     }
1526     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1527     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1528     subpage_register(subpage, start, end,
1529                      phys_section_add(&d->map, section));
1530 }
1531
1532
1533 static void register_multipage(FlatView *fv,
1534                                MemoryRegionSection *section)
1535 {
1536     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1537     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1538     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1539     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1540                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1541
1542     assert(num_pages);
1543     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * The range in *section* may look like this:
1548  *
1549  *      |s|PPPPPPP|s|
1550  *
1551  * where s stands for subpage and P for page.
1552  */
1553 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1554 {
1555     MemoryRegionSection remain = *section;
1556     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1557
1558     /* register first subpage */
1559     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1560         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1561                         - remain.offset_within_address_space;
1562
1563         MemoryRegionSection now = remain;
1564         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1565         register_subpage(fv, &now);
1566         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1567             return;
1568         }
1569         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1570         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1571         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1572     }
1573
1574     /* register whole pages */
1575     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1576         MemoryRegionSection now = remain;
1577         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1578         register_multipage(fv, &now);
1579         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1580             return;
1581         }
1582         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1583         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1584         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1585     }
1586
1587     /* register last subpage */
1588     register_subpage(fv, &remain);
1589 }
1590
1591 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1592 {
1593     if (kvm_enabled())
1594         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1595 }
1596
1597 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1598 {
1599     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1600 }
1601
1602 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1603 {
1604     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1605 }
1606
1607 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1608 {
1609     RAMBlock *block;
1610     char *psize;
1611
1612     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1613     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1614                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1615     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1616         psize = size_to_str(block->page_size);
1617         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1618                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1619                        (uint64_t)block->offset,
1620                        (uint64_t)block->used_length,
1621                        (uint64_t)block->max_length);
1622         g_free(psize);
1623     }
1624 }
1625
1626 #ifdef __linux__
1627 /*
1628  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1629  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1630  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1631  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1632  */
1633 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1634 {
1635     long *hpsize_min = opaque;
1636
1637     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1638         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1639         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1640
1641         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1642             *hpsize_min = hpsize;
1643         }
1644     }
1645
1646     return 0;
1647 }
1648
1649 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1650 {
1651     long *hpsize_max = opaque;
1652
1653     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1654         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1655         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1656
1657         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1658             *hpsize_max = hpsize;
1659         }
1660     }
1661
1662     return 0;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1667  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1668  */
1669 long qemu_minrampagesize(void)
1670 {
1671     long hpsize = LONG_MAX;
1672     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1673
1674     object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1675     return hpsize;
1676 }
1677
1678 long qemu_maxrampagesize(void)
1679 {
1680     long pagesize = 0;
1681     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1682
1683     object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize, &pagesize);
1684     return pagesize;
1685 }
1686 #else
1687 long qemu_minrampagesize(void)
1688 {
1689     return qemu_real_host_page_size;
1690 }
1691 long qemu_maxrampagesize(void)
1692 {
1693     return qemu_real_host_page_size;
1694 }
1695 #endif
1696
1697 #ifdef CONFIG_POSIX
1698 static int64_t get_file_size(int fd)
1699 {
1700     int64_t size;
1701 #if defined(__linux__)
1702     struct stat st;
1703
1704     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1705         return -errno;
1706     }
1707
1708     /* Special handling for devdax character devices */
1709     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1710         g_autofree char *subsystem_path = NULL;
1711         g_autofree char *subsystem = NULL;
1712
1713         subsystem_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/subsystem",
1714                                          major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1715         subsystem = g_file_read_link(subsystem_path, NULL);
1716
1717         if (subsystem && g_str_has_suffix(subsystem, "/dax")) {
1718             g_autofree char *size_path = NULL;
1719             g_autofree char *size_str = NULL;
1720
1721             size_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/size",
1722                                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1723
1724             if (g_file_get_contents(size_path, &size_str, NULL, NULL)) {
1725                 return g_ascii_strtoll(size_str, NULL, 0);
1726             }
1727         }
1728     }
1729 #endif /* defined(__linux__) */
1730
1731     /* st.st_size may be zero for special files yet lseek(2) works */
1732     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1733     if (size < 0) {
1734         return -errno;
1735     }
1736     return size;
1737 }
1738
1739 static int file_ram_open(const char *path,
1740                          const char *region_name,
1741                          bool *created,
1742                          Error **errp)
1743 {
1744     char *filename;
1745     char *sanitized_name;
1746     char *c;
1747     int fd = -1;
1748
1749     *created = false;
1750     for (;;) {
1751         fd = open(path, O_RDWR);
1752         if (fd >= 0) {
1753             /* @path names an existing file, use it */
1754             break;
1755         }
1756         if (errno == ENOENT) {
1757             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1758             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1759             if (fd >= 0) {
1760                 *created = true;
1761                 break;
1762             }
1763         } else if (errno == EISDIR) {
1764             /* @path names a directory, create a file there */
1765             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1766             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1767             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1768                 if (*c == '/') {
1769                     *c = '_';
1770                 }
1771             }
1772
1773             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1774                                        sanitized_name);
1775             g_free(sanitized_name);
1776
1777             fd = mkstemp(filename);
1778             if (fd >= 0) {
1779                 unlink(filename);
1780                 g_free(filename);
1781                 break;
1782             }
1783             g_free(filename);
1784         }
1785         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1786             error_setg_errno(errp, errno,
1787                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1788                              path);
1789             return -1;
1790         }
1791         /*
1792          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1793          * something else creates the file between our two open().
1794          */
1795     }
1796
1797     return fd;
1798 }
1799
1800 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1801                             ram_addr_t memory,
1802                             int fd,
1803                             bool truncate,
1804                             Error **errp)
1805 {
1806     void *area;
1807
1808     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1809     if (block->mr->align % block->page_size) {
1810         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1811                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1812                    block->mr->align, block->page_size);
1813         return NULL;
1814     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1815         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1816                    " must be a power of two", block->mr->align);
1817         return NULL;
1818     }
1819     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1820 #if defined(__s390x__)
1821     if (kvm_enabled()) {
1822         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1823     }
1824 #endif
1825
1826     if (memory < block->page_size) {
1827         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1828                    "or larger than page size 0x%zx",
1829                    memory, block->page_size);
1830         return NULL;
1831     }
1832
1833     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1834
1835     /*
1836      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1837      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1838      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1839      * mmap will fail.
1840      *
1841      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1842      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1843      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1844      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1845      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1846      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1847      * is disabled as well.
1848      */
1849     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1850         perror("ftruncate");
1851     }
1852
1853     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1854                          block->flags & RAM_SHARED, block->flags & RAM_PMEM);
1855     if (area == MAP_FAILED) {
1856         error_setg_errno(errp, errno,
1857                          "unable to map backing store for guest RAM");
1858         return NULL;
1859     }
1860
1861     block->fd = fd;
1862     return area;
1863 }
1864 #endif
1865
1866 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1867  * dirty bitmaps.
1868  * Called with the ramlist lock held.
1869  */
1870 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1871 {
1872     RAMBlock *block, *next_block;
1873     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1874
1875     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1876
1877     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1878         return 0;
1879     }
1880
1881     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1882         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1883
1884         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1885          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1886          */
1887         candidate = block->offset + block->max_length;
1888         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1889
1890         /* Search for the closest following block
1891          * and find the gap.
1892          */
1893         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1894             if (next_block->offset >= candidate) {
1895                 next = MIN(next, next_block->offset);
1896             }
1897         }
1898
1899         /* If it fits remember our place and remember the size
1900          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1901          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1902          */
1903         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1904             offset = candidate;
1905             mingap = next - candidate;
1906         }
1907
1908         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1909     }
1910
1911     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1912         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1913                 (uint64_t)size);
1914         abort();
1915     }
1916
1917     trace_find_ram_offset(size, offset);
1918
1919     return offset;
1920 }
1921
1922 static unsigned long last_ram_page(void)
1923 {
1924     RAMBlock *block;
1925     ram_addr_t last = 0;
1926
1927     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1928     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1929         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1930     }
1931     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1932 }
1933
1934 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1935 {
1936     int ret;
1937
1938     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1939     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1940         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1941         if (ret) {
1942             perror("qemu_madvise");
1943             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1944                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1945         }
1946     }
1947 }
1948
1949 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1950 {
1951     return rb->idstr;
1952 }
1953
1954 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
1955 {
1956     return rb->host;
1957 }
1958
1959 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
1960 {
1961     return rb->offset;
1962 }
1963
1964 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
1965 {
1966     return rb->used_length;
1967 }
1968
1969 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1970 {
1971     return rb->flags & RAM_SHARED;
1972 }
1973
1974 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1975 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1976 {
1977     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1978 }
1979
1980 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1981 {
1982     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1983 }
1984
1985 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
1986 {
1987     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
1988 }
1989
1990 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
1991 {
1992     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
1993 }
1994
1995 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
1996 {
1997     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
1998 }
1999
2000 /* Called with iothread lock held.  */
2001 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
2002 {
2003     RAMBlock *block;
2004
2005     assert(new_block);
2006     assert(!new_block->idstr[0]);
2007
2008     if (dev) {
2009         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
2010         if (id) {
2011             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
2012             g_free(id);
2013         }
2014     }
2015     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
2016
2017     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2018     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2019         if (block != new_block &&
2020             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
2021             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
2022                     new_block->idstr);
2023             abort();
2024         }
2025     }
2026 }
2027
2028 /* Called with iothread lock held.  */
2029 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
2030 {
2031     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
2032      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
2033      * does not work anyway.
2034      */
2035     if (block) {
2036         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
2037     }
2038 }
2039
2040 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
2041 {
2042     return rb->page_size;
2043 }
2044
2045 /* Returns the largest size of page in use */
2046 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
2047 {
2048     RAMBlock *block;
2049     size_t largest = 0;
2050
2051     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2052         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
2053     }
2054
2055     return largest;
2056 }
2057
2058 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
2059 {
2060     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
2061         /* disabled by the user */
2062         return 0;
2063     }
2064
2065     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
2066 }
2067
2068 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
2069  * incoming migration, or right after reset.
2070  *
2071  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
2072  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
2073  * misuse, if necessary.
2074  */
2075 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
2076 {
2077     const ram_addr_t unaligned_size = newsize;
2078
2079     assert(block);
2080
2081     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
2082
2083     if (block->used_length == newsize) {
2084         /*
2085          * We don't have to resize the ram block (which only knows aligned
2086          * sizes), however, we have to notify if the unaligned size changed.
2087          */
2088         if (unaligned_size != memory_region_size(block->mr)) {
2089             memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2090             if (block->resized) {
2091                 block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2092             }
2093         }
2094         return 0;
2095     }
2096
2097     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
2098         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2099                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2100                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2101                          newsize, block->used_length);
2102         return -EINVAL;
2103     }
2104
2105     if (block->max_length < newsize) {
2106         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2107                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2108                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2109                          newsize, block->max_length);
2110         return -EINVAL;
2111     }
2112
2113     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
2114     block->used_length = newsize;
2115     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
2116                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2117     memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
2118     if (block->resized) {
2119         block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
2120     }
2121     return 0;
2122 }
2123
2124 /*
2125  * Trigger sync on the given ram block for range [start, start + length]
2126  * with the backing store if one is available.
2127  * Otherwise no-op.
2128  * @Note: this is supposed to be a synchronous op.
2129  */
2130 void qemu_ram_writeback(RAMBlock *block, ram_addr_t start, ram_addr_t length)
2131 {
2132     /* The requested range should fit in within the block range */
2133     g_assert((start + length) <= block->used_length);
2134
2135 #ifdef CONFIG_LIBPMEM
2136     /* The lack of support for pmem should not block the sync */
2137     if (ramblock_is_pmem(block)) {
2138         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2139         pmem_persist(addr, length);
2140         return;
2141     }
2142 #endif
2143     if (block->fd >= 0) {
2144         /**
2145          * Case there is no support for PMEM or the memory has not been
2146          * specified as persistent (or is not one) - use the msync.
2147          * Less optimal but still achieves the same goal
2148          */
2149         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2150         if (qemu_msync(addr, length, block->fd)) {
2151             warn_report("%s: failed to sync memory range: start: "
2152                     RAM_ADDR_FMT " length: " RAM_ADDR_FMT,
2153                     __func__, start, length);
2154         }
2155     }
2156 }
2157
2158 /* Called with ram_list.mutex held */
2159 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
2160                                 ram_addr_t new_ram_size)
2161 {
2162     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
2163                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2164     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
2165                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2166     int i;
2167
2168     /* Only need to extend if block count increased */
2169     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
2170         return;
2171     }
2172
2173     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
2174         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
2175         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
2176         int j;
2177
2178         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
2179         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
2180                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
2181
2182         if (old_num_blocks) {
2183             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
2184                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
2185         }
2186
2187         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
2188             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2189         }
2190
2191         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
2192
2193         if (old_blocks) {
2194             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
2195         }
2196     }
2197 }
2198
2199 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
2200 {
2201     RAMBlock *block;
2202     RAMBlock *last_block = NULL;
2203     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
2204     Error *err = NULL;
2205
2206     old_ram_size = last_ram_page();
2207
2208     qemu_mutex_lock_ramlist();
2209     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
2210
2211     if (!new_block->host) {
2212         if (xen_enabled()) {
2213             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
2214                           new_block->mr, &err);
2215             if (err) {
2216                 error_propagate(errp, err);
2217                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2218                 return;
2219             }
2220         } else {
2221             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
2222                                              &new_block->mr->align, shared);
2223             if (!new_block->host) {
2224                 error_setg_errno(errp, errno,
2225                                  "cannot set up guest memory '%s'",
2226                                  memory_region_name(new_block->mr));
2227                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2228                 return;
2229             }
2230             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
2231         }
2232     }
2233
2234     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2235               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2236     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2237         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2238     }
2239     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2240      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2241      * tail, so save the last element in last_block.
2242      */
2243     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2244         last_block = block;
2245         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2246             break;
2247         }
2248     }
2249     if (block) {
2250         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2251     } else if (last_block) {
2252         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2253     } else { /* list is empty */
2254         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2255     }
2256     ram_list.mru_block = NULL;
2257
2258     /* Write list before version */
2259     smp_wmb();
2260     ram_list.version++;
2261     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2262
2263     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2264                                         new_block->used_length,
2265                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2266
2267     if (new_block->host) {
2268         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2269         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2270         /*
2271          * MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU
2272          * Configure it unless the machine is a qtest server, in which case
2273          * KVM is not used and it may be forked (eg for fuzzing purposes).
2274          */
2275         if (!qtest_enabled()) {
2276             qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length,
2277                          QEMU_MADV_DONTFORK);
2278         }
2279         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2280     }
2281 }
2282
2283 #ifdef CONFIG_POSIX
2284 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2285                                  uint32_t ram_flags, int fd,
2286                                  Error **errp)
2287 {
2288     RAMBlock *new_block;
2289     Error *local_err = NULL;
2290     int64_t file_size;
2291
2292     /* Just support these ram flags by now. */
2293     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM)) == 0);
2294
2295     if (xen_enabled()) {
2296         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2297         return NULL;
2298     }
2299
2300     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2301         error_setg(errp,
2302                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2303         return NULL;
2304     }
2305
2306     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2307         /*
2308          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2309          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2310          * a hook there.
2311          */
2312         error_setg(errp,
2313                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2314         return NULL;
2315     }
2316
2317     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2318     file_size = get_file_size(fd);
2319     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2320         error_setg(errp, "backing store size 0x%" PRIx64
2321                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2322                    file_size, size);
2323         return NULL;
2324     }
2325
2326     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2327     new_block->mr = mr;
2328     new_block->used_length = size;
2329     new_block->max_length = size;
2330     new_block->flags = ram_flags;
2331     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2332     if (!new_block->host) {
2333         g_free(new_block);
2334         return NULL;
2335     }
2336
2337     ram_block_add(new_block, &local_err, ram_flags & RAM_SHARED);
2338     if (local_err) {
2339         g_free(new_block);
2340         error_propagate(errp, local_err);
2341         return NULL;
2342     }
2343     return new_block;
2344
2345 }
2346
2347
2348 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2349                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2350                                    Error **errp)
2351 {
2352     int fd;
2353     bool created;
2354     RAMBlock *block;
2355
2356     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2357     if (fd < 0) {
2358         return NULL;
2359     }
2360
2361     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, errp);
2362     if (!block) {
2363         if (created) {
2364             unlink(mem_path);
2365         }
2366         close(fd);
2367         return NULL;
2368     }
2369
2370     return block;
2371 }
2372 #endif
2373
2374 static
2375 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2376                                   void (*resized)(const char*,
2377                                                   uint64_t length,
2378                                                   void *host),
2379                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2380                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2381 {
2382     RAMBlock *new_block;
2383     Error *local_err = NULL;
2384
2385     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2386     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2387     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2388     new_block->mr = mr;
2389     new_block->resized = resized;
2390     new_block->used_length = size;
2391     new_block->max_length = max_size;
2392     assert(max_size >= size);
2393     new_block->fd = -1;
2394     new_block->page_size = qemu_real_host_page_size;
2395     new_block->host = host;
2396     if (host) {
2397         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2398     }
2399     if (resizeable) {
2400         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2401     }
2402     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2403     if (local_err) {
2404         g_free(new_block);
2405         error_propagate(errp, local_err);
2406         return NULL;
2407     }
2408     return new_block;
2409 }
2410
2411 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2412                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2413 {
2414     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2415                                    false, mr, errp);
2416 }
2417
2418 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2419                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2420 {
2421     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2422                                    share, mr, errp);
2423 }
2424
2425 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2426                                      void (*resized)(const char*,
2427                                                      uint64_t length,
2428                                                      void *host),
2429                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2430 {
2431     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2432                                    false, mr, errp);
2433 }
2434
2435 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2436 {
2437     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2438         ;
2439     } else if (xen_enabled()) {
2440         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2441 #ifndef _WIN32
2442     } else if (block->fd >= 0) {
2443         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2444         close(block->fd);
2445 #endif
2446     } else {
2447         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2448     }
2449     g_free(block);
2450 }
2451
2452 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2453 {
2454     if (!block) {
2455         return;
2456     }
2457
2458     if (block->host) {
2459         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2460     }
2461
2462     qemu_mutex_lock_ramlist();
2463     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2464     ram_list.mru_block = NULL;
2465     /* Write list before version */
2466     smp_wmb();
2467     ram_list.version++;
2468     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2469     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2470 }
2471
2472 #ifndef _WIN32
2473 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2474 {
2475     RAMBlock *block;
2476     ram_addr_t offset;
2477     int flags;
2478     void *area, *vaddr;
2479
2480     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2481         offset = addr - block->offset;
2482         if (offset < block->max_length) {
2483             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2484             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2485                 ;
2486             } else if (xen_enabled()) {
2487                 abort();
2488             } else {
2489                 flags = MAP_FIXED;
2490                 if (block->fd >= 0) {
2491                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2492                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2493                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2494                                 flags, block->fd, offset);
2495                 } else {
2496                     /*
2497                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2498                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2499                      * we'd need a remap hook here.
2500                      */
2501                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2502
2503                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2504                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2505                                 flags, -1, 0);
2506                 }
2507                 if (area != vaddr) {
2508                     error_report("Could not remap addr: "
2509                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2510                                  length, addr);
2511                     exit(1);
2512                 }
2513                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2514                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2515             }
2516         }
2517     }
2518 }
2519 #endif /* !_WIN32 */
2520
2521 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2522  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2523  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2524  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2525  *
2526  * Called within RCU critical section.
2527  */
2528 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2529 {
2530     RAMBlock *block = ram_block;
2531
2532     if (block == NULL) {
2533         block = qemu_get_ram_block(addr);
2534         addr -= block->offset;
2535     }
2536
2537     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2538         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2539          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2540          * In that case just map until the end of the page.
2541          */
2542         if (block->offset == 0) {
2543             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2544         }
2545
2546         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2547     }
2548     return ramblock_ptr(block, addr);
2549 }
2550
2551 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2552  * but takes a size argument.
2553  *
2554  * Called within RCU critical section.
2555  */
2556 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2557                                  hwaddr *size, bool lock)
2558 {
2559     RAMBlock *block = ram_block;
2560     if (*size == 0) {
2561         return NULL;
2562     }
2563
2564     if (block == NULL) {
2565         block = qemu_get_ram_block(addr);
2566         addr -= block->offset;
2567     }
2568     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2569
2570     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2571         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2572          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2573          * In that case just map the requested area.
2574          */
2575         if (block->offset == 0) {
2576             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2577         }
2578
2579         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2580     }
2581
2582     return ramblock_ptr(block, addr);
2583 }
2584
2585 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2586 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2587 {
2588     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2589     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2590     assert(res < rb->max_length);
2591
2592     return res;
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2597  * in that RAMBlock.
2598  *
2599  * ptr: Host pointer to look up
2600  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2601  * *ram_addr: set to result ram_addr
2602  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2603  *
2604  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2605  *
2606  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2607  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2608  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2609  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2610  * ram_addr_t.
2611  */
2612 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2613                                    ram_addr_t *offset)
2614 {
2615     RAMBlock *block;
2616     uint8_t *host = ptr;
2617
2618     if (xen_enabled()) {
2619         ram_addr_t ram_addr;
2620         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2621         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2622         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2623         if (block) {
2624             *offset = ram_addr - block->offset;
2625         }
2626         return block;
2627     }
2628
2629     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2630     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2631     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2632         goto found;
2633     }
2634
2635     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2636         /* This case append when the block is not mapped. */
2637         if (block->host == NULL) {
2638             continue;
2639         }
2640         if (host - block->host < block->max_length) {
2641             goto found;
2642         }
2643     }
2644
2645     return NULL;
2646
2647 found:
2648     *offset = (host - block->host);
2649     if (round_offset) {
2650         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2651     }
2652     return block;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Finds the named RAMBlock
2657  *
2658  * name: The name of RAMBlock to find
2659  *
2660  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2661  */
2662 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2663 {
2664     RAMBlock *block;
2665
2666     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2667         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2668             return block;
2669         }
2670     }
2671
2672     return NULL;
2673 }
2674
2675 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2676    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2677 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2678 {
2679     RAMBlock *block;
2680     ram_addr_t offset;
2681
2682     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2683     if (!block) {
2684         return RAM_ADDR_INVALID;
2685     }
2686
2687     return block->offset + offset;
2688 }
2689
2690 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2691 void cpu_check_watchpoint(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
2692                           MemTxAttrs attrs, int flags, uintptr_t ra)
2693 {
2694     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2695     CPUWatchpoint *wp;
2696
2697     assert(tcg_enabled());
2698     if (cpu->watchpoint_hit) {
2699         /*
2700          * We re-entered the check after replacing the TB.
2701          * Now raise the debug interrupt so that it will
2702          * trigger after the current instruction.
2703          */
2704         qemu_mutex_lock_iothread();
2705         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2706         qemu_mutex_unlock_iothread();
2707         return;
2708     }
2709
2710     addr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, addr, len);
2711     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2712         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)
2713             && (wp->flags & flags)) {
2714             if (flags == BP_MEM_READ) {
2715                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2716             } else {
2717                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2718             }
2719             wp->hitaddr = MAX(addr, wp->vaddr);
2720             wp->hitattrs = attrs;
2721             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2722                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2723                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2724                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2725                     continue;
2726                 }
2727                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2728
2729                 mmap_lock();
2730                 tb_check_watchpoint(cpu, ra);
2731                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2732                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2733                     mmap_unlock();
2734                     cpu_loop_exit_restore(cpu, ra);
2735                 } else {
2736                     /* Force execution of one insn next time.  */
2737                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2738                     mmap_unlock();
2739                     if (ra) {
2740                         cpu_restore_state(cpu, ra, true);
2741                     }
2742                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2743                 }
2744             }
2745         } else {
2746             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2747         }
2748     }
2749 }
2750
2751 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2752                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len);
2753 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2754                                   const void *buf, hwaddr len);
2755 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2756                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2757
2758 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2759                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2760 {
2761     subpage_t *subpage = opaque;
2762     uint8_t buf[8];
2763     MemTxResult res;
2764
2765 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2766     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2767            subpage, len, addr);
2768 #endif
2769     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2770     if (res) {
2771         return res;
2772     }
2773     *data = ldn_p(buf, len);
2774     return MEMTX_OK;
2775 }
2776
2777 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2778                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2779 {
2780     subpage_t *subpage = opaque;
2781     uint8_t buf[8];
2782
2783 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2784     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2785            " value %"PRIx64"\n",
2786            __func__, subpage, len, addr, value);
2787 #endif
2788     stn_p(buf, len, value);
2789     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2790 }
2791
2792 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2793                             unsigned len, bool is_write,
2794                             MemTxAttrs attrs)
2795 {
2796     subpage_t *subpage = opaque;
2797 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2798     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2799            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2800 #endif
2801
2802     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2803                                  len, is_write, attrs);
2804 }
2805
2806 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2807     .read_with_attrs = subpage_read,
2808     .write_with_attrs = subpage_write,
2809     .impl.min_access_size = 1,
2810     .impl.max_access_size = 8,
2811     .valid.min_access_size = 1,
2812     .valid.max_access_size = 8,
2813     .valid.accepts = subpage_accepts,
2814     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2815 };
2816
2817 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2818                             uint16_t section)
2819 {
2820     int idx, eidx;
2821
2822     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2823         return -1;
2824     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2825     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2826 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2827     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2828            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2829 #endif
2830     for (; idx <= eidx; idx++) {
2831         mmio->sub_section[idx] = section;
2832     }
2833
2834     return 0;
2835 }
2836
2837 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2838 {
2839     subpage_t *mmio;
2840
2841     /* mmio->sub_section is set to PHYS_SECTION_UNASSIGNED with g_malloc0 */
2842     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2843     mmio->fv = fv;
2844     mmio->base = base;
2845     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2846                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2847     mmio->iomem.subpage = true;
2848 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2849     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2850            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2851 #endif
2852
2853     return mmio;
2854 }
2855
2856 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2857 {
2858     assert(fv);
2859     MemoryRegionSection section = {
2860         .fv = fv,
2861         .mr = mr,
2862         .offset_within_address_space = 0,
2863         .offset_within_region = 0,
2864         .size = int128_2_64(),
2865     };
2866
2867     return phys_section_add(map, &section);
2868 }
2869
2870 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
2871                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2872 {
2873     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2874     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2875     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2876     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2877
2878     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
2879 }
2880
2881 static void io_mem_init(void)
2882 {
2883     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2884                           NULL, UINT64_MAX);
2885 }
2886
2887 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2888 {
2889     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2890     uint16_t n;
2891
2892     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2893     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2894
2895     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2896
2897     return d;
2898 }
2899
2900 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2901 {
2902     phys_sections_free(&d->map);
2903     g_free(d);
2904 }
2905
2906 static void do_nothing(CPUState *cpu, run_on_cpu_data d)
2907 {
2908 }
2909
2910 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener)
2911 {
2912     CPUAddressSpace *cpuas;
2913
2914     /* Wait for the CPU to end the current TB.  This avoids the following
2915      * incorrect race:
2916      *
2917      *      vCPU                         migration
2918      *      ----------------------       -------------------------
2919      *      TLB check -> slow path
2920      *        notdirty_mem_write
2921      *          write to RAM
2922      *          mark dirty
2923      *                                   clear dirty flag
2924      *      TLB check -> fast path
2925      *                                   read memory
2926      *        write to RAM
2927      *
2928      * by pushing the migration thread's memory read after the vCPU thread has
2929      * written the memory.
2930      */
2931     if (replay_mode == REPLAY_MODE_NONE) {
2932         /*
2933          * VGA can make calls to this function while updating the screen.
2934          * In record/replay mode this causes a deadlock, because
2935          * run_on_cpu waits for rr mutex. Therefore no races are possible
2936          * in this case and no need for making run_on_cpu when
2937          * record/replay is not enabled.
2938          */
2939         cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2940         run_on_cpu(cpuas->cpu, do_nothing, RUN_ON_CPU_NULL);
2941     }
2942 }
2943
2944 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2945 {
2946     CPUAddressSpace *cpuas;
2947     AddressSpaceDispatch *d;
2948
2949     assert(tcg_enabled());
2950     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2951        reset the modified entries */
2952     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2953     cpu_reloading_memory_map();
2954     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2955      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2956      * may have split the RCU critical section.
2957      */
2958     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2959     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2960     tlb_flush(cpuas->cpu);
2961 }
2962
2963 static void memory_map_init(void)
2964 {
2965     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2966
2967     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2968     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2969
2970     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2971     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2972                           65536);
2973     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2974 }
2975
2976 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2977 {
2978     return system_memory;
2979 }
2980
2981 MemoryRegion *get_system_io(void)
2982 {
2983     return system_io;
2984 }
2985
2986 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2987
2988 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2989 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2990 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2991                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
2992 {
2993     int flags;
2994     target_ulong l, page;
2995     void * p;
2996     uint8_t *buf = ptr;
2997
2998     while (len > 0) {
2999         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3000         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3001         if (l > len)
3002             l = len;
3003         flags = page_get_flags(page);
3004         if (!(flags & PAGE_VALID))
3005             return -1;
3006         if (is_write) {
3007             if (!(flags & PAGE_WRITE))
3008                 return -1;
3009             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3010             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
3011                 return -1;
3012             memcpy(p, buf, l);
3013             unlock_user(p, addr, l);
3014         } else {
3015             if (!(flags & PAGE_READ))
3016                 return -1;
3017             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3018             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
3019                 return -1;
3020             memcpy(buf, p, l);
3021             unlock_user(p, addr, 0);
3022         }
3023         len -= l;
3024         buf += l;
3025         addr += l;
3026     }
3027     return 0;
3028 }
3029
3030 #else
3031
3032 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
3033                                      hwaddr length)
3034 {
3035     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
3036     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
3037
3038     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
3039      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
3040      * xen_modified_memory.
3041      */
3042     if (dirty_log_mask) {
3043         dirty_log_mask =
3044             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
3045     }
3046     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3047         assert(tcg_enabled());
3048         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3049         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3050     }
3051     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3052 }
3053
3054 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
3055 {
3056     /*
3057      * In principle this function would work on other memory region types too,
3058      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
3059      * necessary.  Other memory regions should use the
3060      * address_space_read/write() APIs.
3061      */
3062     assert(memory_region_is_romd(mr));
3063
3064     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
3065 }
3066
3067 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3068 {
3069     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3070
3071     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3072        otherwise specified.  */
3073     if (access_size_max == 0) {
3074         access_size_max = 4;
3075     }
3076
3077     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3078     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3079         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3080         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3081             access_size_max = align_size_max;
3082         }
3083     }
3084
3085     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3086     if (l > access_size_max) {
3087         l = access_size_max;
3088     }
3089     l = pow2floor(l);
3090
3091     return l;
3092 }
3093
3094 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3095 {
3096     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3097     bool release_lock = false;
3098
3099     if (unlocked && mr->global_locking) {
3100         qemu_mutex_lock_iothread();
3101         unlocked = false;
3102         release_lock = true;
3103     }
3104     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3105         if (unlocked) {
3106             qemu_mutex_lock_iothread();
3107         }
3108         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3109         if (unlocked) {
3110             qemu_mutex_unlock_iothread();
3111         }
3112     }
3113
3114     return release_lock;
3115 }
3116
3117 /* Called within RCU critical section.  */
3118 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3119                                            MemTxAttrs attrs,
3120                                            const void *ptr,
3121                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
3122                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3123 {
3124     uint8_t *ram_ptr;
3125     uint64_t val;
3126     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3127     bool release_lock = false;
3128     const uint8_t *buf = ptr;
3129
3130     for (;;) {
3131         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3132             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3133             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3134             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3135                potential bugs */
3136             val = ldn_he_p(buf, l);
3137             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val,
3138                                                    size_memop(l), attrs);
3139         } else {
3140             /* RAM case */
3141             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3142             memcpy(ram_ptr, buf, l);
3143             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3144         }
3145
3146         if (release_lock) {
3147             qemu_mutex_unlock_iothread();
3148             release_lock = false;
3149         }
3150
3151         len -= l;
3152         buf += l;
3153         addr += l;
3154
3155         if (!len) {
3156             break;
3157         }
3158
3159         l = len;
3160         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3161     }
3162
3163     return result;
3164 }
3165
3166 /* Called from RCU critical section.  */
3167 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3168                                   const void *buf, hwaddr len)
3169 {
3170     hwaddr l;
3171     hwaddr addr1;
3172     MemoryRegion *mr;
3173     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3174
3175     l = len;
3176     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3177     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3178                                      addr1, l, mr);
3179
3180     return result;
3181 }
3182
3183 /* Called within RCU critical section.  */
3184 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3185                                    MemTxAttrs attrs, void *ptr,
3186                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3187                                    MemoryRegion *mr)
3188 {
3189     uint8_t *ram_ptr;
3190     uint64_t val;
3191     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3192     bool release_lock = false;
3193     uint8_t *buf = ptr;
3194
3195     for (;;) {
3196         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3197             /* I/O case */
3198             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3199             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3200             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val,
3201                                                   size_memop(l), attrs);
3202             stn_he_p(buf, l, val);
3203         } else {
3204             /* RAM case */
3205             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3206             memcpy(buf, ram_ptr, l);
3207         }
3208
3209         if (release_lock) {
3210             qemu_mutex_unlock_iothread();
3211             release_lock = false;
3212         }
3213
3214         len -= l;
3215         buf += l;
3216         addr += l;
3217
3218         if (!len) {
3219             break;
3220         }
3221
3222         l = len;
3223         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3224     }
3225
3226     return result;
3227 }
3228
3229 /* Called from RCU critical section.  */
3230 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3231                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3232 {
3233     hwaddr l;
3234     hwaddr addr1;
3235     MemoryRegion *mr;
3236
3237     l = len;
3238     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3239     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3240                                   addr1, l, mr);
3241 }
3242
3243 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3244                                     MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3245 {
3246     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3247     FlatView *fv;
3248
3249     if (len > 0) {
3250         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3251         fv = address_space_to_flatview(as);
3252         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3253     }
3254
3255     return result;
3256 }
3257
3258 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3259                                 MemTxAttrs attrs,
3260                                 const void *buf, hwaddr len)
3261 {
3262     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3263     FlatView *fv;
3264
3265     if (len > 0) {
3266         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3267         fv = address_space_to_flatview(as);
3268         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3269     }
3270
3271     return result;
3272 }
3273
3274 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3275                              void *buf, hwaddr len, bool is_write)
3276 {
3277     if (is_write) {
3278         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3279     } else {
3280         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3281     }
3282 }
3283
3284 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, void *buf,
3285                             hwaddr len, bool is_write)
3286 {
3287     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3288                      buf, len, is_write);
3289 }
3290
3291 enum write_rom_type {
3292     WRITE_DATA,
3293     FLUSH_CACHE,
3294 };
3295
3296 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3297                                                            hwaddr addr,
3298                                                            MemTxAttrs attrs,
3299                                                            const void *ptr,
3300                                                            hwaddr len,
3301                                                            enum write_rom_type type)
3302 {
3303     hwaddr l;
3304     uint8_t *ram_ptr;
3305     hwaddr addr1;
3306     MemoryRegion *mr;
3307     const uint8_t *buf = ptr;
3308
3309     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3310     while (len > 0) {
3311         l = len;
3312         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3313
3314         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3315               memory_region_is_romd(mr))) {
3316             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3317         } else {
3318             /* ROM/RAM case */
3319             ram_ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3320             switch (type) {
3321             case WRITE_DATA:
3322                 memcpy(ram_ptr, buf, l);
3323                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3324                 break;
3325             case FLUSH_CACHE:
3326                 flush_icache_range((uintptr_t)ram_ptr, (uintptr_t)ram_ptr + l);
3327                 break;
3328             }
3329         }
3330         len -= l;
3331         buf += l;
3332         addr += l;
3333     }
3334     return MEMTX_OK;
3335 }
3336
3337 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3338 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3339                                     MemTxAttrs attrs,
3340                                     const void *buf, hwaddr len)
3341 {
3342     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
3343                                             buf, len, WRITE_DATA);
3344 }
3345
3346 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
3347 {
3348     /*
3349      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3350      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3351      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3352      * the host's instruction cache at least.
3353      */
3354     if (tcg_enabled()) {
3355         return;
3356     }
3357
3358     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3359                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3360                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3361 }
3362
3363 typedef struct {
3364     MemoryRegion *mr;
3365     void *buffer;
3366     hwaddr addr;
3367     hwaddr len;
3368     bool in_use;
3369 } BounceBuffer;
3370
3371 static BounceBuffer bounce;
3372
3373 typedef struct MapClient {
3374     QEMUBH *bh;
3375     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3376 } MapClient;
3377
3378 QemuMutex map_client_list_lock;
3379 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3380     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3381
3382 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3383 {
3384     QLIST_REMOVE(client, link);
3385     g_free(client);
3386 }
3387
3388 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3389 {
3390     MapClient *client;
3391
3392     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3393         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3394         qemu_bh_schedule(client->bh);
3395         cpu_unregister_map_client_do(client);
3396     }
3397 }
3398
3399 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3400 {
3401     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3402
3403     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3404     client->bh = bh;
3405     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3406     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3407         cpu_notify_map_clients_locked();
3408     }
3409     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3410 }
3411
3412 void cpu_exec_init_all(void)
3413 {
3414     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3415     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3416      * so no more changes can be made after this point.
3417      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3418      * machine setup would care about the target page size, and we could
3419      * do this much later, rather than requiring board models to state
3420      * up front what their requirements are.
3421      */
3422     finalize_target_page_bits();
3423     io_mem_init();
3424     memory_map_init();
3425     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3426 }
3427
3428 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3429 {
3430     MapClient *client;
3431
3432     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3433     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3434         if (client->bh == bh) {
3435             cpu_unregister_map_client_do(client);
3436             break;
3437         }
3438     }
3439     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3440 }
3441
3442 static void cpu_notify_map_clients(void)
3443 {
3444     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3445     cpu_notify_map_clients_locked();
3446     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3447 }
3448
3449 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3450                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3451 {
3452     MemoryRegion *mr;
3453     hwaddr l, xlat;
3454
3455     while (len > 0) {
3456         l = len;
3457         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3458         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3459             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3460             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3461                 return false;
3462             }
3463         }
3464
3465         len -= l;
3466         addr += l;
3467     }
3468     return true;
3469 }
3470
3471 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3472                                 hwaddr len, bool is_write,
3473                                 MemTxAttrs attrs)
3474 {
3475     FlatView *fv;
3476     bool result;
3477
3478     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3479     fv = address_space_to_flatview(as);
3480     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3481     return result;
3482 }
3483
3484 static hwaddr
3485 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3486                             hwaddr target_len,
3487                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3488                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3489 {
3490     hwaddr done = 0;
3491     hwaddr xlat;
3492     MemoryRegion *this_mr;
3493
3494     for (;;) {
3495         target_len -= len;
3496         addr += len;
3497         done += len;
3498         if (target_len == 0) {
3499             return done;
3500         }
3501
3502         len = target_len;
3503         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3504                                      &len, is_write, attrs);
3505         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3506             return done;
3507         }
3508     }
3509 }
3510
3511 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3512  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3513  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3514  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3515  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3516  * likely to succeed.
3517  */
3518 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3519                         hwaddr addr,
3520                         hwaddr *plen,
3521                         bool is_write,
3522                         MemTxAttrs attrs)
3523 {
3524     hwaddr len = *plen;
3525     hwaddr l, xlat;
3526     MemoryRegion *mr;
3527     void *ptr;
3528     FlatView *fv;
3529
3530     if (len == 0) {
3531         return NULL;
3532     }
3533
3534     l = len;
3535     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3536     fv = address_space_to_flatview(as);
3537     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3538
3539     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3540         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3541             return NULL;
3542         }
3543         /* Avoid unbounded allocations */
3544         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3545         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3546         bounce.addr = addr;
3547         bounce.len = l;
3548
3549         memory_region_ref(mr);
3550         bounce.mr = mr;
3551         if (!is_write) {
3552             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3553                                bounce.buffer, l);
3554         }
3555
3556         *plen = l;
3557         return bounce.buffer;
3558     }
3559
3560
3561     memory_region_ref(mr);
3562     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3563                                         l, is_write, attrs);
3564     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3565
3566     return ptr;
3567 }
3568
3569 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3570  * Will also mark the memory as dirty if is_write is true.  access_len gives
3571  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3572  */
3573 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3574                          bool is_write, hwaddr access_len)
3575 {
3576     if (buffer != bounce.buffer) {
3577         MemoryRegion *mr;
3578         ram_addr_t addr1;
3579
3580         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3581         assert(mr != NULL);
3582         if (is_write) {
3583             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3584         }
3585         if (xen_enabled()) {
3586             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3587         }
3588         memory_region_unref(mr);
3589         return;
3590     }
3591     if (is_write) {
3592         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3593                             bounce.buffer, access_len);
3594     }
3595     qemu_vfree(bounce.buffer);
3596     bounce.buffer = NULL;
3597     memory_region_unref(bounce.mr);
3598     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3599     cpu_notify_map_clients();
3600 }
3601
3602 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3603                               hwaddr *plen,
3604                               bool is_write)
3605 {
3606     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3607                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3608 }
3609
3610 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3611                                bool is_write, hwaddr access_len)
3612 {
3613     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3614 }
3615
3616 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3617 #define ARG1                     as
3618 #define SUFFIX
3619 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3620 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3621 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3622 #include "memory_ldst.inc.c"
3623
3624 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3625                                  AddressSpace *as,
3626                                  hwaddr addr,
3627                                  hwaddr len,
3628                                  bool is_write)
3629 {
3630     AddressSpaceDispatch *d;
3631     hwaddr l;
3632     MemoryRegion *mr;
3633
3634     assert(len > 0);
3635
3636     l = len;
3637     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3638     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3639     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3640
3641     mr = cache->mrs.mr;
3642     memory_region_ref(mr);
3643     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3644         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3645          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3646          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3647          */
3648         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3649                                         cache->xlat, l, is_write,
3650                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3651         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3652     } else {
3653         cache->ptr = NULL;
3654     }
3655
3656     cache->len = l;
3657     cache->is_write = is_write;
3658     return l;
3659 }
3660
3661 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3662                                     hwaddr addr,
3663                                     hwaddr access_len)
3664 {
3665     assert(cache->is_write);
3666     if (likely(cache->ptr)) {
3667         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3668     }
3669 }
3670
3671 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3672 {
3673     if (!cache->mrs.mr) {
3674         return;
3675     }
3676
3677     if (xen_enabled()) {
3678         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3679     }
3680     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3681     flatview_unref(cache->fv);
3682     cache->mrs.mr = NULL;
3683     cache->fv = NULL;
3684 }
3685
3686 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3687  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3688  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3689  * address_space_cache_init.
3690  */
3691 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3692     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3693     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3694 {
3695     MemoryRegionSection section;
3696     MemoryRegion *mr;
3697     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3698     AddressSpace *target_as;
3699
3700     assert(!cache->ptr);
3701     *xlat = addr + cache->xlat;
3702
3703     mr = cache->mrs.mr;
3704     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3705     if (!iommu_mr) {
3706         /* MMIO region.  */
3707         return mr;
3708     }
3709
3710     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3711                                             NULL, is_write, true,
3712                                             &target_as, attrs);
3713     return section.mr;
3714 }
3715
3716 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3717  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3718  */
3719 void
3720 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3721                                    void *buf, hwaddr len)
3722 {
3723     hwaddr addr1, l;
3724     MemoryRegion *mr;
3725
3726     l = len;
3727     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3728                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3729     flatview_read_continue(cache->fv,
3730                            addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3731                            addr1, l, mr);
3732 }
3733
3734 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3735  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3736  */
3737 void
3738 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3739                                     const void *buf, hwaddr len)
3740 {
3741     hwaddr addr1, l;
3742     MemoryRegion *mr;
3743
3744     l = len;
3745     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3746                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3747     flatview_write_continue(cache->fv,
3748                             addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3749                             addr1, l, mr);
3750 }
3751
3752 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3753 #define ARG1                     cache
3754 #define SUFFIX                   _cached_slow
3755 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3756 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3757 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3758 #include "memory_ldst.inc.c"
3759
3760 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3761 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3762                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3763 {
3764     hwaddr phys_addr;
3765     target_ulong l, page;
3766     uint8_t *buf = ptr;
3767
3768     cpu_synchronize_state(cpu);
3769     while (len > 0) {
3770         int asidx;
3771         MemTxAttrs attrs;
3772
3773         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3774         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3775         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3776         /* if no physical page mapped, return an error */
3777         if (phys_addr == -1)
3778             return -1;
3779         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3780         if (l > len)
3781             l = len;
3782         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3783         if (is_write) {
3784             address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3785                                     attrs, buf, l);
3786         } else {
3787             address_space_read(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr, attrs, buf,
3788                                l);
3789         }
3790         len -= l;
3791         buf += l;
3792         addr += l;
3793     }
3794     return 0;
3795 }
3796
3797 /*
3798  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3799  * target independent.
3800  */
3801 size_t qemu_target_page_size(void)
3802 {
3803     return TARGET_PAGE_SIZE;
3804 }
3805
3806 int qemu_target_page_bits(void)
3807 {
3808     return TARGET_PAGE_BITS;
3809 }
3810
3811 int qemu_target_page_bits_min(void)
3812 {
3813     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3814 }
3815 #endif
3816
3817 bool target_words_bigendian(void)
3818 {
3819 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3820     return true;
3821 #else
3822     return false;
3823 #endif
3824 }
3825
3826 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3827 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3828 {
3829     MemoryRegion*mr;
3830     hwaddr l = 1;
3831     bool res;
3832
3833     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3834     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3835                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
3836                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3837
3838     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3839     return res;
3840 }
3841
3842 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3843 {
3844     RAMBlock *block;
3845     int ret = 0;
3846
3847     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3848     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3849         ret = func(block, opaque);
3850         if (ret) {
3851             break;
3852         }
3853     }
3854     return ret;
3855 }
3856
3857 /*
3858  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3859  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3860  * the OS provides for postcopy.
3861  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3862  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3863  *
3864  */
3865 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3866 {
3867     int ret = -1;
3868
3869     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3870
3871     if (!QEMU_PTR_IS_ALIGNED(host_startaddr, rb->page_size)) {
3872         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3873                      host_startaddr);
3874         goto err;
3875     }
3876
3877     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3878         bool need_madvise, need_fallocate;
3879         if (!QEMU_IS_ALIGNED(length, rb->page_size)) {
3880             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned length: %zx",
3881                          length);
3882             goto err;
3883         }
3884
3885         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3886
3887         /* The logic here is messy;
3888          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3889          *    fallocate works on hugepages and shmem
3890          */
3891         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3892         need_fallocate = rb->fd != -1;
3893         if (need_fallocate) {
3894             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3895              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3896              * so a userfault will trigger.
3897              */
3898 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3899             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3900                             start, length);
3901             if (ret) {
3902                 ret = -errno;
3903                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3904                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3905                              rb->idstr, start, length, ret);
3906                 goto err;
3907             }
3908 #else
3909             ret = -ENOSYS;
3910             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3911                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3912                          rb->idstr, start, length, ret);
3913             goto err;
3914 #endif
3915         }
3916         if (need_madvise) {
3917             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3918              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3919              * and to fall back on the file contents (which we just
3920              * fallocate'd away).
3921              */
3922 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3923             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3924             if (ret) {
3925                 ret = -errno;
3926                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3927                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3928                              rb->idstr, start, length, ret);
3929                 goto err;
3930             }
3931 #else
3932             ret = -ENOSYS;
3933             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3934                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3935                          rb->idstr, start, length, ret);
3936             goto err;
3937 #endif
3938         }
3939         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3940                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3941     } else {
3942         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3943                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3944                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3945     }
3946
3947 err:
3948     return ret;
3949 }
3950
3951 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
3952 {
3953     return rb->flags & RAM_PMEM;
3954 }
3955
3956 #endif
3957
3958 void page_size_init(void)
3959 {
3960     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
3961        TARGET_PAGE_SIZE */
3962     if (qemu_host_page_size == 0) {
3963         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
3964     }
3965     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
3966         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
3967     }
3968     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
3969 }
3970
3971 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
3972
3973 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
3974 {
3975     if (start == end - 1) {
3976         qemu_printf("\t%3d      ", start);
3977     } else {
3978         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3979     }
3980     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
3981     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3982         qemu_printf(" ptr=NIL");
3983     } else if (!skip) {
3984         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
3985     } else {
3986         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
3987     }
3988     qemu_printf("\n");
3989 }
3990
3991 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
3992                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
3993
3994 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
3995 {
3996     int i;
3997
3998     qemu_printf("  Dispatch\n");
3999     qemu_printf("    Physical sections\n");
4000
4001     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
4002         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
4003         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
4004                                 " [ROM]", " [watch]" };
4005
4006         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
4007                     " %s%s%s%s%s",
4008             i,
4009             s->offset_within_address_space,
4010             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
4011             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
4012             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
4013             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
4014             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
4015             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
4016
4017         if (s->mr->alias) {
4018             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
4019                     s->mr->alias->name : "noname");
4020         }
4021         qemu_printf("\n");
4022     }
4023
4024     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
4025                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
4026     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
4027         int j, jprev;
4028         PhysPageEntry prev;
4029         Node *n = d->map.nodes + i;
4030
4031         qemu_printf("      [%d]\n", i);
4032
4033         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
4034             PhysPageEntry *pe = *n + j;
4035
4036             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
4037                 continue;
4038             }
4039
4040             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4041
4042             jprev = j;
4043             prev = *pe;
4044         }
4045
4046         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
4047             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4048         }
4049     }
4050 }
4051
4052 #endif
This page took 0.236233 seconds and 4 git commands to generate.