]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
tcg: drop global lock during TCG code execution
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include "qemu/osdep.h"
20 #include "qapi/error.h"
21 #ifndef _WIN32
22 #endif
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "tcg.h"
28 #include "hw/qdev-core.h"
29 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
30 #include "hw/boards.h"
31 #include "hw/xen/xen.h"
32 #endif
33 #include "sysemu/kvm.h"
34 #include "sysemu/sysemu.h"
35 #include "qemu/timer.h"
36 #include "qemu/config-file.h"
37 #include "qemu/error-report.h"
38 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
39 #include "qemu.h"
40 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
41 #include "hw/hw.h"
42 #include "exec/memory.h"
43 #include "exec/ioport.h"
44 #include "sysemu/dma.h"
45 #include "exec/address-spaces.h"
46 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
47 #include "trace-root.h"
48 #endif
49 #include "exec/cpu-all.h"
50 #include "qemu/rcu_queue.h"
51 #include "qemu/main-loop.h"
52 #include "translate-all.h"
53 #include "sysemu/replay.h"
54
55 #include "exec/memory-internal.h"
56 #include "exec/ram_addr.h"
57 #include "exec/log.h"
58
59 #include "migration/vmstate.h"
60
61 #include "qemu/range.h"
62 #ifndef _WIN32
63 #include "qemu/mmap-alloc.h"
64 #endif
65
66 //#define DEBUG_SUBPAGE
67
68 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
69 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
70  * are protected by the ramlist lock.
71  */
72 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
73
74 static MemoryRegion *system_memory;
75 static MemoryRegion *system_io;
76
77 AddressSpace address_space_io;
78 AddressSpace address_space_memory;
79
80 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
81 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
82
83 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
84 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
85
86 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
87 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
88
89 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
90  * This used_length size can change across reboots.
91  */
92 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
93
94 #endif
95
96 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
97 int target_page_bits;
98 bool target_page_bits_decided;
99 #endif
100
101 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
102 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
103    cpu_exec() */
104 __thread CPUState *current_cpu;
105 /* 0 = Do not count executed instructions.
106    1 = Precise instruction counting.
107    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
108 int use_icount;
109
110 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
111 {
112     /* The target page size is the lowest common denominator for all
113      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
114      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
115      * a particular size.
116      */
117 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
118     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
119     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
120         if (target_page_bits_decided) {
121             return false;
122         }
123         target_page_bits = bits;
124     }
125 #endif
126     return true;
127 }
128
129 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
130
131 static void finalize_target_page_bits(void)
132 {
133 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
134     if (target_page_bits == 0) {
135         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
136     }
137     target_page_bits_decided = true;
138 #endif
139 }
140
141 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
142
143 struct PhysPageEntry {
144     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
145     uint32_t skip : 6;
146      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
147     uint32_t ptr : 26;
148 };
149
150 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
151
152 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
153 #define ADDR_SPACE_BITS 64
154
155 #define P_L2_BITS 9
156 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
157
158 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
159
160 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
161
162 typedef struct PhysPageMap {
163     struct rcu_head rcu;
164
165     unsigned sections_nb;
166     unsigned sections_nb_alloc;
167     unsigned nodes_nb;
168     unsigned nodes_nb_alloc;
169     Node *nodes;
170     MemoryRegionSection *sections;
171 } PhysPageMap;
172
173 struct AddressSpaceDispatch {
174     struct rcu_head rcu;
175
176     MemoryRegionSection *mru_section;
177     /* This is a multi-level map on the physical address space.
178      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
179      */
180     PhysPageEntry phys_map;
181     PhysPageMap map;
182     AddressSpace *as;
183 };
184
185 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
186 typedef struct subpage_t {
187     MemoryRegion iomem;
188     AddressSpace *as;
189     hwaddr base;
190     uint16_t sub_section[];
191 } subpage_t;
192
193 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
194 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
195 #define PHYS_SECTION_ROM 2
196 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
197
198 static void io_mem_init(void);
199 static void memory_map_init(void);
200 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
201
202 static MemoryRegion io_mem_watch;
203
204 /**
205  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
206  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
207  * @as: the AddressSpace itself
208  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
209  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
210  */
211 struct CPUAddressSpace {
212     CPUState *cpu;
213     AddressSpace *as;
214     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
215     MemoryListener tcg_as_listener;
216 };
217
218 #endif
219
220 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
221
222 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
223 {
224     static unsigned alloc_hint = 16;
225     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
226         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
227         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
228         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
229         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
230     }
231 }
232
233 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
234 {
235     unsigned i;
236     uint32_t ret;
237     PhysPageEntry e;
238     PhysPageEntry *p;
239
240     ret = map->nodes_nb++;
241     p = map->nodes[ret];
242     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
243     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
244
245     e.skip = leaf ? 0 : 1;
246     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
247     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
248         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
249     }
250     return ret;
251 }
252
253 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
254                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
255                                 int level)
256 {
257     PhysPageEntry *p;
258     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
259
260     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
261         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
262     }
263     p = map->nodes[lp->ptr];
264     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
265
266     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
267         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
268             lp->skip = 0;
269             lp->ptr = leaf;
270             *index += step;
271             *nb -= step;
272         } else {
273             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
274         }
275         ++lp;
276     }
277 }
278
279 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
280                           hwaddr index, hwaddr nb,
281                           uint16_t leaf)
282 {
283     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
284     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
285
286     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
287 }
288
289 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
290  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
291  */
292 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
293 {
294     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
295     int valid = 0;
296     PhysPageEntry *p;
297     int i;
298
299     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
300         return;
301     }
302
303     p = nodes[lp->ptr];
304     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
305         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
306             continue;
307         }
308
309         valid_ptr = i;
310         valid++;
311         if (p[i].skip) {
312             phys_page_compact(&p[i], nodes);
313         }
314     }
315
316     /* We can only compress if there's only one child. */
317     if (valid != 1) {
318         return;
319     }
320
321     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
322
323     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
324     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
325         return;
326     }
327
328     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
329     if (!p[valid_ptr].skip) {
330         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
331         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
332          * should never reach here.
333          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
334          * change this rule.
335          */
336         lp->skip = 0;
337     } else {
338         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
339     }
340 }
341
342 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
343 {
344     if (d->phys_map.skip) {
345         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
346     }
347 }
348
349 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
350                                        hwaddr addr)
351 {
352     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
353      * the section must cover the entire address space.
354      */
355     return int128_gethi(section->size) ||
356            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
357                              int128_getlo(section->size), addr);
358 }
359
360 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
361                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
362 {
363     PhysPageEntry *p;
364     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
365     int i;
366
367     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
368         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
369             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
370         }
371         p = nodes[lp.ptr];
372         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
373     }
374
375     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
376         return &sections[lp.ptr];
377     } else {
378         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
379     }
380 }
381
382 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
383 {
384     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
385         && mr != &io_mem_watch;
386 }
387
388 /* Called from RCU critical section */
389 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
390                                                         hwaddr addr,
391                                                         bool resolve_subpage)
392 {
393     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
394     subpage_t *subpage;
395     bool update;
396
397     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
398         section_covers_addr(section, addr)) {
399         update = false;
400     } else {
401         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
402                                  d->map.sections);
403         update = true;
404     }
405     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
406         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
407         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
408     }
409     if (update) {
410         atomic_set(&d->mru_section, section);
411     }
412     return section;
413 }
414
415 /* Called from RCU critical section */
416 static MemoryRegionSection *
417 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
418                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
419 {
420     MemoryRegionSection *section;
421     MemoryRegion *mr;
422     Int128 diff;
423
424     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
425     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
426     addr -= section->offset_within_address_space;
427
428     /* Compute offset within MemoryRegion */
429     *xlat = addr + section->offset_within_region;
430
431     mr = section->mr;
432
433     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
434      * on their address, without considering adjacent registers that could
435      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
436      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
437      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
438      * here.
439      *
440      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
441      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
442      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
443      */
444     if (memory_region_is_ram(mr)) {
445         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
446         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
447     }
448     return section;
449 }
450
451 /* Called from RCU critical section */
452 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
453                                             bool is_write)
454 {
455     IOMMUTLBEntry iotlb = {0};
456     MemoryRegionSection *section;
457     MemoryRegion *mr;
458
459     for (;;) {
460         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
461         section = address_space_lookup_region(d, addr, false);
462         addr = addr - section->offset_within_address_space
463                + section->offset_within_region;
464         mr = section->mr;
465
466         if (!mr->iommu_ops) {
467             break;
468         }
469
470         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
471         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
472             iotlb.target_as = NULL;
473             break;
474         }
475
476         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
477                 | (addr & iotlb.addr_mask));
478         as = iotlb.target_as;
479     }
480
481     return iotlb;
482 }
483
484 /* Called from RCU critical section */
485 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
486                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
487                                       bool is_write)
488 {
489     IOMMUTLBEntry iotlb;
490     MemoryRegionSection *section;
491     MemoryRegion *mr;
492
493     for (;;) {
494         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
495         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, true);
496         mr = section->mr;
497
498         if (!mr->iommu_ops) {
499             break;
500         }
501
502         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
503         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
504                 | (addr & iotlb.addr_mask));
505         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
506         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
507             mr = &io_mem_unassigned;
508             break;
509         }
510
511         as = iotlb.target_as;
512     }
513
514     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
515         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
516         *plen = MIN(page, *plen);
517     }
518
519     *xlat = addr;
520     return mr;
521 }
522
523 /* Called from RCU critical section */
524 MemoryRegionSection *
525 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
526                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
527 {
528     MemoryRegionSection *section;
529     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
530
531     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
532
533     assert(!section->mr->iommu_ops);
534     return section;
535 }
536 #endif
537
538 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
539
540 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
541 {
542     CPUState *cpu = opaque;
543
544     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
545        version_id is increased. */
546     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
547     tlb_flush(cpu);
548
549     return 0;
550 }
551
552 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
553 {
554     CPUState *cpu = opaque;
555
556     cpu->exception_index = -1;
557
558     return 0;
559 }
560
561 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
562 {
563     CPUState *cpu = opaque;
564
565     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
566 }
567
568 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
569     .name = "cpu_common/exception_index",
570     .version_id = 1,
571     .minimum_version_id = 1,
572     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
573     .fields = (VMStateField[]) {
574         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
575         VMSTATE_END_OF_LIST()
576     }
577 };
578
579 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
580 {
581     CPUState *cpu = opaque;
582
583     return cpu->crash_occurred;
584 }
585
586 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
587     .name = "cpu_common/crash_occurred",
588     .version_id = 1,
589     .minimum_version_id = 1,
590     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
591     .fields = (VMStateField[]) {
592         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
593         VMSTATE_END_OF_LIST()
594     }
595 };
596
597 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
598     .name = "cpu_common",
599     .version_id = 1,
600     .minimum_version_id = 1,
601     .pre_load = cpu_common_pre_load,
602     .post_load = cpu_common_post_load,
603     .fields = (VMStateField[]) {
604         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
605         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
606         VMSTATE_END_OF_LIST()
607     },
608     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
609         &vmstate_cpu_common_exception_index,
610         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
611         NULL
612     }
613 };
614
615 #endif
616
617 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
618 {
619     CPUState *cpu;
620
621     CPU_FOREACH(cpu) {
622         if (cpu->cpu_index == index) {
623             return cpu;
624         }
625     }
626
627     return NULL;
628 }
629
630 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
631 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
632 {
633     CPUAddressSpace *newas;
634
635     /* Target code should have set num_ases before calling us */
636     assert(asidx < cpu->num_ases);
637
638     if (asidx == 0) {
639         /* address space 0 gets the convenience alias */
640         cpu->as = as;
641     }
642
643     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
644     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
645
646     if (!cpu->cpu_ases) {
647         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
648     }
649
650     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
651     newas->cpu = cpu;
652     newas->as = as;
653     if (tcg_enabled()) {
654         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
655         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
656     }
657 }
658
659 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
660 {
661     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
662     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
663 }
664 #endif
665
666 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
667 {
668     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
669
670     cpu_list_remove(cpu);
671
672     if (cc->vmsd != NULL) {
673         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
674     }
675     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
676         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
677     }
678 }
679
680 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
681 {
682     cpu->as = NULL;
683     cpu->num_ases = 0;
684
685 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
686     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
687
688     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
689      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
690      * because that file is compiled only once for both user-mode
691      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
692      * the system address space.
693      */
694     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
695                              (Object **)&cpu->memory,
696                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
697                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
698                              &error_abort);
699     cpu->memory = system_memory;
700     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
701 #endif
702 }
703
704 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
705 {
706     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
707
708     cpu_list_add(cpu);
709
710 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
711     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
712         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
713     }
714     if (cc->vmsd != NULL) {
715         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
716     }
717 #endif
718 }
719
720 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
721 {
722     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
723      * even if we don't have proper locking yet.
724      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
725      * specified PC.
726      */
727     tb_flush(cpu);
728 }
729
730 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
731 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
732
733 {
734 }
735
736 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
737                           int flags)
738 {
739     return -ENOSYS;
740 }
741
742 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
743 {
744 }
745
746 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
747                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
748 {
749     return -ENOSYS;
750 }
751 #else
752 /* Add a watchpoint.  */
753 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
754                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
755 {
756     CPUWatchpoint *wp;
757
758     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
759     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
760         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
761                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
762         return -EINVAL;
763     }
764     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
765
766     wp->vaddr = addr;
767     wp->len = len;
768     wp->flags = flags;
769
770     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
771     if (flags & BP_GDB) {
772         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
773     } else {
774         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
775     }
776
777     tlb_flush_page(cpu, addr);
778
779     if (watchpoint)
780         *watchpoint = wp;
781     return 0;
782 }
783
784 /* Remove a specific watchpoint.  */
785 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
786                           int flags)
787 {
788     CPUWatchpoint *wp;
789
790     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
791         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
792                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
793             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
794             return 0;
795         }
796     }
797     return -ENOENT;
798 }
799
800 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
801 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
802 {
803     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
804
805     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
806
807     g_free(watchpoint);
808 }
809
810 /* Remove all matching watchpoints.  */
811 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
812 {
813     CPUWatchpoint *wp, *next;
814
815     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
816         if (wp->flags & mask) {
817             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
818         }
819     }
820 }
821
822 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
823  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
824  * partially or completely with the address range covered by the
825  * access).
826  */
827 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
828                                                   vaddr addr,
829                                                   vaddr len)
830 {
831     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
832      * required to avoid errors in the case where the range ends
833      * exactly at the top of the address space and so addr + len
834      * wraps round to zero.
835      */
836     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
837     vaddr addrend = addr + len - 1;
838
839     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
840 }
841
842 #endif
843
844 /* Add a breakpoint.  */
845 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
846                           CPUBreakpoint **breakpoint)
847 {
848     CPUBreakpoint *bp;
849
850     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
851
852     bp->pc = pc;
853     bp->flags = flags;
854
855     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
856     if (flags & BP_GDB) {
857         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
858     } else {
859         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
860     }
861
862     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
863
864     if (breakpoint) {
865         *breakpoint = bp;
866     }
867     return 0;
868 }
869
870 /* Remove a specific breakpoint.  */
871 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
872 {
873     CPUBreakpoint *bp;
874
875     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
876         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
877             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
878             return 0;
879         }
880     }
881     return -ENOENT;
882 }
883
884 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
885 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
886 {
887     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
888
889     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
890
891     g_free(breakpoint);
892 }
893
894 /* Remove all matching breakpoints. */
895 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
896 {
897     CPUBreakpoint *bp, *next;
898
899     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
900         if (bp->flags & mask) {
901             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
902         }
903     }
904 }
905
906 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
907    CPU loop after each instruction */
908 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
909 {
910     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
911         cpu->singlestep_enabled = enabled;
912         if (kvm_enabled()) {
913             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
914         } else {
915             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
916             /* XXX: only flush what is necessary */
917             tb_flush(cpu);
918         }
919     }
920 }
921
922 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
923 {
924     va_list ap;
925     va_list ap2;
926
927     va_start(ap, fmt);
928     va_copy(ap2, ap);
929     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
930     vfprintf(stderr, fmt, ap);
931     fprintf(stderr, "\n");
932     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
933     if (qemu_log_separate()) {
934         qemu_log_lock();
935         qemu_log("qemu: fatal: ");
936         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
937         qemu_log("\n");
938         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
939         qemu_log_flush();
940         qemu_log_unlock();
941         qemu_log_close();
942     }
943     va_end(ap2);
944     va_end(ap);
945     replay_finish();
946 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
947     {
948         struct sigaction act;
949         sigfillset(&act.sa_mask);
950         act.sa_handler = SIG_DFL;
951         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
952     }
953 #endif
954     abort();
955 }
956
957 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
958 /* Called from RCU critical section */
959 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
960 {
961     RAMBlock *block;
962
963     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
964     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
965         return block;
966     }
967     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
968         if (addr - block->offset < block->max_length) {
969             goto found;
970         }
971     }
972
973     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
974     abort();
975
976 found:
977     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
978      * is what happens:
979      *
980      *     mru_block = xxx
981      *     rcu_read_unlock()
982      *                                        xxx removed from list
983      *                  rcu_read_lock()
984      *                  read mru_block
985      *                                        mru_block = NULL;
986      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
987      *                  rcu_read_unlock()
988      *
989      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
990      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
991      * copy of the pointer.
992      */
993     ram_list.mru_block = block;
994     return block;
995 }
996
997 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
998 {
999     CPUState *cpu;
1000     ram_addr_t start1;
1001     RAMBlock *block;
1002     ram_addr_t end;
1003
1004     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1005     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1006
1007     rcu_read_lock();
1008     block = qemu_get_ram_block(start);
1009     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1010     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1011     CPU_FOREACH(cpu) {
1012         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1013     }
1014     rcu_read_unlock();
1015 }
1016
1017 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1018 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1019                                               ram_addr_t length,
1020                                               unsigned client)
1021 {
1022     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1023     unsigned long end, page;
1024     bool dirty = false;
1025
1026     if (length == 0) {
1027         return false;
1028     }
1029
1030     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1031     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1032
1033     rcu_read_lock();
1034
1035     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1036
1037     while (page < end) {
1038         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1039         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1040         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1041
1042         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1043                                               offset, num);
1044         page += num;
1045     }
1046
1047     rcu_read_unlock();
1048
1049     if (dirty && tcg_enabled()) {
1050         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1051     }
1052
1053     return dirty;
1054 }
1055
1056 /* Called from RCU critical section */
1057 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1058                                        MemoryRegionSection *section,
1059                                        target_ulong vaddr,
1060                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1061                                        int prot,
1062                                        target_ulong *address)
1063 {
1064     hwaddr iotlb;
1065     CPUWatchpoint *wp;
1066
1067     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1068         /* Normal RAM.  */
1069         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1070         if (!section->readonly) {
1071             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1072         } else {
1073             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1074         }
1075     } else {
1076         AddressSpaceDispatch *d;
1077
1078         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1079         iotlb = section - d->map.sections;
1080         iotlb += xlat;
1081     }
1082
1083     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1084        watchpoint trap routines.  */
1085     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1086         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1087             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1088             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1089                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1090                 *address |= TLB_MMIO;
1091                 break;
1092             }
1093         }
1094     }
1095
1096     return iotlb;
1097 }
1098 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1099
1100 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1101
1102 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1103                              uint16_t section);
1104 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1105
1106 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1107                                qemu_anon_ram_alloc;
1108
1109 /*
1110  * Set a custom physical guest memory alloator.
1111  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1112  * get rid of it eventually.
1113  */
1114 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1115 {
1116     phys_mem_alloc = alloc;
1117 }
1118
1119 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1120                                  MemoryRegionSection *section)
1121 {
1122     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1123      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1124      * never overflow into the page-aligned value.
1125      */
1126     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1127
1128     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1129         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1130         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1131                                 map->sections_nb_alloc);
1132     }
1133     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1134     memory_region_ref(section->mr);
1135     return map->sections_nb++;
1136 }
1137
1138 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1139 {
1140     bool have_sub_page = mr->subpage;
1141
1142     memory_region_unref(mr);
1143
1144     if (have_sub_page) {
1145         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1146         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1147         g_free(subpage);
1148     }
1149 }
1150
1151 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1152 {
1153     while (map->sections_nb > 0) {
1154         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1155         phys_section_destroy(section->mr);
1156     }
1157     g_free(map->sections);
1158     g_free(map->nodes);
1159 }
1160
1161 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1162 {
1163     subpage_t *subpage;
1164     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1165         & TARGET_PAGE_MASK;
1166     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1167                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1168     MemoryRegionSection subsection = {
1169         .offset_within_address_space = base,
1170         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1171     };
1172     hwaddr start, end;
1173
1174     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1175
1176     if (!(existing->mr->subpage)) {
1177         subpage = subpage_init(d->as, base);
1178         subsection.address_space = d->as;
1179         subsection.mr = &subpage->iomem;
1180         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1181                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1182     } else {
1183         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1184     }
1185     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1186     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1187     subpage_register(subpage, start, end,
1188                      phys_section_add(&d->map, section));
1189 }
1190
1191
1192 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1193                                MemoryRegionSection *section)
1194 {
1195     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1196     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1197     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1198                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1199
1200     assert(num_pages);
1201     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1202 }
1203
1204 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1205 {
1206     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1207     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1208     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1209     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1210
1211     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1212         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1213                        - now.offset_within_address_space;
1214
1215         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1216         register_subpage(d, &now);
1217     } else {
1218         now.size = int128_zero();
1219     }
1220     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1221         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1222         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1223         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1224         now = remain;
1225         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1226             register_subpage(d, &now);
1227         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1228             now.size = page_size;
1229             register_subpage(d, &now);
1230         } else {
1231             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1232             register_multipage(d, &now);
1233         }
1234     }
1235 }
1236
1237 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1238 {
1239     if (kvm_enabled())
1240         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1241 }
1242
1243 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1244 {
1245     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1246 }
1247
1248 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1249 {
1250     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1251 }
1252
1253 #ifdef __linux__
1254 static int64_t get_file_size(int fd)
1255 {
1256     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1257     if (size < 0) {
1258         return -errno;
1259     }
1260     return size;
1261 }
1262
1263 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1264                             ram_addr_t memory,
1265                             const char *path,
1266                             Error **errp)
1267 {
1268     bool unlink_on_error = false;
1269     char *filename;
1270     char *sanitized_name;
1271     char *c;
1272     void *area = MAP_FAILED;
1273     int fd = -1;
1274     int64_t file_size;
1275
1276     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1277         error_setg(errp,
1278                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1279         return NULL;
1280     }
1281
1282     for (;;) {
1283         fd = open(path, O_RDWR);
1284         if (fd >= 0) {
1285             /* @path names an existing file, use it */
1286             break;
1287         }
1288         if (errno == ENOENT) {
1289             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1290             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1291             if (fd >= 0) {
1292                 unlink_on_error = true;
1293                 break;
1294             }
1295         } else if (errno == EISDIR) {
1296             /* @path names a directory, create a file there */
1297             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1298             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1299             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1300                 if (*c == '/') {
1301                     *c = '_';
1302                 }
1303             }
1304
1305             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1306                                        sanitized_name);
1307             g_free(sanitized_name);
1308
1309             fd = mkstemp(filename);
1310             if (fd >= 0) {
1311                 unlink(filename);
1312                 g_free(filename);
1313                 break;
1314             }
1315             g_free(filename);
1316         }
1317         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1318             error_setg_errno(errp, errno,
1319                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1320                              path);
1321             goto error;
1322         }
1323         /*
1324          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1325          * something else creates the file between our two open().
1326          */
1327     }
1328
1329     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1330     block->mr->align = block->page_size;
1331 #if defined(__s390x__)
1332     if (kvm_enabled()) {
1333         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1334     }
1335 #endif
1336
1337     file_size = get_file_size(fd);
1338
1339     if (memory < block->page_size) {
1340         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1341                    "or larger than page size 0x%zx",
1342                    memory, block->page_size);
1343         goto error;
1344     }
1345
1346     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1347         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1348                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1349                    path, file_size, memory);
1350         goto error;
1351     }
1352
1353     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1354
1355     /*
1356      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1357      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1358      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1359      * mmap will fail.
1360      *
1361      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1362      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1363      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1364      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1365      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1366      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1367      * is disabled as well.
1368      */
1369     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1370         perror("ftruncate");
1371     }
1372
1373     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1374                          block->flags & RAM_SHARED);
1375     if (area == MAP_FAILED) {
1376         error_setg_errno(errp, errno,
1377                          "unable to map backing store for guest RAM");
1378         goto error;
1379     }
1380
1381     if (mem_prealloc) {
1382         os_mem_prealloc(fd, area, memory, errp);
1383         if (errp && *errp) {
1384             goto error;
1385         }
1386     }
1387
1388     block->fd = fd;
1389     return area;
1390
1391 error:
1392     if (area != MAP_FAILED) {
1393         qemu_ram_munmap(area, memory);
1394     }
1395     if (unlink_on_error) {
1396         unlink(path);
1397     }
1398     if (fd != -1) {
1399         close(fd);
1400     }
1401     return NULL;
1402 }
1403 #endif
1404
1405 /* Called with the ramlist lock held.  */
1406 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1407 {
1408     RAMBlock *block, *next_block;
1409     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1410
1411     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1412
1413     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1414         return 0;
1415     }
1416
1417     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1418         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1419
1420         end = block->offset + block->max_length;
1421
1422         QLIST_FOREACH_RCU(next_block, &ram_list.blocks, next) {
1423             if (next_block->offset >= end) {
1424                 next = MIN(next, next_block->offset);
1425             }
1426         }
1427         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1428             offset = end;
1429             mingap = next - end;
1430         }
1431     }
1432
1433     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1434         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1435                 (uint64_t)size);
1436         abort();
1437     }
1438
1439     return offset;
1440 }
1441
1442 ram_addr_t last_ram_offset(void)
1443 {
1444     RAMBlock *block;
1445     ram_addr_t last = 0;
1446
1447     rcu_read_lock();
1448     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1449         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1450     }
1451     rcu_read_unlock();
1452     return last;
1453 }
1454
1455 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1456 {
1457     int ret;
1458
1459     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1460     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1461         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1462         if (ret) {
1463             perror("qemu_madvise");
1464             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1465                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1466         }
1467     }
1468 }
1469
1470 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1471 {
1472     return rb->idstr;
1473 }
1474
1475 /* Called with iothread lock held.  */
1476 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1477 {
1478     RAMBlock *block;
1479
1480     assert(new_block);
1481     assert(!new_block->idstr[0]);
1482
1483     if (dev) {
1484         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1485         if (id) {
1486             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1487             g_free(id);
1488         }
1489     }
1490     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1491
1492     rcu_read_lock();
1493     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1494         if (block != new_block &&
1495             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1496             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1497                     new_block->idstr);
1498             abort();
1499         }
1500     }
1501     rcu_read_unlock();
1502 }
1503
1504 /* Called with iothread lock held.  */
1505 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1506 {
1507     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1508      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1509      * does not work anyway.
1510      */
1511     if (block) {
1512         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1513     }
1514 }
1515
1516 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1517 {
1518     return rb->page_size;
1519 }
1520
1521 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1522 {
1523     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1524         /* disabled by the user */
1525         return 0;
1526     }
1527
1528     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1529 }
1530
1531 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1532  * incoming migration, or right after reset.
1533  *
1534  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1535  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1536  * misuse, if necessary.
1537  */
1538 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1539 {
1540     assert(block);
1541
1542     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1543
1544     if (block->used_length == newsize) {
1545         return 0;
1546     }
1547
1548     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1549         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1550                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1551                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1552                          newsize, block->used_length);
1553         return -EINVAL;
1554     }
1555
1556     if (block->max_length < newsize) {
1557         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1558                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1559                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1560                          newsize, block->max_length);
1561         return -EINVAL;
1562     }
1563
1564     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1565     block->used_length = newsize;
1566     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1567                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1568     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1569     if (block->resized) {
1570         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1571     }
1572     return 0;
1573 }
1574
1575 /* Called with ram_list.mutex held */
1576 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1577                                 ram_addr_t new_ram_size)
1578 {
1579     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1580                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1581     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1582                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1583     int i;
1584
1585     /* Only need to extend if block count increased */
1586     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1587         return;
1588     }
1589
1590     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1591         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1592         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1593         int j;
1594
1595         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1596         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1597                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1598
1599         if (old_num_blocks) {
1600             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1601                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1602         }
1603
1604         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1605             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1606         }
1607
1608         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1609
1610         if (old_blocks) {
1611             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1612         }
1613     }
1614 }
1615
1616 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1617 {
1618     RAMBlock *block;
1619     RAMBlock *last_block = NULL;
1620     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1621     Error *err = NULL;
1622
1623     old_ram_size = last_ram_offset() >> TARGET_PAGE_BITS;
1624
1625     qemu_mutex_lock_ramlist();
1626     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1627
1628     if (!new_block->host) {
1629         if (xen_enabled()) {
1630             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1631                           new_block->mr, &err);
1632             if (err) {
1633                 error_propagate(errp, err);
1634                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1635                 return;
1636             }
1637         } else {
1638             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1639                                              &new_block->mr->align);
1640             if (!new_block->host) {
1641                 error_setg_errno(errp, errno,
1642                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1643                                  memory_region_name(new_block->mr));
1644                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1645                 return;
1646             }
1647             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1648         }
1649     }
1650
1651     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1652               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1653     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1654         migration_bitmap_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1655         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1656     }
1657     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1658      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1659      * tail, so save the last element in last_block.
1660      */
1661     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1662         last_block = block;
1663         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1664             break;
1665         }
1666     }
1667     if (block) {
1668         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1669     } else if (last_block) {
1670         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1671     } else { /* list is empty */
1672         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1673     }
1674     ram_list.mru_block = NULL;
1675
1676     /* Write list before version */
1677     smp_wmb();
1678     ram_list.version++;
1679     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1680
1681     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1682                                         new_block->used_length,
1683                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1684
1685     if (new_block->host) {
1686         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1687         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1688         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1689         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1690         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
1691     }
1692 }
1693
1694 #ifdef __linux__
1695 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1696                                    bool share, const char *mem_path,
1697                                    Error **errp)
1698 {
1699     RAMBlock *new_block;
1700     Error *local_err = NULL;
1701
1702     if (xen_enabled()) {
1703         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1704         return NULL;
1705     }
1706
1707     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1708         /*
1709          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1710          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1711          * a hook there.
1712          */
1713         error_setg(errp,
1714                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1715         return NULL;
1716     }
1717
1718     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1719     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1720     new_block->mr = mr;
1721     new_block->used_length = size;
1722     new_block->max_length = size;
1723     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1724     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1725                                      mem_path, errp);
1726     if (!new_block->host) {
1727         g_free(new_block);
1728         return NULL;
1729     }
1730
1731     ram_block_add(new_block, &local_err);
1732     if (local_err) {
1733         g_free(new_block);
1734         error_propagate(errp, local_err);
1735         return NULL;
1736     }
1737     return new_block;
1738 }
1739 #endif
1740
1741 static
1742 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1743                                   void (*resized)(const char*,
1744                                                   uint64_t length,
1745                                                   void *host),
1746                                   void *host, bool resizeable,
1747                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1748 {
1749     RAMBlock *new_block;
1750     Error *local_err = NULL;
1751
1752     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1753     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1754     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1755     new_block->mr = mr;
1756     new_block->resized = resized;
1757     new_block->used_length = size;
1758     new_block->max_length = max_size;
1759     assert(max_size >= size);
1760     new_block->fd = -1;
1761     new_block->page_size = getpagesize();
1762     new_block->host = host;
1763     if (host) {
1764         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
1765     }
1766     if (resizeable) {
1767         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
1768     }
1769     ram_block_add(new_block, &local_err);
1770     if (local_err) {
1771         g_free(new_block);
1772         error_propagate(errp, local_err);
1773         return NULL;
1774     }
1775     return new_block;
1776 }
1777
1778 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
1779                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
1780 {
1781     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
1782 }
1783
1784 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
1785 {
1786     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
1787 }
1788
1789 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
1790                                      void (*resized)(const char*,
1791                                                      uint64_t length,
1792                                                      void *host),
1793                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
1794 {
1795     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
1796 }
1797
1798 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
1799 {
1800     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1801         ;
1802     } else if (xen_enabled()) {
1803         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
1804 #ifndef _WIN32
1805     } else if (block->fd >= 0) {
1806         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
1807         close(block->fd);
1808 #endif
1809     } else {
1810         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
1811     }
1812     g_free(block);
1813 }
1814
1815 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
1816 {
1817     if (!block) {
1818         return;
1819     }
1820
1821     if (block->host) {
1822         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
1823     }
1824
1825     qemu_mutex_lock_ramlist();
1826     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
1827     ram_list.mru_block = NULL;
1828     /* Write list before version */
1829     smp_wmb();
1830     ram_list.version++;
1831     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
1832     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1833 }
1834
1835 #ifndef _WIN32
1836 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
1837 {
1838     RAMBlock *block;
1839     ram_addr_t offset;
1840     int flags;
1841     void *area, *vaddr;
1842
1843     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1844         offset = addr - block->offset;
1845         if (offset < block->max_length) {
1846             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
1847             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1848                 ;
1849             } else if (xen_enabled()) {
1850                 abort();
1851             } else {
1852                 flags = MAP_FIXED;
1853                 if (block->fd >= 0) {
1854                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
1855                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
1856                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1857                                 flags, block->fd, offset);
1858                 } else {
1859                     /*
1860                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
1861                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
1862                      * we'd need a remap hook here.
1863                      */
1864                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
1865
1866                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
1867                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1868                                 flags, -1, 0);
1869                 }
1870                 if (area != vaddr) {
1871                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
1872                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
1873                             length, addr);
1874                     exit(1);
1875                 }
1876                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
1877                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
1878             }
1879         }
1880     }
1881 }
1882 #endif /* !_WIN32 */
1883
1884 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
1885  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
1886  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
1887  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
1888  *
1889  * Called within RCU critical section.
1890  */
1891 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
1892 {
1893     RAMBlock *block = ram_block;
1894
1895     if (block == NULL) {
1896         block = qemu_get_ram_block(addr);
1897         addr -= block->offset;
1898     }
1899
1900     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1901         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1902          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1903          * In that case just map until the end of the page.
1904          */
1905         if (block->offset == 0) {
1906             return xen_map_cache(addr, 0, 0);
1907         }
1908
1909         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1910     }
1911     return ramblock_ptr(block, addr);
1912 }
1913
1914 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
1915  * but takes a size argument.
1916  *
1917  * Called within RCU critical section.
1918  */
1919 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
1920                                  hwaddr *size)
1921 {
1922     RAMBlock *block = ram_block;
1923     if (*size == 0) {
1924         return NULL;
1925     }
1926
1927     if (block == NULL) {
1928         block = qemu_get_ram_block(addr);
1929         addr -= block->offset;
1930     }
1931     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
1932
1933     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1934         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1935          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1936          * In that case just map the requested area.
1937          */
1938         if (block->offset == 0) {
1939             return xen_map_cache(addr, *size, 1);
1940         }
1941
1942         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1943     }
1944
1945     return ramblock_ptr(block, addr);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
1950  * in that RAMBlock.
1951  *
1952  * ptr: Host pointer to look up
1953  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
1954  * *ram_addr: set to result ram_addr
1955  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
1956  *
1957  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
1958  *
1959  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
1960  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
1961  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
1962  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
1963  * ram_addr_t.
1964  */
1965 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
1966                                    ram_addr_t *offset)
1967 {
1968     RAMBlock *block;
1969     uint8_t *host = ptr;
1970
1971     if (xen_enabled()) {
1972         ram_addr_t ram_addr;
1973         rcu_read_lock();
1974         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
1975         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
1976         if (block) {
1977             *offset = ram_addr - block->offset;
1978         }
1979         rcu_read_unlock();
1980         return block;
1981     }
1982
1983     rcu_read_lock();
1984     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1985     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
1986         goto found;
1987     }
1988
1989     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1990         /* This case append when the block is not mapped. */
1991         if (block->host == NULL) {
1992             continue;
1993         }
1994         if (host - block->host < block->max_length) {
1995             goto found;
1996         }
1997     }
1998
1999     rcu_read_unlock();
2000     return NULL;
2001
2002 found:
2003     *offset = (host - block->host);
2004     if (round_offset) {
2005         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2006     }
2007     rcu_read_unlock();
2008     return block;
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Finds the named RAMBlock
2013  *
2014  * name: The name of RAMBlock to find
2015  *
2016  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2017  */
2018 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2019 {
2020     RAMBlock *block;
2021
2022     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2023         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2024             return block;
2025         }
2026     }
2027
2028     return NULL;
2029 }
2030
2031 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2032    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2033 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2034 {
2035     RAMBlock *block;
2036     ram_addr_t offset;
2037
2038     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2039     if (!block) {
2040         return RAM_ADDR_INVALID;
2041     }
2042
2043     return block->offset + offset;
2044 }
2045
2046 /* Called within RCU critical section.  */
2047 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2048                                uint64_t val, unsigned size)
2049 {
2050     bool locked = false;
2051
2052     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2053         locked = true;
2054         tb_lock();
2055         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2056     }
2057     switch (size) {
2058     case 1:
2059         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2060         break;
2061     case 2:
2062         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2063         break;
2064     case 4:
2065         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2066         break;
2067     default:
2068         abort();
2069     }
2070
2071     if (locked) {
2072         tb_unlock();
2073     }
2074
2075     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2076      * the notdirty callback faster.
2077      */
2078     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2079                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2080     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2081        flushed */
2082     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2083         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2084     }
2085 }
2086
2087 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2088                                  unsigned size, bool is_write)
2089 {
2090     return is_write;
2091 }
2092
2093 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2094     .write = notdirty_mem_write,
2095     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2096     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2097 };
2098
2099 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2100 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2101 {
2102     CPUState *cpu = current_cpu;
2103     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2104     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2105     target_ulong pc, cs_base;
2106     target_ulong vaddr;
2107     CPUWatchpoint *wp;
2108     uint32_t cpu_flags;
2109
2110     if (cpu->watchpoint_hit) {
2111         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2112          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2113          * current instruction. */
2114         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2115         return;
2116     }
2117     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2118     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2119     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2120         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2121             && (wp->flags & flags)) {
2122             if (flags == BP_MEM_READ) {
2123                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2124             } else {
2125                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2126             }
2127             wp->hitaddr = vaddr;
2128             wp->hitattrs = attrs;
2129             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2130                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2131                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2132                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2133                     continue;
2134                 }
2135                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2136
2137                 /* Both tb_lock and iothread_mutex will be reset when
2138                  * cpu_loop_exit or cpu_loop_exit_noexc longjmp
2139                  * back into the cpu_exec main loop.
2140                  */
2141                 tb_lock();
2142                 tb_check_watchpoint(cpu);
2143                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2144                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2145                     cpu_loop_exit(cpu);
2146                 } else {
2147                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2148                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2149                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2150                 }
2151             }
2152         } else {
2153             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2154         }
2155     }
2156 }
2157
2158 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2159    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2160    phys routines.  */
2161 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2162                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2163 {
2164     MemTxResult res;
2165     uint64_t data;
2166     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2167     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2168
2169     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2170     switch (size) {
2171     case 1:
2172         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2173         break;
2174     case 2:
2175         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2176         break;
2177     case 4:
2178         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2179         break;
2180     default: abort();
2181     }
2182     *pdata = data;
2183     return res;
2184 }
2185
2186 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2187                                    uint64_t val, unsigned size,
2188                                    MemTxAttrs attrs)
2189 {
2190     MemTxResult res;
2191     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2192     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2193
2194     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2195     switch (size) {
2196     case 1:
2197         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2198         break;
2199     case 2:
2200         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2201         break;
2202     case 4:
2203         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2204         break;
2205     default: abort();
2206     }
2207     return res;
2208 }
2209
2210 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2211     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2212     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2213     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2214 };
2215
2216 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2217                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2218 {
2219     subpage_t *subpage = opaque;
2220     uint8_t buf[8];
2221     MemTxResult res;
2222
2223 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2224     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2225            subpage, len, addr);
2226 #endif
2227     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2228                              attrs, buf, len);
2229     if (res) {
2230         return res;
2231     }
2232     switch (len) {
2233     case 1:
2234         *data = ldub_p(buf);
2235         return MEMTX_OK;
2236     case 2:
2237         *data = lduw_p(buf);
2238         return MEMTX_OK;
2239     case 4:
2240         *data = ldl_p(buf);
2241         return MEMTX_OK;
2242     case 8:
2243         *data = ldq_p(buf);
2244         return MEMTX_OK;
2245     default:
2246         abort();
2247     }
2248 }
2249
2250 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2251                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2252 {
2253     subpage_t *subpage = opaque;
2254     uint8_t buf[8];
2255
2256 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2257     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2258            " value %"PRIx64"\n",
2259            __func__, subpage, len, addr, value);
2260 #endif
2261     switch (len) {
2262     case 1:
2263         stb_p(buf, value);
2264         break;
2265     case 2:
2266         stw_p(buf, value);
2267         break;
2268     case 4:
2269         stl_p(buf, value);
2270         break;
2271     case 8:
2272         stq_p(buf, value);
2273         break;
2274     default:
2275         abort();
2276     }
2277     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2278                                attrs, buf, len);
2279 }
2280
2281 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2282                             unsigned len, bool is_write)
2283 {
2284     subpage_t *subpage = opaque;
2285 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2286     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2287            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2288 #endif
2289
2290     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2291                                       len, is_write);
2292 }
2293
2294 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2295     .read_with_attrs = subpage_read,
2296     .write_with_attrs = subpage_write,
2297     .impl.min_access_size = 1,
2298     .impl.max_access_size = 8,
2299     .valid.min_access_size = 1,
2300     .valid.max_access_size = 8,
2301     .valid.accepts = subpage_accepts,
2302     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2303 };
2304
2305 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2306                              uint16_t section)
2307 {
2308     int idx, eidx;
2309
2310     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2311         return -1;
2312     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2313     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2314 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2315     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2316            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2317 #endif
2318     for (; idx <= eidx; idx++) {
2319         mmio->sub_section[idx] = section;
2320     }
2321
2322     return 0;
2323 }
2324
2325 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2326 {
2327     subpage_t *mmio;
2328
2329     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2330     mmio->as = as;
2331     mmio->base = base;
2332     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2333                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2334     mmio->iomem.subpage = true;
2335 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2336     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2337            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2338 #endif
2339     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2340
2341     return mmio;
2342 }
2343
2344 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2345                               MemoryRegion *mr)
2346 {
2347     assert(as);
2348     MemoryRegionSection section = {
2349         .address_space = as,
2350         .mr = mr,
2351         .offset_within_address_space = 0,
2352         .offset_within_region = 0,
2353         .size = int128_2_64(),
2354     };
2355
2356     return phys_section_add(map, &section);
2357 }
2358
2359 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2360 {
2361     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2362     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2363     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2364     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2365
2366     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2367 }
2368
2369 static void io_mem_init(void)
2370 {
2371     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2372     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2373                           NULL, UINT64_MAX);
2374
2375     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
2376      * which can be called without the iothread mutex.
2377      */
2378     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2379                           NULL, UINT64_MAX);
2380     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
2381
2382     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2383                           NULL, UINT64_MAX);
2384 }
2385
2386 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2387 {
2388     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2389     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2390     uint16_t n;
2391
2392     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2393     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2394     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2395     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2396     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2397     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2398     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2399     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2400
2401     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2402     d->as = as;
2403     as->next_dispatch = d;
2404 }
2405
2406 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2407 {
2408     phys_sections_free(&d->map);
2409     g_free(d);
2410 }
2411
2412 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2413 {
2414     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2415     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2416     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2417
2418     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2419
2420     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2421     if (cur) {
2422         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2423     }
2424 }
2425
2426 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2427 {
2428     CPUAddressSpace *cpuas;
2429     AddressSpaceDispatch *d;
2430
2431     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2432        reset the modified entries */
2433     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2434     cpu_reloading_memory_map();
2435     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2436      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2437      * may have split the RCU critical section.
2438      */
2439     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2440     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2441     tlb_flush(cpuas->cpu);
2442 }
2443
2444 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2445 {
2446     as->dispatch = NULL;
2447     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2448         .begin = mem_begin,
2449         .commit = mem_commit,
2450         .region_add = mem_add,
2451         .region_nop = mem_add,
2452         .priority = 0,
2453     };
2454     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2455 }
2456
2457 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2458 {
2459     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2460 }
2461
2462 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2463 {
2464     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2465
2466     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2467     if (d) {
2468         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2469     }
2470 }
2471
2472 static void memory_map_init(void)
2473 {
2474     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2475
2476     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2477     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2478
2479     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2480     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2481                           65536);
2482     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2483 }
2484
2485 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2486 {
2487     return system_memory;
2488 }
2489
2490 MemoryRegion *get_system_io(void)
2491 {
2492     return system_io;
2493 }
2494
2495 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2496
2497 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2498 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2499 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2500                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2501 {
2502     int l, flags;
2503     target_ulong page;
2504     void * p;
2505
2506     while (len > 0) {
2507         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2508         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2509         if (l > len)
2510             l = len;
2511         flags = page_get_flags(page);
2512         if (!(flags & PAGE_VALID))
2513             return -1;
2514         if (is_write) {
2515             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2516                 return -1;
2517             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2518             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2519                 return -1;
2520             memcpy(p, buf, l);
2521             unlock_user(p, addr, l);
2522         } else {
2523             if (!(flags & PAGE_READ))
2524                 return -1;
2525             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2526             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2527                 return -1;
2528             memcpy(buf, p, l);
2529             unlock_user(p, addr, 0);
2530         }
2531         len -= l;
2532         buf += l;
2533         addr += l;
2534     }
2535     return 0;
2536 }
2537
2538 #else
2539
2540 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2541                                      hwaddr length)
2542 {
2543     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2544     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2545
2546     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2547      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2548      * xen_modified_memory.
2549      */
2550     if (dirty_log_mask) {
2551         dirty_log_mask =
2552             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2553     }
2554     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2555         tb_lock();
2556         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2557         tb_unlock();
2558         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2559     }
2560     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2561 }
2562
2563 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2564 {
2565     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2566
2567     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2568        otherwise specified.  */
2569     if (access_size_max == 0) {
2570         access_size_max = 4;
2571     }
2572
2573     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2574     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2575         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2576         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2577             access_size_max = align_size_max;
2578         }
2579     }
2580
2581     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2582     if (l > access_size_max) {
2583         l = access_size_max;
2584     }
2585     l = pow2floor(l);
2586
2587     return l;
2588 }
2589
2590 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2591 {
2592     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2593     bool release_lock = false;
2594
2595     if (unlocked && mr->global_locking) {
2596         qemu_mutex_lock_iothread();
2597         unlocked = false;
2598         release_lock = true;
2599     }
2600     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2601         if (unlocked) {
2602             qemu_mutex_lock_iothread();
2603         }
2604         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2605         if (unlocked) {
2606             qemu_mutex_unlock_iothread();
2607         }
2608     }
2609
2610     return release_lock;
2611 }
2612
2613 /* Called within RCU critical section.  */
2614 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2615                                                 MemTxAttrs attrs,
2616                                                 const uint8_t *buf,
2617                                                 int len, hwaddr addr1,
2618                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2619 {
2620     uint8_t *ptr;
2621     uint64_t val;
2622     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2623     bool release_lock = false;
2624
2625     for (;;) {
2626         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2627             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2628             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2629             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2630                potential bugs */
2631             switch (l) {
2632             case 8:
2633                 /* 64 bit write access */
2634                 val = ldq_p(buf);
2635                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2636                                                        attrs);
2637                 break;
2638             case 4:
2639                 /* 32 bit write access */
2640                 val = (uint32_t)ldl_p(buf);
2641                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2642                                                        attrs);
2643                 break;
2644             case 2:
2645                 /* 16 bit write access */
2646                 val = lduw_p(buf);
2647                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2648                                                        attrs);
2649                 break;
2650             case 1:
2651                 /* 8 bit write access */
2652                 val = ldub_p(buf);
2653                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2654                                                        attrs);
2655                 break;
2656             default:
2657                 abort();
2658             }
2659         } else {
2660             /* RAM case */
2661             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2662             memcpy(ptr, buf, l);
2663             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2664         }
2665
2666         if (release_lock) {
2667             qemu_mutex_unlock_iothread();
2668             release_lock = false;
2669         }
2670
2671         len -= l;
2672         buf += l;
2673         addr += l;
2674
2675         if (!len) {
2676             break;
2677         }
2678
2679         l = len;
2680         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2681     }
2682
2683     return result;
2684 }
2685
2686 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2687                                 const uint8_t *buf, int len)
2688 {
2689     hwaddr l;
2690     hwaddr addr1;
2691     MemoryRegion *mr;
2692     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2693
2694     if (len > 0) {
2695         rcu_read_lock();
2696         l = len;
2697         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2698         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2699                                               addr1, l, mr);
2700         rcu_read_unlock();
2701     }
2702
2703     return result;
2704 }
2705
2706 /* Called within RCU critical section.  */
2707 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2708                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2709                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2710                                         MemoryRegion *mr)
2711 {
2712     uint8_t *ptr;
2713     uint64_t val;
2714     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2715     bool release_lock = false;
2716
2717     for (;;) {
2718         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2719             /* I/O case */
2720             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2721             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2722             switch (l) {
2723             case 8:
2724                 /* 64 bit read access */
2725                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2726                                                       attrs);
2727                 stq_p(buf, val);
2728                 break;
2729             case 4:
2730                 /* 32 bit read access */
2731                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2732                                                       attrs);
2733                 stl_p(buf, val);
2734                 break;
2735             case 2:
2736                 /* 16 bit read access */
2737                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2738                                                       attrs);
2739                 stw_p(buf, val);
2740                 break;
2741             case 1:
2742                 /* 8 bit read access */
2743                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2744                                                       attrs);
2745                 stb_p(buf, val);
2746                 break;
2747             default:
2748                 abort();
2749             }
2750         } else {
2751             /* RAM case */
2752             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2753             memcpy(buf, ptr, l);
2754         }
2755
2756         if (release_lock) {
2757             qemu_mutex_unlock_iothread();
2758             release_lock = false;
2759         }
2760
2761         len -= l;
2762         buf += l;
2763         addr += l;
2764
2765         if (!len) {
2766             break;
2767         }
2768
2769         l = len;
2770         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2771     }
2772
2773     return result;
2774 }
2775
2776 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2777                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
2778 {
2779     hwaddr l;
2780     hwaddr addr1;
2781     MemoryRegion *mr;
2782     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2783
2784     if (len > 0) {
2785         rcu_read_lock();
2786         l = len;
2787         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2788         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2789                                              addr1, l, mr);
2790         rcu_read_unlock();
2791     }
2792
2793     return result;
2794 }
2795
2796 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2797                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
2798 {
2799     if (is_write) {
2800         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2801     } else {
2802         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2803     }
2804 }
2805
2806 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
2807                             int len, int is_write)
2808 {
2809     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2810                      buf, len, is_write);
2811 }
2812
2813 enum write_rom_type {
2814     WRITE_DATA,
2815     FLUSH_CACHE,
2816 };
2817
2818 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
2819     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
2820 {
2821     hwaddr l;
2822     uint8_t *ptr;
2823     hwaddr addr1;
2824     MemoryRegion *mr;
2825
2826     rcu_read_lock();
2827     while (len > 0) {
2828         l = len;
2829         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2830
2831         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
2832               memory_region_is_romd(mr))) {
2833             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2834         } else {
2835             /* ROM/RAM case */
2836             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2837             switch (type) {
2838             case WRITE_DATA:
2839                 memcpy(ptr, buf, l);
2840                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2841                 break;
2842             case FLUSH_CACHE:
2843                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
2844                 break;
2845             }
2846         }
2847         len -= l;
2848         buf += l;
2849         addr += l;
2850     }
2851     rcu_read_unlock();
2852 }
2853
2854 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
2855 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2856                                    const uint8_t *buf, int len)
2857 {
2858     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
2859 }
2860
2861 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
2862 {
2863     /*
2864      * This function should do the same thing as an icache flush that was
2865      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
2866      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
2867      * the host's instruction cache at least.
2868      */
2869     if (tcg_enabled()) {
2870         return;
2871     }
2872
2873     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
2874                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
2875 }
2876
2877 typedef struct {
2878     MemoryRegion *mr;
2879     void *buffer;
2880     hwaddr addr;
2881     hwaddr len;
2882     bool in_use;
2883 } BounceBuffer;
2884
2885 static BounceBuffer bounce;
2886
2887 typedef struct MapClient {
2888     QEMUBH *bh;
2889     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
2890 } MapClient;
2891
2892 QemuMutex map_client_list_lock;
2893 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
2894     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
2895
2896 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
2897 {
2898     QLIST_REMOVE(client, link);
2899     g_free(client);
2900 }
2901
2902 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
2903 {
2904     MapClient *client;
2905
2906     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
2907         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
2908         qemu_bh_schedule(client->bh);
2909         cpu_unregister_map_client_do(client);
2910     }
2911 }
2912
2913 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
2914 {
2915     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
2916
2917     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2918     client->bh = bh;
2919     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
2920     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
2921         cpu_notify_map_clients_locked();
2922     }
2923     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2924 }
2925
2926 void cpu_exec_init_all(void)
2927 {
2928     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
2929     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
2930      * so no more changes can be made after this point.
2931      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
2932      * machine setup would care about the target page size, and we could
2933      * do this much later, rather than requiring board models to state
2934      * up front what their requirements are.
2935      */
2936     finalize_target_page_bits();
2937     io_mem_init();
2938     memory_map_init();
2939     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
2940 }
2941
2942 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
2943 {
2944     MapClient *client;
2945
2946     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2947     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
2948         if (client->bh == bh) {
2949             cpu_unregister_map_client_do(client);
2950             break;
2951         }
2952     }
2953     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2954 }
2955
2956 static void cpu_notify_map_clients(void)
2957 {
2958     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2959     cpu_notify_map_clients_locked();
2960     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2961 }
2962
2963 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
2964 {
2965     MemoryRegion *mr;
2966     hwaddr l, xlat;
2967
2968     rcu_read_lock();
2969     while (len > 0) {
2970         l = len;
2971         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
2972         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
2973             l = memory_access_size(mr, l, addr);
2974             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
2975                 rcu_read_unlock();
2976                 return false;
2977             }
2978         }
2979
2980         len -= l;
2981         addr += l;
2982     }
2983     rcu_read_unlock();
2984     return true;
2985 }
2986
2987 static hwaddr
2988 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
2989                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
2990                                  bool is_write)
2991 {
2992     hwaddr done = 0;
2993     hwaddr xlat;
2994     MemoryRegion *this_mr;
2995
2996     for (;;) {
2997         target_len -= len;
2998         addr += len;
2999         done += len;
3000         if (target_len == 0) {
3001             return done;
3002         }
3003
3004         len = target_len;
3005         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
3006         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3007             return done;
3008         }
3009     }
3010 }
3011
3012 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3013  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3014  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3015  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3016  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3017  * likely to succeed.
3018  */
3019 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3020                         hwaddr addr,
3021                         hwaddr *plen,
3022                         bool is_write)
3023 {
3024     hwaddr len = *plen;
3025     hwaddr l, xlat;
3026     MemoryRegion *mr;
3027     void *ptr;
3028
3029     if (len == 0) {
3030         return NULL;
3031     }
3032
3033     l = len;
3034     rcu_read_lock();
3035     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3036
3037     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3038         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3039             rcu_read_unlock();
3040             return NULL;
3041         }
3042         /* Avoid unbounded allocations */
3043         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3044         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3045         bounce.addr = addr;
3046         bounce.len = l;
3047
3048         memory_region_ref(mr);
3049         bounce.mr = mr;
3050         if (!is_write) {
3051             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3052                                bounce.buffer, l);
3053         }
3054
3055         rcu_read_unlock();
3056         *plen = l;
3057         return bounce.buffer;
3058     }
3059
3060
3061     memory_region_ref(mr);
3062     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3063     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3064     rcu_read_unlock();
3065
3066     return ptr;
3067 }
3068
3069 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3070  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3071  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3072  */
3073 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3074                          int is_write, hwaddr access_len)
3075 {
3076     if (buffer != bounce.buffer) {
3077         MemoryRegion *mr;
3078         ram_addr_t addr1;
3079
3080         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3081         assert(mr != NULL);
3082         if (is_write) {
3083             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3084         }
3085         if (xen_enabled()) {
3086             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3087         }
3088         memory_region_unref(mr);
3089         return;
3090     }
3091     if (is_write) {
3092         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3093                             bounce.buffer, access_len);
3094     }
3095     qemu_vfree(bounce.buffer);
3096     bounce.buffer = NULL;
3097     memory_region_unref(bounce.mr);
3098     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3099     cpu_notify_map_clients();
3100 }
3101
3102 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3103                               hwaddr *plen,
3104                               int is_write)
3105 {
3106     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3107 }
3108
3109 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3110                                int is_write, hwaddr access_len)
3111 {
3112     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3113 }
3114
3115 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3116 #define ARG1                     as
3117 #define SUFFIX
3118 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3119 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3120 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3121 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3122 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3123 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3124 #include "memory_ldst.inc.c"
3125
3126 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3127                                  AddressSpace *as,
3128                                  hwaddr addr,
3129                                  hwaddr len,
3130                                  bool is_write)
3131 {
3132     hwaddr l, xlat;
3133     MemoryRegion *mr;
3134     void *ptr;
3135
3136     assert(len > 0);
3137
3138     l = len;
3139     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3140     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3141         return -EINVAL;
3142     }
3143
3144     l = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3145     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, &l);
3146
3147     cache->xlat = xlat;
3148     cache->is_write = is_write;
3149     cache->mr = mr;
3150     cache->ptr = ptr;
3151     cache->len = l;
3152     memory_region_ref(cache->mr);
3153
3154     return l;
3155 }
3156
3157 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3158                                     hwaddr addr,
3159                                     hwaddr access_len)
3160 {
3161     assert(cache->is_write);
3162     invalidate_and_set_dirty(cache->mr, addr + cache->xlat, access_len);
3163 }
3164
3165 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3166 {
3167     if (!cache->mr) {
3168         return;
3169     }
3170
3171     if (xen_enabled()) {
3172         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3173     }
3174     memory_region_unref(cache->mr);
3175     cache->mr = NULL;
3176 }
3177
3178 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3179  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3180  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3181  * address_space_cache_init.
3182  */
3183 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3184     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3185     hwaddr *plen, bool is_write)
3186 {
3187     assert(addr < cache->len && *plen <= cache->len - addr);
3188     *xlat = addr + cache->xlat;
3189     return cache->mr;
3190 }
3191
3192 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3193 #define ARG1                     cache
3194 #define SUFFIX                   _cached
3195 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3196 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3197 #define MAP_RAM(mr, ofs)         (cache->ptr + (ofs - cache->xlat))
3198 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) ((void)0)
3199 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3200 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3201 #include "memory_ldst.inc.c"
3202
3203 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3204 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3205                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3206 {
3207     int l;
3208     hwaddr phys_addr;
3209     target_ulong page;
3210
3211     while (len > 0) {
3212         int asidx;
3213         MemTxAttrs attrs;
3214
3215         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3216         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3217         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3218         /* if no physical page mapped, return an error */
3219         if (phys_addr == -1)
3220             return -1;
3221         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3222         if (l > len)
3223             l = len;
3224         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3225         if (is_write) {
3226             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3227                                           phys_addr, buf, l);
3228         } else {
3229             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3230                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3231                              buf, l, 0);
3232         }
3233         len -= l;
3234         buf += l;
3235         addr += l;
3236     }
3237     return 0;
3238 }
3239
3240 /*
3241  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3242  * target independent.
3243  */
3244 size_t qemu_target_page_bits(void)
3245 {
3246     return TARGET_PAGE_BITS;
3247 }
3248
3249 #endif
3250
3251 /*
3252  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3253  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3254  */
3255 bool target_words_bigendian(void);
3256 bool target_words_bigendian(void)
3257 {
3258 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3259     return true;
3260 #else
3261     return false;
3262 #endif
3263 }
3264
3265 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3266 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3267 {
3268     MemoryRegion*mr;
3269     hwaddr l = 1;
3270     bool res;
3271
3272     rcu_read_lock();
3273     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3274                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3275
3276     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3277     rcu_read_unlock();
3278     return res;
3279 }
3280
3281 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3282 {
3283     RAMBlock *block;
3284     int ret = 0;
3285
3286     rcu_read_lock();
3287     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
3288         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3289                    block->used_length, opaque);
3290         if (ret) {
3291             break;
3292         }
3293     }
3294     rcu_read_unlock();
3295     return ret;
3296 }
3297 #endif
This page took 0.199359 seconds and 4 git commands to generate.