]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
gdbstub: extend GByteArray to read register helpers
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "qemu-common.h"
22 #include "qapi/error.h"
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "exec/target_page.h"
28 #include "tcg/tcg.h"
29 #include "hw/qdev-core.h"
30 #include "hw/qdev-properties.h"
31 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
32 #include "hw/boards.h"
33 #include "hw/xen/xen.h"
34 #endif
35 #include "sysemu/kvm.h"
36 #include "sysemu/sysemu.h"
37 #include "sysemu/tcg.h"
38 #include "sysemu/qtest.h"
39 #include "qemu/timer.h"
40 #include "qemu/config-file.h"
41 #include "qemu/error-report.h"
42 #include "qemu/qemu-print.h"
43 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
44 #include "qemu.h"
45 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
46 #include "exec/memory.h"
47 #include "exec/ioport.h"
48 #include "sysemu/dma.h"
49 #include "sysemu/hostmem.h"
50 #include "sysemu/hw_accel.h"
51 #include "exec/address-spaces.h"
52 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
53 #include "trace-root.h"
54
55 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
56 #include <linux/falloc.h>
57 #endif
58
59 #endif
60 #include "qemu/rcu_queue.h"
61 #include "qemu/main-loop.h"
62 #include "translate-all.h"
63 #include "sysemu/replay.h"
64
65 #include "exec/memory-internal.h"
66 #include "exec/ram_addr.h"
67 #include "exec/log.h"
68
69 #include "qemu/pmem.h"
70
71 #include "migration/vmstate.h"
72
73 #include "qemu/range.h"
74 #ifndef _WIN32
75 #include "qemu/mmap-alloc.h"
76 #endif
77
78 #include "monitor/monitor.h"
79
80 //#define DEBUG_SUBPAGE
81
82 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
83 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
84  * are protected by the ramlist lock.
85  */
86 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
87
88 static MemoryRegion *system_memory;
89 static MemoryRegion *system_io;
90
91 AddressSpace address_space_io;
92 AddressSpace address_space_memory;
93
94 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
95 #endif
96
97 CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
98
99 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
100    cpu_exec() */
101 __thread CPUState *current_cpu;
102
103 uintptr_t qemu_host_page_size;
104 intptr_t qemu_host_page_mask;
105
106 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
107 /* 0 = Do not count executed instructions.
108    1 = Precise instruction counting.
109    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
110 int use_icount;
111
112 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
113
114 struct PhysPageEntry {
115     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
116     uint32_t skip : 6;
117      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
118     uint32_t ptr : 26;
119 };
120
121 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
122
123 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
124 #define ADDR_SPACE_BITS 64
125
126 #define P_L2_BITS 9
127 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
128
129 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
130
131 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
132
133 typedef struct PhysPageMap {
134     struct rcu_head rcu;
135
136     unsigned sections_nb;
137     unsigned sections_nb_alloc;
138     unsigned nodes_nb;
139     unsigned nodes_nb_alloc;
140     Node *nodes;
141     MemoryRegionSection *sections;
142 } PhysPageMap;
143
144 struct AddressSpaceDispatch {
145     MemoryRegionSection *mru_section;
146     /* This is a multi-level map on the physical address space.
147      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
148      */
149     PhysPageEntry phys_map;
150     PhysPageMap map;
151 };
152
153 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
154 typedef struct subpage_t {
155     MemoryRegion iomem;
156     FlatView *fv;
157     hwaddr base;
158     uint16_t sub_section[];
159 } subpage_t;
160
161 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
162
163 static void io_mem_init(void);
164 static void memory_map_init(void);
165 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener);
166 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
167
168 /**
169  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
170  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
171  * @as: the AddressSpace itself
172  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
173  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
174  */
175 struct CPUAddressSpace {
176     CPUState *cpu;
177     AddressSpace *as;
178     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
179     MemoryListener tcg_as_listener;
180 };
181
182 struct DirtyBitmapSnapshot {
183     ram_addr_t start;
184     ram_addr_t end;
185     unsigned long dirty[];
186 };
187
188 #endif
189
190 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
191
192 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
193 {
194     static unsigned alloc_hint = 16;
195     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
196         map->nodes_nb_alloc = MAX(alloc_hint, map->nodes_nb + nodes);
197         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
198         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
199     }
200 }
201
202 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
203 {
204     unsigned i;
205     uint32_t ret;
206     PhysPageEntry e;
207     PhysPageEntry *p;
208
209     ret = map->nodes_nb++;
210     p = map->nodes[ret];
211     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
212     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
213
214     e.skip = leaf ? 0 : 1;
215     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
216     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
217         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
218     }
219     return ret;
220 }
221
222 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
223                                 hwaddr *index, uint64_t *nb, uint16_t leaf,
224                                 int level)
225 {
226     PhysPageEntry *p;
227     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
228
229     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
230         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
231     }
232     p = map->nodes[lp->ptr];
233     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
234
235     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
236         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
237             lp->skip = 0;
238             lp->ptr = leaf;
239             *index += step;
240             *nb -= step;
241         } else {
242             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
243         }
244         ++lp;
245     }
246 }
247
248 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
249                           hwaddr index, uint64_t nb,
250                           uint16_t leaf)
251 {
252     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
253     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
254
255     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
256 }
257
258 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
259  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
260  */
261 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
262 {
263     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
264     int valid = 0;
265     PhysPageEntry *p;
266     int i;
267
268     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
269         return;
270     }
271
272     p = nodes[lp->ptr];
273     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
274         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
275             continue;
276         }
277
278         valid_ptr = i;
279         valid++;
280         if (p[i].skip) {
281             phys_page_compact(&p[i], nodes);
282         }
283     }
284
285     /* We can only compress if there's only one child. */
286     if (valid != 1) {
287         return;
288     }
289
290     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
291
292     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
293     if (P_L2_LEVELS >= (1 << 6) &&
294         lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 6)) {
295         return;
296     }
297
298     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
299     if (!p[valid_ptr].skip) {
300         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
301         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
302          * should never reach here.
303          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
304          * change this rule.
305          */
306         lp->skip = 0;
307     } else {
308         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
309     }
310 }
311
312 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
313 {
314     if (d->phys_map.skip) {
315         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
316     }
317 }
318
319 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
320                                        hwaddr addr)
321 {
322     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
323      * the section must cover the entire address space.
324      */
325     return int128_gethi(section->size) ||
326            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
327                              int128_getlo(section->size), addr);
328 }
329
330 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
331 {
332     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
333     Node *nodes = d->map.nodes;
334     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
335     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
336     int i;
337
338     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
339         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
340             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
341         }
342         p = nodes[lp.ptr];
343         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
344     }
345
346     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
347         return &sections[lp.ptr];
348     } else {
349         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
350     }
351 }
352
353 /* Called from RCU critical section */
354 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
355                                                         hwaddr addr,
356                                                         bool resolve_subpage)
357 {
358     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
359     subpage_t *subpage;
360
361     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
362         !section_covers_addr(section, addr)) {
363         section = phys_page_find(d, addr);
364         atomic_set(&d->mru_section, section);
365     }
366     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
367         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
368         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
369     }
370     return section;
371 }
372
373 /* Called from RCU critical section */
374 static MemoryRegionSection *
375 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
376                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
377 {
378     MemoryRegionSection *section;
379     MemoryRegion *mr;
380     Int128 diff;
381
382     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
383     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
384     addr -= section->offset_within_address_space;
385
386     /* Compute offset within MemoryRegion */
387     *xlat = addr + section->offset_within_region;
388
389     mr = section->mr;
390
391     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
392      * on their address, without considering adjacent registers that could
393      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
394      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
395      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
396      * here.
397      *
398      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
399      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
400      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
401      */
402     if (memory_region_is_ram(mr)) {
403         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
404         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
405     }
406     return section;
407 }
408
409 /**
410  * address_space_translate_iommu - translate an address through an IOMMU
411  * memory region and then through the target address space.
412  *
413  * @iommu_mr: the IOMMU memory region that we start the translation from
414  * @addr: the address to be translated through the MMU
415  * @xlat: the translated address offset within the destination memory region.
416  *        It cannot be %NULL.
417  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
418  *            cannot be %NULL.
419  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
420  *            should only be meaningful for IOMMU translated
421  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
422  *            would tell. It can be %NULL if we don't care about it.
423  * @is_write: whether the translation operation is for write
424  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
425  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
426  * @attrs: transaction attributes
427  *
428  * This function is called from RCU critical section.  It is the common
429  * part of flatview_do_translate and address_space_translate_cached.
430  */
431 static MemoryRegionSection address_space_translate_iommu(IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
432                                                          hwaddr *xlat,
433                                                          hwaddr *plen_out,
434                                                          hwaddr *page_mask_out,
435                                                          bool is_write,
436                                                          bool is_mmio,
437                                                          AddressSpace **target_as,
438                                                          MemTxAttrs attrs)
439 {
440     MemoryRegionSection *section;
441     hwaddr page_mask = (hwaddr)-1;
442
443     do {
444         hwaddr addr = *xlat;
445         IOMMUMemoryRegionClass *imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
446         int iommu_idx = 0;
447         IOMMUTLBEntry iotlb;
448
449         if (imrc->attrs_to_index) {
450             iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
451         }
452
453         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
454                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO, iommu_idx);
455
456         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
457             goto unassigned;
458         }
459
460         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
461                 | (addr & iotlb.addr_mask));
462         page_mask &= iotlb.addr_mask;
463         *plen_out = MIN(*plen_out, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
464         *target_as = iotlb.target_as;
465
466         section = address_space_translate_internal(
467                 address_space_to_dispatch(iotlb.target_as), addr, xlat,
468                 plen_out, is_mmio);
469
470         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
471     } while (unlikely(iommu_mr));
472
473     if (page_mask_out) {
474         *page_mask_out = page_mask;
475     }
476     return *section;
477
478 unassigned:
479     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
480 }
481
482 /**
483  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
484  *
485  * @fv: the flat view that we want to translate on
486  * @addr: the address to be translated in above address space
487  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
488  *        cannot be @NULL.
489  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
490  *            can be @NULL when we don't care about it.
491  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
492  *            should only be meaningful for IOMMU translated
493  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
494  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
495  * @is_write: whether the translation operation is for write
496  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
497  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
498  * @attrs: memory transaction attributes
499  *
500  * This function is called from RCU critical section
501  */
502 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
503                                                  hwaddr addr,
504                                                  hwaddr *xlat,
505                                                  hwaddr *plen_out,
506                                                  hwaddr *page_mask_out,
507                                                  bool is_write,
508                                                  bool is_mmio,
509                                                  AddressSpace **target_as,
510                                                  MemTxAttrs attrs)
511 {
512     MemoryRegionSection *section;
513     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
514     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
515
516     if (!plen_out) {
517         plen_out = &plen;
518     }
519
520     section = address_space_translate_internal(
521             flatview_to_dispatch(fv), addr, xlat,
522             plen_out, is_mmio);
523
524     iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
525     if (unlikely(iommu_mr)) {
526         return address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat,
527                                              plen_out, page_mask_out,
528                                              is_write, is_mmio,
529                                              target_as, attrs);
530     }
531     if (page_mask_out) {
532         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
533         *page_mask_out = ~TARGET_PAGE_MASK;
534     }
535
536     return *section;
537 }
538
539 /* Called from RCU critical section */
540 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
541                                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
542 {
543     MemoryRegionSection section;
544     hwaddr xlat, page_mask;
545
546     /*
547      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
548      * but page mask.
549      */
550     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
551                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as,
552                                     attrs);
553
554     /* Illegal translation */
555     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
556         goto iotlb_fail;
557     }
558
559     /* Convert memory region offset into address space offset */
560     xlat += section.offset_within_address_space -
561         section.offset_within_region;
562
563     return (IOMMUTLBEntry) {
564         .target_as = as,
565         .iova = addr & ~page_mask,
566         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
567         .addr_mask = page_mask,
568         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
569         .perm = IOMMU_RW,
570     };
571
572 iotlb_fail:
573     return (IOMMUTLBEntry) {0};
574 }
575
576 /* Called from RCU critical section */
577 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
578                                  hwaddr *plen, bool is_write,
579                                  MemTxAttrs attrs)
580 {
581     MemoryRegion *mr;
582     MemoryRegionSection section;
583     AddressSpace *as = NULL;
584
585     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
586     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
587                                     is_write, true, &as, attrs);
588     mr = section.mr;
589
590     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
591         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
592         *plen = MIN(page, *plen);
593     }
594
595     return mr;
596 }
597
598 typedef struct TCGIOMMUNotifier {
599     IOMMUNotifier n;
600     MemoryRegion *mr;
601     CPUState *cpu;
602     int iommu_idx;
603     bool active;
604 } TCGIOMMUNotifier;
605
606 static void tcg_iommu_unmap_notify(IOMMUNotifier *n, IOMMUTLBEntry *iotlb)
607 {
608     TCGIOMMUNotifier *notifier = container_of(n, TCGIOMMUNotifier, n);
609
610     if (!notifier->active) {
611         return;
612     }
613     tlb_flush(notifier->cpu);
614     notifier->active = false;
615     /* We leave the notifier struct on the list to avoid reallocating it later.
616      * Generally the number of IOMMUs a CPU deals with will be small.
617      * In any case we can't unregister the iommu notifier from a notify
618      * callback.
619      */
620 }
621
622 static void tcg_register_iommu_notifier(CPUState *cpu,
623                                         IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
624                                         int iommu_idx)
625 {
626     /* Make sure this CPU has an IOMMU notifier registered for this
627      * IOMMU/IOMMU index combination, so that we can flush its TLB
628      * when the IOMMU tells us the mappings we've cached have changed.
629      */
630     MemoryRegion *mr = MEMORY_REGION(iommu_mr);
631     TCGIOMMUNotifier *notifier;
632     Error *err = NULL;
633     int i, ret;
634
635     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
636         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
637         if (notifier->mr == mr && notifier->iommu_idx == iommu_idx) {
638             break;
639         }
640     }
641     if (i == cpu->iommu_notifiers->len) {
642         /* Not found, add a new entry at the end of the array */
643         cpu->iommu_notifiers = g_array_set_size(cpu->iommu_notifiers, i + 1);
644         notifier = g_new0(TCGIOMMUNotifier, 1);
645         g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i) = notifier;
646
647         notifier->mr = mr;
648         notifier->iommu_idx = iommu_idx;
649         notifier->cpu = cpu;
650         /* Rather than trying to register interest in the specific part
651          * of the iommu's address space that we've accessed and then
652          * expand it later as subsequent accesses touch more of it, we
653          * just register interest in the whole thing, on the assumption
654          * that iommu reconfiguration will be rare.
655          */
656         iommu_notifier_init(&notifier->n,
657                             tcg_iommu_unmap_notify,
658                             IOMMU_NOTIFIER_UNMAP,
659                             0,
660                             HWADDR_MAX,
661                             iommu_idx);
662         ret = memory_region_register_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n,
663                                                     &err);
664         if (ret) {
665             error_report_err(err);
666             exit(1);
667         }
668     }
669
670     if (!notifier->active) {
671         notifier->active = true;
672     }
673 }
674
675 static void tcg_iommu_free_notifier_list(CPUState *cpu)
676 {
677     /* Destroy the CPU's notifier list */
678     int i;
679     TCGIOMMUNotifier *notifier;
680
681     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
682         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
683         memory_region_unregister_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
684         g_free(notifier);
685     }
686     g_array_free(cpu->iommu_notifiers, true);
687 }
688
689 /* Called from RCU critical section */
690 MemoryRegionSection *
691 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
692                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
693                                   MemTxAttrs attrs, int *prot)
694 {
695     MemoryRegionSection *section;
696     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
697     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
698     IOMMUTLBEntry iotlb;
699     int iommu_idx;
700     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
701
702     for (;;) {
703         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, false);
704
705         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
706         if (!iommu_mr) {
707             break;
708         }
709
710         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
711
712         iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
713         tcg_register_iommu_notifier(cpu, iommu_mr, iommu_idx);
714         /* We need all the permissions, so pass IOMMU_NONE so the IOMMU
715          * doesn't short-cut its translation table walk.
716          */
717         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, IOMMU_NONE, iommu_idx);
718         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
719                 | (addr & iotlb.addr_mask));
720         /* Update the caller's prot bits to remove permissions the IOMMU
721          * is giving us a failure response for. If we get down to no
722          * permissions left at all we can give up now.
723          */
724         if (!(iotlb.perm & IOMMU_RO)) {
725             *prot &= ~(PAGE_READ | PAGE_EXEC);
726         }
727         if (!(iotlb.perm & IOMMU_WO)) {
728             *prot &= ~PAGE_WRITE;
729         }
730
731         if (!*prot) {
732             goto translate_fail;
733         }
734
735         d = flatview_to_dispatch(address_space_to_flatview(iotlb.target_as));
736     }
737
738     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
739     *xlat = addr;
740     return section;
741
742 translate_fail:
743     return &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
744 }
745 #endif
746
747 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
748
749 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
750 {
751     CPUState *cpu = opaque;
752
753     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
754        version_id is increased. */
755     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
756     tlb_flush(cpu);
757
758     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
759      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
760      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
761      * which will now be stale.
762      */
763     tb_flush(cpu);
764
765     return 0;
766 }
767
768 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
769 {
770     CPUState *cpu = opaque;
771
772     cpu->exception_index = -1;
773
774     return 0;
775 }
776
777 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
778 {
779     CPUState *cpu = opaque;
780
781     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
782 }
783
784 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
785     .name = "cpu_common/exception_index",
786     .version_id = 1,
787     .minimum_version_id = 1,
788     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
789     .fields = (VMStateField[]) {
790         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
791         VMSTATE_END_OF_LIST()
792     }
793 };
794
795 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
796 {
797     CPUState *cpu = opaque;
798
799     return cpu->crash_occurred;
800 }
801
802 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
803     .name = "cpu_common/crash_occurred",
804     .version_id = 1,
805     .minimum_version_id = 1,
806     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
807     .fields = (VMStateField[]) {
808         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
809         VMSTATE_END_OF_LIST()
810     }
811 };
812
813 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
814     .name = "cpu_common",
815     .version_id = 1,
816     .minimum_version_id = 1,
817     .pre_load = cpu_common_pre_load,
818     .post_load = cpu_common_post_load,
819     .fields = (VMStateField[]) {
820         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
821         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
822         VMSTATE_END_OF_LIST()
823     },
824     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
825         &vmstate_cpu_common_exception_index,
826         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
827         NULL
828     }
829 };
830
831 #endif
832
833 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
834 {
835     CPUState *cpu;
836
837     CPU_FOREACH(cpu) {
838         if (cpu->cpu_index == index) {
839             return cpu;
840         }
841     }
842
843     return NULL;
844 }
845
846 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
847 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
848                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
849 {
850     CPUAddressSpace *newas;
851     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
852     char *as_name;
853
854     assert(mr);
855     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
856     address_space_init(as, mr, as_name);
857     g_free(as_name);
858
859     /* Target code should have set num_ases before calling us */
860     assert(asidx < cpu->num_ases);
861
862     if (asidx == 0) {
863         /* address space 0 gets the convenience alias */
864         cpu->as = as;
865     }
866
867     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
868     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
869
870     if (!cpu->cpu_ases) {
871         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
872     }
873
874     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
875     newas->cpu = cpu;
876     newas->as = as;
877     if (tcg_enabled()) {
878         newas->tcg_as_listener.log_global_after_sync = tcg_log_global_after_sync;
879         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
880         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
881     }
882 }
883
884 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
885 {
886     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
887     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
888 }
889 #endif
890
891 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
892 {
893     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
894
895     cpu_list_remove(cpu);
896
897     if (cc->vmsd != NULL) {
898         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
899     }
900     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
901         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
902     }
903 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
904     tcg_iommu_free_notifier_list(cpu);
905 #endif
906 }
907
908 Property cpu_common_props[] = {
909 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
910     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
911      * so users can wire up its memory. (This can't go in hw/core/cpu.c
912      * because that file is compiled only once for both user-mode
913      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
914      * the system address space.
915      */
916     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
917                      MemoryRegion *),
918 #endif
919     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
920 };
921
922 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
923 {
924     cpu->as = NULL;
925     cpu->num_ases = 0;
926
927 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
928     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
929     cpu->memory = system_memory;
930     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
931 #endif
932 }
933
934 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
935 {
936     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
937     static bool tcg_target_initialized;
938
939     cpu_list_add(cpu);
940
941     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
942         tcg_target_initialized = true;
943         cc->tcg_initialize();
944     }
945     tlb_init(cpu);
946
947     qemu_plugin_vcpu_init_hook(cpu);
948
949 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
950     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
951         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
952     }
953     if (cc->vmsd != NULL) {
954         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
955     }
956
957     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
958 #endif
959 }
960
961 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
962 {
963     ObjectClass *oc;
964     CPUClass *cc;
965     gchar **model_pieces;
966     const char *cpu_type;
967
968     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
969     if (!model_pieces[0]) {
970         error_report("-cpu option cannot be empty");
971         exit(1);
972     }
973
974     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
975     if (oc == NULL) {
976         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
977         g_strfreev(model_pieces);
978         exit(EXIT_FAILURE);
979     }
980
981     cpu_type = object_class_get_name(oc);
982     cc = CPU_CLASS(oc);
983     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
984     g_strfreev(model_pieces);
985     return cpu_type;
986 }
987
988 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
989 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
990 {
991     mmap_lock();
992     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1);
993     mmap_unlock();
994 }
995
996 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
997 {
998     tb_invalidate_phys_addr(pc);
999 }
1000 #else
1001 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
1002 {
1003     ram_addr_t ram_addr;
1004     MemoryRegion *mr;
1005     hwaddr l = 1;
1006
1007     if (!tcg_enabled()) {
1008         return;
1009     }
1010
1011     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1012     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
1013     if (!(memory_region_is_ram(mr)
1014           || memory_region_is_romd(mr))) {
1015         return;
1016     }
1017     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
1018     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1);
1019 }
1020
1021 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1022 {
1023     /*
1024      * There may not be a virtual to physical translation for the pc
1025      * right now, but there may exist cached TB for this pc.
1026      * Flush the whole TB cache to force re-translation of such TBs.
1027      * This is heavyweight, but we're debugging anyway.
1028      */
1029     tb_flush(cpu);
1030 }
1031 #endif
1032
1033 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1034 /* Add a watchpoint.  */
1035 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1036                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1037 {
1038     CPUWatchpoint *wp;
1039
1040     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
1041     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
1042         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
1043                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
1044         return -EINVAL;
1045     }
1046     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
1047
1048     wp->vaddr = addr;
1049     wp->len = len;
1050     wp->flags = flags;
1051
1052     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
1053     if (flags & BP_GDB) {
1054         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1055     } else {
1056         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1057     }
1058
1059     tlb_flush_page(cpu, addr);
1060
1061     if (watchpoint)
1062         *watchpoint = wp;
1063     return 0;
1064 }
1065
1066 /* Remove a specific watchpoint.  */
1067 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1068                           int flags)
1069 {
1070     CPUWatchpoint *wp;
1071
1072     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1073         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
1074                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
1075             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1076             return 0;
1077         }
1078     }
1079     return -ENOENT;
1080 }
1081
1082 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
1083 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1084 {
1085     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
1086
1087     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
1088
1089     g_free(watchpoint);
1090 }
1091
1092 /* Remove all matching watchpoints.  */
1093 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1094 {
1095     CPUWatchpoint *wp, *next;
1096
1097     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
1098         if (wp->flags & mask) {
1099             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1100         }
1101     }
1102 }
1103
1104 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
1105  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
1106  * partially or completely with the address range covered by the
1107  * access).
1108  */
1109 static inline bool watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
1110                                               vaddr addr, vaddr len)
1111 {
1112     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
1113      * required to avoid errors in the case where the range ends
1114      * exactly at the top of the address space and so addr + len
1115      * wraps round to zero.
1116      */
1117     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
1118     vaddr addrend = addr + len - 1;
1119
1120     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
1121 }
1122
1123 /* Return flags for watchpoints that match addr + prot.  */
1124 int cpu_watchpoint_address_matches(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len)
1125 {
1126     CPUWatchpoint *wp;
1127     int ret = 0;
1128
1129     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1130         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1131             ret |= wp->flags;
1132         }
1133     }
1134     return ret;
1135 }
1136 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
1137
1138 /* Add a breakpoint.  */
1139 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
1140                           CPUBreakpoint **breakpoint)
1141 {
1142     CPUBreakpoint *bp;
1143
1144     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
1145
1146     bp->pc = pc;
1147     bp->flags = flags;
1148
1149     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
1150     if (flags & BP_GDB) {
1151         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1152     } else {
1153         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1154     }
1155
1156     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1157
1158     if (breakpoint) {
1159         *breakpoint = bp;
1160     }
1161     return 0;
1162 }
1163
1164 /* Remove a specific breakpoint.  */
1165 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1166 {
1167     CPUBreakpoint *bp;
1168
1169     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1170         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1171             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1172             return 0;
1173         }
1174     }
1175     return -ENOENT;
1176 }
1177
1178 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1179 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1180 {
1181     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1182
1183     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1184
1185     g_free(breakpoint);
1186 }
1187
1188 /* Remove all matching breakpoints. */
1189 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1190 {
1191     CPUBreakpoint *bp, *next;
1192
1193     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1194         if (bp->flags & mask) {
1195             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1196         }
1197     }
1198 }
1199
1200 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1201    CPU loop after each instruction */
1202 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1203 {
1204     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1205         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1206         if (kvm_enabled()) {
1207             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1208         } else {
1209             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1210             /* XXX: only flush what is necessary */
1211             tb_flush(cpu);
1212         }
1213     }
1214 }
1215
1216 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1217 {
1218     va_list ap;
1219     va_list ap2;
1220
1221     va_start(ap, fmt);
1222     va_copy(ap2, ap);
1223     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1224     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1225     fprintf(stderr, "\n");
1226     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1227     if (qemu_log_separate()) {
1228         FILE *logfile = qemu_log_lock();
1229         qemu_log("qemu: fatal: ");
1230         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1231         qemu_log("\n");
1232         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1233         qemu_log_flush();
1234         qemu_log_unlock(logfile);
1235         qemu_log_close();
1236     }
1237     va_end(ap2);
1238     va_end(ap);
1239     replay_finish();
1240 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1241     {
1242         struct sigaction act;
1243         sigfillset(&act.sa_mask);
1244         act.sa_handler = SIG_DFL;
1245         act.sa_flags = 0;
1246         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1247     }
1248 #endif
1249     abort();
1250 }
1251
1252 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1253 /* Called from RCU critical section */
1254 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1255 {
1256     RAMBlock *block;
1257
1258     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1259     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1260         return block;
1261     }
1262     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1263         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1264             goto found;
1265         }
1266     }
1267
1268     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1269     abort();
1270
1271 found:
1272     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1273      * is what happens:
1274      *
1275      *     mru_block = xxx
1276      *     rcu_read_unlock()
1277      *                                        xxx removed from list
1278      *                  rcu_read_lock()
1279      *                  read mru_block
1280      *                                        mru_block = NULL;
1281      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1282      *                  rcu_read_unlock()
1283      *
1284      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1285      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1286      * copy of the pointer.
1287      */
1288     ram_list.mru_block = block;
1289     return block;
1290 }
1291
1292 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1293 {
1294     CPUState *cpu;
1295     ram_addr_t start1;
1296     RAMBlock *block;
1297     ram_addr_t end;
1298
1299     assert(tcg_enabled());
1300     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1301     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1302
1303     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1304     block = qemu_get_ram_block(start);
1305     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1306     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1307     CPU_FOREACH(cpu) {
1308         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1309     }
1310 }
1311
1312 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1313 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1314                                               ram_addr_t length,
1315                                               unsigned client)
1316 {
1317     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1318     unsigned long end, page;
1319     bool dirty = false;
1320     RAMBlock *ramblock;
1321     uint64_t mr_offset, mr_size;
1322
1323     if (length == 0) {
1324         return false;
1325     }
1326
1327     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1328     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1329
1330     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1331         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1332         ramblock = qemu_get_ram_block(start);
1333         /* Range sanity check on the ramblock */
1334         assert(start >= ramblock->offset &&
1335                start + length <= ramblock->offset + ramblock->used_length);
1336
1337         while (page < end) {
1338             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1339             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1340             unsigned long num = MIN(end - page,
1341                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1342
1343             dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1344                                                   offset, num);
1345             page += num;
1346         }
1347
1348         mr_offset = (ram_addr_t)(page << TARGET_PAGE_BITS) - ramblock->offset;
1349         mr_size = (end - page) << TARGET_PAGE_BITS;
1350         memory_region_clear_dirty_bitmap(ramblock->mr, mr_offset, mr_size);
1351     }
1352
1353     if (dirty && tcg_enabled()) {
1354         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1355     }
1356
1357     return dirty;
1358 }
1359
1360 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1361     (MemoryRegion *mr, hwaddr offset, hwaddr length, unsigned client)
1362 {
1363     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1364     ram_addr_t start = memory_region_get_ram_addr(mr) + offset;
1365     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1366     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1367     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1368     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1369     unsigned long page, end, dest;
1370
1371     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1372                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1373     snap->start = first;
1374     snap->end   = last;
1375
1376     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1377     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1378     dest = 0;
1379
1380     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1381         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1382
1383         while (page < end) {
1384             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1385             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1386             unsigned long num = MIN(end - page,
1387                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1388
1389             assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1390             assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1391             offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1392
1393             bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1394                                          blocks->blocks[idx] + offset,
1395                                          num);
1396             page += num;
1397             dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1398         }
1399     }
1400
1401     if (tcg_enabled()) {
1402         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1403     }
1404
1405     memory_region_clear_dirty_bitmap(mr, offset, length);
1406
1407     return snap;
1408 }
1409
1410 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1411                                             ram_addr_t start,
1412                                             ram_addr_t length)
1413 {
1414     unsigned long page, end;
1415
1416     assert(start >= snap->start);
1417     assert(start + length <= snap->end);
1418
1419     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1420     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1421
1422     while (page < end) {
1423         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1424             return true;
1425         }
1426         page++;
1427     }
1428     return false;
1429 }
1430
1431 /* Called from RCU critical section */
1432 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1433                                        MemoryRegionSection *section)
1434 {
1435     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1436     return section - d->map.sections;
1437 }
1438 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1439
1440 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1441
1442 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1443                             uint16_t section);
1444 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1445
1446 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1447                                qemu_anon_ram_alloc;
1448
1449 /*
1450  * Set a custom physical guest memory alloator.
1451  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1452  * get rid of it eventually.
1453  */
1454 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1455 {
1456     phys_mem_alloc = alloc;
1457 }
1458
1459 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1460                                  MemoryRegionSection *section)
1461 {
1462     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1463      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1464      * never overflow into the page-aligned value.
1465      */
1466     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1467
1468     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1469         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1470         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1471                                 map->sections_nb_alloc);
1472     }
1473     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1474     memory_region_ref(section->mr);
1475     return map->sections_nb++;
1476 }
1477
1478 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1479 {
1480     bool have_sub_page = mr->subpage;
1481
1482     memory_region_unref(mr);
1483
1484     if (have_sub_page) {
1485         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1486         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1487         g_free(subpage);
1488     }
1489 }
1490
1491 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1492 {
1493     while (map->sections_nb > 0) {
1494         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1495         phys_section_destroy(section->mr);
1496     }
1497     g_free(map->sections);
1498     g_free(map->nodes);
1499 }
1500
1501 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1502 {
1503     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1504     subpage_t *subpage;
1505     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1506         & TARGET_PAGE_MASK;
1507     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1508     MemoryRegionSection subsection = {
1509         .offset_within_address_space = base,
1510         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1511     };
1512     hwaddr start, end;
1513
1514     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1515
1516     if (!(existing->mr->subpage)) {
1517         subpage = subpage_init(fv, base);
1518         subsection.fv = fv;
1519         subsection.mr = &subpage->iomem;
1520         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1521                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1522     } else {
1523         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1524     }
1525     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1526     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1527     subpage_register(subpage, start, end,
1528                      phys_section_add(&d->map, section));
1529 }
1530
1531
1532 static void register_multipage(FlatView *fv,
1533                                MemoryRegionSection *section)
1534 {
1535     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1536     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1537     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1538     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1539                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1540
1541     assert(num_pages);
1542     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1543 }
1544
1545 /*
1546  * The range in *section* may look like this:
1547  *
1548  *      |s|PPPPPPP|s|
1549  *
1550  * where s stands for subpage and P for page.
1551  */
1552 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1553 {
1554     MemoryRegionSection remain = *section;
1555     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1556
1557     /* register first subpage */
1558     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1559         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1560                         - remain.offset_within_address_space;
1561
1562         MemoryRegionSection now = remain;
1563         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1564         register_subpage(fv, &now);
1565         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1566             return;
1567         }
1568         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1569         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1570         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1571     }
1572
1573     /* register whole pages */
1574     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1575         MemoryRegionSection now = remain;
1576         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1577         register_multipage(fv, &now);
1578         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1579             return;
1580         }
1581         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1582         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1583         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1584     }
1585
1586     /* register last subpage */
1587     register_subpage(fv, &remain);
1588 }
1589
1590 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1591 {
1592     if (kvm_enabled())
1593         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1594 }
1595
1596 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1597 {
1598     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1599 }
1600
1601 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1602 {
1603     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1604 }
1605
1606 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1607 {
1608     RAMBlock *block;
1609     char *psize;
1610
1611     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1612     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1613                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1614     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1615         psize = size_to_str(block->page_size);
1616         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1617                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1618                        (uint64_t)block->offset,
1619                        (uint64_t)block->used_length,
1620                        (uint64_t)block->max_length);
1621         g_free(psize);
1622     }
1623 }
1624
1625 #ifdef __linux__
1626 /*
1627  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1628  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1629  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1630  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1631  */
1632 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1633 {
1634     long *hpsize_min = opaque;
1635
1636     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1637         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1638         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1639
1640         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1641             *hpsize_min = hpsize;
1642         }
1643     }
1644
1645     return 0;
1646 }
1647
1648 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1649 {
1650     long *hpsize_max = opaque;
1651
1652     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1653         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1654         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1655
1656         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1657             *hpsize_max = hpsize;
1658         }
1659     }
1660
1661     return 0;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1666  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1667  */
1668 long qemu_minrampagesize(void)
1669 {
1670     long hpsize = LONG_MAX;
1671     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1672
1673     object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1674     return hpsize;
1675 }
1676
1677 long qemu_maxrampagesize(void)
1678 {
1679     long pagesize = 0;
1680     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1681
1682     object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize, &pagesize);
1683     return pagesize;
1684 }
1685 #else
1686 long qemu_minrampagesize(void)
1687 {
1688     return qemu_real_host_page_size;
1689 }
1690 long qemu_maxrampagesize(void)
1691 {
1692     return qemu_real_host_page_size;
1693 }
1694 #endif
1695
1696 #ifdef CONFIG_POSIX
1697 static int64_t get_file_size(int fd)
1698 {
1699     int64_t size;
1700 #if defined(__linux__)
1701     struct stat st;
1702
1703     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1704         return -errno;
1705     }
1706
1707     /* Special handling for devdax character devices */
1708     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1709         g_autofree char *subsystem_path = NULL;
1710         g_autofree char *subsystem = NULL;
1711
1712         subsystem_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/subsystem",
1713                                          major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1714         subsystem = g_file_read_link(subsystem_path, NULL);
1715
1716         if (subsystem && g_str_has_suffix(subsystem, "/dax")) {
1717             g_autofree char *size_path = NULL;
1718             g_autofree char *size_str = NULL;
1719
1720             size_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/size",
1721                                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1722
1723             if (g_file_get_contents(size_path, &size_str, NULL, NULL)) {
1724                 return g_ascii_strtoll(size_str, NULL, 0);
1725             }
1726         }
1727     }
1728 #endif /* defined(__linux__) */
1729
1730     /* st.st_size may be zero for special files yet lseek(2) works */
1731     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1732     if (size < 0) {
1733         return -errno;
1734     }
1735     return size;
1736 }
1737
1738 static int file_ram_open(const char *path,
1739                          const char *region_name,
1740                          bool *created,
1741                          Error **errp)
1742 {
1743     char *filename;
1744     char *sanitized_name;
1745     char *c;
1746     int fd = -1;
1747
1748     *created = false;
1749     for (;;) {
1750         fd = open(path, O_RDWR);
1751         if (fd >= 0) {
1752             /* @path names an existing file, use it */
1753             break;
1754         }
1755         if (errno == ENOENT) {
1756             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1757             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1758             if (fd >= 0) {
1759                 *created = true;
1760                 break;
1761             }
1762         } else if (errno == EISDIR) {
1763             /* @path names a directory, create a file there */
1764             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1765             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1766             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1767                 if (*c == '/') {
1768                     *c = '_';
1769                 }
1770             }
1771
1772             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1773                                        sanitized_name);
1774             g_free(sanitized_name);
1775
1776             fd = mkstemp(filename);
1777             if (fd >= 0) {
1778                 unlink(filename);
1779                 g_free(filename);
1780                 break;
1781             }
1782             g_free(filename);
1783         }
1784         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1785             error_setg_errno(errp, errno,
1786                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1787                              path);
1788             return -1;
1789         }
1790         /*
1791          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1792          * something else creates the file between our two open().
1793          */
1794     }
1795
1796     return fd;
1797 }
1798
1799 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1800                             ram_addr_t memory,
1801                             int fd,
1802                             bool truncate,
1803                             Error **errp)
1804 {
1805     void *area;
1806
1807     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1808     if (block->mr->align % block->page_size) {
1809         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1810                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1811                    block->mr->align, block->page_size);
1812         return NULL;
1813     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1814         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1815                    " must be a power of two", block->mr->align);
1816         return NULL;
1817     }
1818     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1819 #if defined(__s390x__)
1820     if (kvm_enabled()) {
1821         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1822     }
1823 #endif
1824
1825     if (memory < block->page_size) {
1826         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1827                    "or larger than page size 0x%zx",
1828                    memory, block->page_size);
1829         return NULL;
1830     }
1831
1832     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1833
1834     /*
1835      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1836      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1837      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1838      * mmap will fail.
1839      *
1840      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1841      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1842      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1843      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1844      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1845      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1846      * is disabled as well.
1847      */
1848     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1849         perror("ftruncate");
1850     }
1851
1852     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1853                          block->flags & RAM_SHARED, block->flags & RAM_PMEM);
1854     if (area == MAP_FAILED) {
1855         error_setg_errno(errp, errno,
1856                          "unable to map backing store for guest RAM");
1857         return NULL;
1858     }
1859
1860     block->fd = fd;
1861     return area;
1862 }
1863 #endif
1864
1865 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1866  * dirty bitmaps.
1867  * Called with the ramlist lock held.
1868  */
1869 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1870 {
1871     RAMBlock *block, *next_block;
1872     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1873
1874     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1875
1876     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1877         return 0;
1878     }
1879
1880     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1881         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1882
1883         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1884          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1885          */
1886         candidate = block->offset + block->max_length;
1887         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1888
1889         /* Search for the closest following block
1890          * and find the gap.
1891          */
1892         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1893             if (next_block->offset >= candidate) {
1894                 next = MIN(next, next_block->offset);
1895             }
1896         }
1897
1898         /* If it fits remember our place and remember the size
1899          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1900          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1901          */
1902         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1903             offset = candidate;
1904             mingap = next - candidate;
1905         }
1906
1907         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1908     }
1909
1910     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1911         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1912                 (uint64_t)size);
1913         abort();
1914     }
1915
1916     trace_find_ram_offset(size, offset);
1917
1918     return offset;
1919 }
1920
1921 static unsigned long last_ram_page(void)
1922 {
1923     RAMBlock *block;
1924     ram_addr_t last = 0;
1925
1926     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1927     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1928         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1929     }
1930     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1931 }
1932
1933 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1934 {
1935     int ret;
1936
1937     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1938     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1939         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1940         if (ret) {
1941             perror("qemu_madvise");
1942             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1943                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1944         }
1945     }
1946 }
1947
1948 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1949 {
1950     return rb->idstr;
1951 }
1952
1953 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
1954 {
1955     return rb->host;
1956 }
1957
1958 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
1959 {
1960     return rb->offset;
1961 }
1962
1963 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
1964 {
1965     return rb->used_length;
1966 }
1967
1968 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1969 {
1970     return rb->flags & RAM_SHARED;
1971 }
1972
1973 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1974 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1975 {
1976     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1977 }
1978
1979 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1980 {
1981     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1982 }
1983
1984 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
1985 {
1986     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
1987 }
1988
1989 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
1990 {
1991     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
1992 }
1993
1994 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
1995 {
1996     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
1997 }
1998
1999 /* Called with iothread lock held.  */
2000 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
2001 {
2002     RAMBlock *block;
2003
2004     assert(new_block);
2005     assert(!new_block->idstr[0]);
2006
2007     if (dev) {
2008         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
2009         if (id) {
2010             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
2011             g_free(id);
2012         }
2013     }
2014     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
2015
2016     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2017     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2018         if (block != new_block &&
2019             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
2020             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
2021                     new_block->idstr);
2022             abort();
2023         }
2024     }
2025 }
2026
2027 /* Called with iothread lock held.  */
2028 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
2029 {
2030     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
2031      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
2032      * does not work anyway.
2033      */
2034     if (block) {
2035         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
2036     }
2037 }
2038
2039 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
2040 {
2041     return rb->page_size;
2042 }
2043
2044 /* Returns the largest size of page in use */
2045 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
2046 {
2047     RAMBlock *block;
2048     size_t largest = 0;
2049
2050     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2051         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
2052     }
2053
2054     return largest;
2055 }
2056
2057 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
2058 {
2059     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
2060         /* disabled by the user */
2061         return 0;
2062     }
2063
2064     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
2065 }
2066
2067 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
2068  * incoming migration, or right after reset.
2069  *
2070  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
2071  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
2072  * misuse, if necessary.
2073  */
2074 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
2075 {
2076     assert(block);
2077
2078     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
2079
2080     if (block->used_length == newsize) {
2081         return 0;
2082     }
2083
2084     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
2085         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2086                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2087                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2088                          newsize, block->used_length);
2089         return -EINVAL;
2090     }
2091
2092     if (block->max_length < newsize) {
2093         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2094                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2095                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2096                          newsize, block->max_length);
2097         return -EINVAL;
2098     }
2099
2100     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
2101     block->used_length = newsize;
2102     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
2103                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2104     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
2105     if (block->resized) {
2106         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
2107     }
2108     return 0;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Trigger sync on the given ram block for range [start, start + length]
2113  * with the backing store if one is available.
2114  * Otherwise no-op.
2115  * @Note: this is supposed to be a synchronous op.
2116  */
2117 void qemu_ram_writeback(RAMBlock *block, ram_addr_t start, ram_addr_t length)
2118 {
2119     /* The requested range should fit in within the block range */
2120     g_assert((start + length) <= block->used_length);
2121
2122 #ifdef CONFIG_LIBPMEM
2123     /* The lack of support for pmem should not block the sync */
2124     if (ramblock_is_pmem(block)) {
2125         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2126         pmem_persist(addr, length);
2127         return;
2128     }
2129 #endif
2130     if (block->fd >= 0) {
2131         /**
2132          * Case there is no support for PMEM or the memory has not been
2133          * specified as persistent (or is not one) - use the msync.
2134          * Less optimal but still achieves the same goal
2135          */
2136         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2137         if (qemu_msync(addr, length, block->fd)) {
2138             warn_report("%s: failed to sync memory range: start: "
2139                     RAM_ADDR_FMT " length: " RAM_ADDR_FMT,
2140                     __func__, start, length);
2141         }
2142     }
2143 }
2144
2145 /* Called with ram_list.mutex held */
2146 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
2147                                 ram_addr_t new_ram_size)
2148 {
2149     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
2150                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2151     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
2152                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2153     int i;
2154
2155     /* Only need to extend if block count increased */
2156     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
2157         return;
2158     }
2159
2160     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
2161         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
2162         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
2163         int j;
2164
2165         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
2166         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
2167                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
2168
2169         if (old_num_blocks) {
2170             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
2171                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
2172         }
2173
2174         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
2175             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2176         }
2177
2178         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
2179
2180         if (old_blocks) {
2181             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
2182         }
2183     }
2184 }
2185
2186 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
2187 {
2188     RAMBlock *block;
2189     RAMBlock *last_block = NULL;
2190     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
2191     Error *err = NULL;
2192
2193     old_ram_size = last_ram_page();
2194
2195     qemu_mutex_lock_ramlist();
2196     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
2197
2198     if (!new_block->host) {
2199         if (xen_enabled()) {
2200             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
2201                           new_block->mr, &err);
2202             if (err) {
2203                 error_propagate(errp, err);
2204                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2205                 return;
2206             }
2207         } else {
2208             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
2209                                              &new_block->mr->align, shared);
2210             if (!new_block->host) {
2211                 error_setg_errno(errp, errno,
2212                                  "cannot set up guest memory '%s'",
2213                                  memory_region_name(new_block->mr));
2214                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2215                 return;
2216             }
2217             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
2218         }
2219     }
2220
2221     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2222               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2223     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2224         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2225     }
2226     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2227      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2228      * tail, so save the last element in last_block.
2229      */
2230     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2231         last_block = block;
2232         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2233             break;
2234         }
2235     }
2236     if (block) {
2237         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2238     } else if (last_block) {
2239         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2240     } else { /* list is empty */
2241         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2242     }
2243     ram_list.mru_block = NULL;
2244
2245     /* Write list before version */
2246     smp_wmb();
2247     ram_list.version++;
2248     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2249
2250     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2251                                         new_block->used_length,
2252                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2253
2254     if (new_block->host) {
2255         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2256         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2257         /*
2258          * MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU
2259          * Configure it unless the machine is a qtest server, in which case
2260          * KVM is not used and it may be forked (eg for fuzzing purposes).
2261          */
2262         if (!qtest_enabled()) {
2263             qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length,
2264                          QEMU_MADV_DONTFORK);
2265         }
2266         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2267     }
2268 }
2269
2270 #ifdef CONFIG_POSIX
2271 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2272                                  uint32_t ram_flags, int fd,
2273                                  Error **errp)
2274 {
2275     RAMBlock *new_block;
2276     Error *local_err = NULL;
2277     int64_t file_size;
2278
2279     /* Just support these ram flags by now. */
2280     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM)) == 0);
2281
2282     if (xen_enabled()) {
2283         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2284         return NULL;
2285     }
2286
2287     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2288         error_setg(errp,
2289                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2290         return NULL;
2291     }
2292
2293     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2294         /*
2295          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2296          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2297          * a hook there.
2298          */
2299         error_setg(errp,
2300                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2301         return NULL;
2302     }
2303
2304     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2305     file_size = get_file_size(fd);
2306     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2307         error_setg(errp, "backing store size 0x%" PRIx64
2308                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2309                    file_size, size);
2310         return NULL;
2311     }
2312
2313     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2314     new_block->mr = mr;
2315     new_block->used_length = size;
2316     new_block->max_length = size;
2317     new_block->flags = ram_flags;
2318     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2319     if (!new_block->host) {
2320         g_free(new_block);
2321         return NULL;
2322     }
2323
2324     ram_block_add(new_block, &local_err, ram_flags & RAM_SHARED);
2325     if (local_err) {
2326         g_free(new_block);
2327         error_propagate(errp, local_err);
2328         return NULL;
2329     }
2330     return new_block;
2331
2332 }
2333
2334
2335 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2336                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2337                                    Error **errp)
2338 {
2339     int fd;
2340     bool created;
2341     RAMBlock *block;
2342
2343     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2344     if (fd < 0) {
2345         return NULL;
2346     }
2347
2348     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, errp);
2349     if (!block) {
2350         if (created) {
2351             unlink(mem_path);
2352         }
2353         close(fd);
2354         return NULL;
2355     }
2356
2357     return block;
2358 }
2359 #endif
2360
2361 static
2362 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2363                                   void (*resized)(const char*,
2364                                                   uint64_t length,
2365                                                   void *host),
2366                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2367                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2368 {
2369     RAMBlock *new_block;
2370     Error *local_err = NULL;
2371
2372     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2373     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2374     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2375     new_block->mr = mr;
2376     new_block->resized = resized;
2377     new_block->used_length = size;
2378     new_block->max_length = max_size;
2379     assert(max_size >= size);
2380     new_block->fd = -1;
2381     new_block->page_size = qemu_real_host_page_size;
2382     new_block->host = host;
2383     if (host) {
2384         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2385     }
2386     if (resizeable) {
2387         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2388     }
2389     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2390     if (local_err) {
2391         g_free(new_block);
2392         error_propagate(errp, local_err);
2393         return NULL;
2394     }
2395     return new_block;
2396 }
2397
2398 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2399                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2400 {
2401     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2402                                    false, mr, errp);
2403 }
2404
2405 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2406                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2407 {
2408     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2409                                    share, mr, errp);
2410 }
2411
2412 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2413                                      void (*resized)(const char*,
2414                                                      uint64_t length,
2415                                                      void *host),
2416                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2417 {
2418     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2419                                    false, mr, errp);
2420 }
2421
2422 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2423 {
2424     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2425         ;
2426     } else if (xen_enabled()) {
2427         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2428 #ifndef _WIN32
2429     } else if (block->fd >= 0) {
2430         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2431         close(block->fd);
2432 #endif
2433     } else {
2434         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2435     }
2436     g_free(block);
2437 }
2438
2439 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2440 {
2441     if (!block) {
2442         return;
2443     }
2444
2445     if (block->host) {
2446         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2447     }
2448
2449     qemu_mutex_lock_ramlist();
2450     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2451     ram_list.mru_block = NULL;
2452     /* Write list before version */
2453     smp_wmb();
2454     ram_list.version++;
2455     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2456     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2457 }
2458
2459 #ifndef _WIN32
2460 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2461 {
2462     RAMBlock *block;
2463     ram_addr_t offset;
2464     int flags;
2465     void *area, *vaddr;
2466
2467     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2468         offset = addr - block->offset;
2469         if (offset < block->max_length) {
2470             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2471             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2472                 ;
2473             } else if (xen_enabled()) {
2474                 abort();
2475             } else {
2476                 flags = MAP_FIXED;
2477                 if (block->fd >= 0) {
2478                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2479                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2480                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2481                                 flags, block->fd, offset);
2482                 } else {
2483                     /*
2484                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2485                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2486                      * we'd need a remap hook here.
2487                      */
2488                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2489
2490                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2491                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2492                                 flags, -1, 0);
2493                 }
2494                 if (area != vaddr) {
2495                     error_report("Could not remap addr: "
2496                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2497                                  length, addr);
2498                     exit(1);
2499                 }
2500                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2501                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2502             }
2503         }
2504     }
2505 }
2506 #endif /* !_WIN32 */
2507
2508 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2509  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2510  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2511  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2512  *
2513  * Called within RCU critical section.
2514  */
2515 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2516 {
2517     RAMBlock *block = ram_block;
2518
2519     if (block == NULL) {
2520         block = qemu_get_ram_block(addr);
2521         addr -= block->offset;
2522     }
2523
2524     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2525         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2526          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2527          * In that case just map until the end of the page.
2528          */
2529         if (block->offset == 0) {
2530             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2531         }
2532
2533         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2534     }
2535     return ramblock_ptr(block, addr);
2536 }
2537
2538 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2539  * but takes a size argument.
2540  *
2541  * Called within RCU critical section.
2542  */
2543 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2544                                  hwaddr *size, bool lock)
2545 {
2546     RAMBlock *block = ram_block;
2547     if (*size == 0) {
2548         return NULL;
2549     }
2550
2551     if (block == NULL) {
2552         block = qemu_get_ram_block(addr);
2553         addr -= block->offset;
2554     }
2555     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2556
2557     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2558         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2559          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2560          * In that case just map the requested area.
2561          */
2562         if (block->offset == 0) {
2563             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2564         }
2565
2566         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2567     }
2568
2569     return ramblock_ptr(block, addr);
2570 }
2571
2572 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2573 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2574 {
2575     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2576     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2577     assert(res < rb->max_length);
2578
2579     return res;
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2584  * in that RAMBlock.
2585  *
2586  * ptr: Host pointer to look up
2587  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2588  * *ram_addr: set to result ram_addr
2589  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2590  *
2591  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2592  *
2593  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2594  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2595  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2596  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2597  * ram_addr_t.
2598  */
2599 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2600                                    ram_addr_t *offset)
2601 {
2602     RAMBlock *block;
2603     uint8_t *host = ptr;
2604
2605     if (xen_enabled()) {
2606         ram_addr_t ram_addr;
2607         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2608         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2609         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2610         if (block) {
2611             *offset = ram_addr - block->offset;
2612         }
2613         return block;
2614     }
2615
2616     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2617     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2618     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2619         goto found;
2620     }
2621
2622     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2623         /* This case append when the block is not mapped. */
2624         if (block->host == NULL) {
2625             continue;
2626         }
2627         if (host - block->host < block->max_length) {
2628             goto found;
2629         }
2630     }
2631
2632     return NULL;
2633
2634 found:
2635     *offset = (host - block->host);
2636     if (round_offset) {
2637         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2638     }
2639     return block;
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Finds the named RAMBlock
2644  *
2645  * name: The name of RAMBlock to find
2646  *
2647  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2648  */
2649 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2650 {
2651     RAMBlock *block;
2652
2653     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2654         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2655             return block;
2656         }
2657     }
2658
2659     return NULL;
2660 }
2661
2662 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2663    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2664 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2665 {
2666     RAMBlock *block;
2667     ram_addr_t offset;
2668
2669     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2670     if (!block) {
2671         return RAM_ADDR_INVALID;
2672     }
2673
2674     return block->offset + offset;
2675 }
2676
2677 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2678 void cpu_check_watchpoint(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
2679                           MemTxAttrs attrs, int flags, uintptr_t ra)
2680 {
2681     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2682     CPUWatchpoint *wp;
2683
2684     assert(tcg_enabled());
2685     if (cpu->watchpoint_hit) {
2686         /*
2687          * We re-entered the check after replacing the TB.
2688          * Now raise the debug interrupt so that it will
2689          * trigger after the current instruction.
2690          */
2691         qemu_mutex_lock_iothread();
2692         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2693         qemu_mutex_unlock_iothread();
2694         return;
2695     }
2696
2697     addr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, addr, len);
2698     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2699         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)
2700             && (wp->flags & flags)) {
2701             if (flags == BP_MEM_READ) {
2702                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2703             } else {
2704                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2705             }
2706             wp->hitaddr = MAX(addr, wp->vaddr);
2707             wp->hitattrs = attrs;
2708             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2709                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2710                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2711                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2712                     continue;
2713                 }
2714                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2715
2716                 mmap_lock();
2717                 tb_check_watchpoint(cpu, ra);
2718                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2719                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2720                     mmap_unlock();
2721                     cpu_loop_exit_restore(cpu, ra);
2722                 } else {
2723                     /* Force execution of one insn next time.  */
2724                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2725                     mmap_unlock();
2726                     if (ra) {
2727                         cpu_restore_state(cpu, ra, true);
2728                     }
2729                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2730                 }
2731             }
2732         } else {
2733             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2734         }
2735     }
2736 }
2737
2738 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2739                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len);
2740 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2741                                   const void *buf, hwaddr len);
2742 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2743                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2744
2745 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2746                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2747 {
2748     subpage_t *subpage = opaque;
2749     uint8_t buf[8];
2750     MemTxResult res;
2751
2752 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2753     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2754            subpage, len, addr);
2755 #endif
2756     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2757     if (res) {
2758         return res;
2759     }
2760     *data = ldn_p(buf, len);
2761     return MEMTX_OK;
2762 }
2763
2764 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2765                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2766 {
2767     subpage_t *subpage = opaque;
2768     uint8_t buf[8];
2769
2770 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2771     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2772            " value %"PRIx64"\n",
2773            __func__, subpage, len, addr, value);
2774 #endif
2775     stn_p(buf, len, value);
2776     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2777 }
2778
2779 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2780                             unsigned len, bool is_write,
2781                             MemTxAttrs attrs)
2782 {
2783     subpage_t *subpage = opaque;
2784 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2785     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2786            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2787 #endif
2788
2789     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2790                                  len, is_write, attrs);
2791 }
2792
2793 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2794     .read_with_attrs = subpage_read,
2795     .write_with_attrs = subpage_write,
2796     .impl.min_access_size = 1,
2797     .impl.max_access_size = 8,
2798     .valid.min_access_size = 1,
2799     .valid.max_access_size = 8,
2800     .valid.accepts = subpage_accepts,
2801     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2802 };
2803
2804 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2805                             uint16_t section)
2806 {
2807     int idx, eidx;
2808
2809     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2810         return -1;
2811     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2812     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2813 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2814     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2815            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2816 #endif
2817     for (; idx <= eidx; idx++) {
2818         mmio->sub_section[idx] = section;
2819     }
2820
2821     return 0;
2822 }
2823
2824 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2825 {
2826     subpage_t *mmio;
2827
2828     /* mmio->sub_section is set to PHYS_SECTION_UNASSIGNED with g_malloc0 */
2829     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2830     mmio->fv = fv;
2831     mmio->base = base;
2832     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2833                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2834     mmio->iomem.subpage = true;
2835 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2836     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2837            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2838 #endif
2839
2840     return mmio;
2841 }
2842
2843 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2844 {
2845     assert(fv);
2846     MemoryRegionSection section = {
2847         .fv = fv,
2848         .mr = mr,
2849         .offset_within_address_space = 0,
2850         .offset_within_region = 0,
2851         .size = int128_2_64(),
2852     };
2853
2854     return phys_section_add(map, &section);
2855 }
2856
2857 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
2858                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2859 {
2860     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2861     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2862     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2863     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2864
2865     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
2866 }
2867
2868 static void io_mem_init(void)
2869 {
2870     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2871                           NULL, UINT64_MAX);
2872 }
2873
2874 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2875 {
2876     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2877     uint16_t n;
2878
2879     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2880     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2881
2882     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2883
2884     return d;
2885 }
2886
2887 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2888 {
2889     phys_sections_free(&d->map);
2890     g_free(d);
2891 }
2892
2893 static void do_nothing(CPUState *cpu, run_on_cpu_data d)
2894 {
2895 }
2896
2897 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener)
2898 {
2899     CPUAddressSpace *cpuas;
2900
2901     /* Wait for the CPU to end the current TB.  This avoids the following
2902      * incorrect race:
2903      *
2904      *      vCPU                         migration
2905      *      ----------------------       -------------------------
2906      *      TLB check -> slow path
2907      *        notdirty_mem_write
2908      *          write to RAM
2909      *          mark dirty
2910      *                                   clear dirty flag
2911      *      TLB check -> fast path
2912      *                                   read memory
2913      *        write to RAM
2914      *
2915      * by pushing the migration thread's memory read after the vCPU thread has
2916      * written the memory.
2917      */
2918     if (replay_mode == REPLAY_MODE_NONE) {
2919         /*
2920          * VGA can make calls to this function while updating the screen.
2921          * In record/replay mode this causes a deadlock, because
2922          * run_on_cpu waits for rr mutex. Therefore no races are possible
2923          * in this case and no need for making run_on_cpu when
2924          * record/replay is not enabled.
2925          */
2926         cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2927         run_on_cpu(cpuas->cpu, do_nothing, RUN_ON_CPU_NULL);
2928     }
2929 }
2930
2931 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2932 {
2933     CPUAddressSpace *cpuas;
2934     AddressSpaceDispatch *d;
2935
2936     assert(tcg_enabled());
2937     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2938        reset the modified entries */
2939     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2940     cpu_reloading_memory_map();
2941     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2942      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2943      * may have split the RCU critical section.
2944      */
2945     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2946     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2947     tlb_flush(cpuas->cpu);
2948 }
2949
2950 static void memory_map_init(void)
2951 {
2952     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2953
2954     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2955     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2956
2957     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2958     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2959                           65536);
2960     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2961 }
2962
2963 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2964 {
2965     return system_memory;
2966 }
2967
2968 MemoryRegion *get_system_io(void)
2969 {
2970     return system_io;
2971 }
2972
2973 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2974
2975 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2976 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2977 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2978                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
2979 {
2980     int flags;
2981     target_ulong l, page;
2982     void * p;
2983     uint8_t *buf = ptr;
2984
2985     while (len > 0) {
2986         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2987         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2988         if (l > len)
2989             l = len;
2990         flags = page_get_flags(page);
2991         if (!(flags & PAGE_VALID))
2992             return -1;
2993         if (is_write) {
2994             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2995                 return -1;
2996             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2997             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2998                 return -1;
2999             memcpy(p, buf, l);
3000             unlock_user(p, addr, l);
3001         } else {
3002             if (!(flags & PAGE_READ))
3003                 return -1;
3004             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3005             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
3006                 return -1;
3007             memcpy(buf, p, l);
3008             unlock_user(p, addr, 0);
3009         }
3010         len -= l;
3011         buf += l;
3012         addr += l;
3013     }
3014     return 0;
3015 }
3016
3017 #else
3018
3019 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
3020                                      hwaddr length)
3021 {
3022     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
3023     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
3024
3025     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
3026      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
3027      * xen_modified_memory.
3028      */
3029     if (dirty_log_mask) {
3030         dirty_log_mask =
3031             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
3032     }
3033     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3034         assert(tcg_enabled());
3035         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3036         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3037     }
3038     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3039 }
3040
3041 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
3042 {
3043     /*
3044      * In principle this function would work on other memory region types too,
3045      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
3046      * necessary.  Other memory regions should use the
3047      * address_space_read/write() APIs.
3048      */
3049     assert(memory_region_is_romd(mr));
3050
3051     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
3052 }
3053
3054 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3055 {
3056     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3057
3058     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3059        otherwise specified.  */
3060     if (access_size_max == 0) {
3061         access_size_max = 4;
3062     }
3063
3064     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3065     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3066         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3067         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3068             access_size_max = align_size_max;
3069         }
3070     }
3071
3072     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3073     if (l > access_size_max) {
3074         l = access_size_max;
3075     }
3076     l = pow2floor(l);
3077
3078     return l;
3079 }
3080
3081 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3082 {
3083     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3084     bool release_lock = false;
3085
3086     if (unlocked && mr->global_locking) {
3087         qemu_mutex_lock_iothread();
3088         unlocked = false;
3089         release_lock = true;
3090     }
3091     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3092         if (unlocked) {
3093             qemu_mutex_lock_iothread();
3094         }
3095         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3096         if (unlocked) {
3097             qemu_mutex_unlock_iothread();
3098         }
3099     }
3100
3101     return release_lock;
3102 }
3103
3104 /* Called within RCU critical section.  */
3105 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3106                                            MemTxAttrs attrs,
3107                                            const void *ptr,
3108                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
3109                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3110 {
3111     uint8_t *ram_ptr;
3112     uint64_t val;
3113     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3114     bool release_lock = false;
3115     const uint8_t *buf = ptr;
3116
3117     for (;;) {
3118         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3119             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3120             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3121             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3122                potential bugs */
3123             val = ldn_he_p(buf, l);
3124             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val,
3125                                                    size_memop(l), attrs);
3126         } else {
3127             /* RAM case */
3128             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3129             memcpy(ram_ptr, buf, l);
3130             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3131         }
3132
3133         if (release_lock) {
3134             qemu_mutex_unlock_iothread();
3135             release_lock = false;
3136         }
3137
3138         len -= l;
3139         buf += l;
3140         addr += l;
3141
3142         if (!len) {
3143             break;
3144         }
3145
3146         l = len;
3147         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3148     }
3149
3150     return result;
3151 }
3152
3153 /* Called from RCU critical section.  */
3154 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3155                                   const void *buf, hwaddr len)
3156 {
3157     hwaddr l;
3158     hwaddr addr1;
3159     MemoryRegion *mr;
3160     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3161
3162     l = len;
3163     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3164     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3165                                      addr1, l, mr);
3166
3167     return result;
3168 }
3169
3170 /* Called within RCU critical section.  */
3171 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3172                                    MemTxAttrs attrs, void *ptr,
3173                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3174                                    MemoryRegion *mr)
3175 {
3176     uint8_t *ram_ptr;
3177     uint64_t val;
3178     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3179     bool release_lock = false;
3180     uint8_t *buf = ptr;
3181
3182     for (;;) {
3183         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3184             /* I/O case */
3185             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3186             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3187             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val,
3188                                                   size_memop(l), attrs);
3189             stn_he_p(buf, l, val);
3190         } else {
3191             /* RAM case */
3192             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3193             memcpy(buf, ram_ptr, l);
3194         }
3195
3196         if (release_lock) {
3197             qemu_mutex_unlock_iothread();
3198             release_lock = false;
3199         }
3200
3201         len -= l;
3202         buf += l;
3203         addr += l;
3204
3205         if (!len) {
3206             break;
3207         }
3208
3209         l = len;
3210         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3211     }
3212
3213     return result;
3214 }
3215
3216 /* Called from RCU critical section.  */
3217 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3218                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3219 {
3220     hwaddr l;
3221     hwaddr addr1;
3222     MemoryRegion *mr;
3223
3224     l = len;
3225     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3226     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3227                                   addr1, l, mr);
3228 }
3229
3230 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3231                                     MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3232 {
3233     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3234     FlatView *fv;
3235
3236     if (len > 0) {
3237         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3238         fv = address_space_to_flatview(as);
3239         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3240     }
3241
3242     return result;
3243 }
3244
3245 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3246                                 MemTxAttrs attrs,
3247                                 const void *buf, hwaddr len)
3248 {
3249     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3250     FlatView *fv;
3251
3252     if (len > 0) {
3253         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3254         fv = address_space_to_flatview(as);
3255         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3256     }
3257
3258     return result;
3259 }
3260
3261 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3262                              void *buf, hwaddr len, bool is_write)
3263 {
3264     if (is_write) {
3265         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3266     } else {
3267         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3268     }
3269 }
3270
3271 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, void *buf,
3272                             hwaddr len, bool is_write)
3273 {
3274     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3275                      buf, len, is_write);
3276 }
3277
3278 enum write_rom_type {
3279     WRITE_DATA,
3280     FLUSH_CACHE,
3281 };
3282
3283 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3284                                                            hwaddr addr,
3285                                                            MemTxAttrs attrs,
3286                                                            const void *ptr,
3287                                                            hwaddr len,
3288                                                            enum write_rom_type type)
3289 {
3290     hwaddr l;
3291     uint8_t *ram_ptr;
3292     hwaddr addr1;
3293     MemoryRegion *mr;
3294     const uint8_t *buf = ptr;
3295
3296     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3297     while (len > 0) {
3298         l = len;
3299         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3300
3301         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3302               memory_region_is_romd(mr))) {
3303             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3304         } else {
3305             /* ROM/RAM case */
3306             ram_ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3307             switch (type) {
3308             case WRITE_DATA:
3309                 memcpy(ram_ptr, buf, l);
3310                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3311                 break;
3312             case FLUSH_CACHE:
3313                 flush_icache_range((uintptr_t)ram_ptr, (uintptr_t)ram_ptr + l);
3314                 break;
3315             }
3316         }
3317         len -= l;
3318         buf += l;
3319         addr += l;
3320     }
3321     return MEMTX_OK;
3322 }
3323
3324 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3325 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3326                                     MemTxAttrs attrs,
3327                                     const void *buf, hwaddr len)
3328 {
3329     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
3330                                             buf, len, WRITE_DATA);
3331 }
3332
3333 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
3334 {
3335     /*
3336      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3337      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3338      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3339      * the host's instruction cache at least.
3340      */
3341     if (tcg_enabled()) {
3342         return;
3343     }
3344
3345     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3346                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3347                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3348 }
3349
3350 typedef struct {
3351     MemoryRegion *mr;
3352     void *buffer;
3353     hwaddr addr;
3354     hwaddr len;
3355     bool in_use;
3356 } BounceBuffer;
3357
3358 static BounceBuffer bounce;
3359
3360 typedef struct MapClient {
3361     QEMUBH *bh;
3362     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3363 } MapClient;
3364
3365 QemuMutex map_client_list_lock;
3366 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3367     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3368
3369 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3370 {
3371     QLIST_REMOVE(client, link);
3372     g_free(client);
3373 }
3374
3375 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3376 {
3377     MapClient *client;
3378
3379     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3380         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3381         qemu_bh_schedule(client->bh);
3382         cpu_unregister_map_client_do(client);
3383     }
3384 }
3385
3386 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3387 {
3388     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3389
3390     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3391     client->bh = bh;
3392     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3393     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3394         cpu_notify_map_clients_locked();
3395     }
3396     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3397 }
3398
3399 void cpu_exec_init_all(void)
3400 {
3401     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3402     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3403      * so no more changes can be made after this point.
3404      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3405      * machine setup would care about the target page size, and we could
3406      * do this much later, rather than requiring board models to state
3407      * up front what their requirements are.
3408      */
3409     finalize_target_page_bits();
3410     io_mem_init();
3411     memory_map_init();
3412     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3413 }
3414
3415 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3416 {
3417     MapClient *client;
3418
3419     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3420     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3421         if (client->bh == bh) {
3422             cpu_unregister_map_client_do(client);
3423             break;
3424         }
3425     }
3426     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3427 }
3428
3429 static void cpu_notify_map_clients(void)
3430 {
3431     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3432     cpu_notify_map_clients_locked();
3433     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3434 }
3435
3436 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3437                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3438 {
3439     MemoryRegion *mr;
3440     hwaddr l, xlat;
3441
3442     while (len > 0) {
3443         l = len;
3444         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3445         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3446             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3447             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3448                 return false;
3449             }
3450         }
3451
3452         len -= l;
3453         addr += l;
3454     }
3455     return true;
3456 }
3457
3458 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3459                                 hwaddr len, bool is_write,
3460                                 MemTxAttrs attrs)
3461 {
3462     FlatView *fv;
3463     bool result;
3464
3465     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3466     fv = address_space_to_flatview(as);
3467     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3468     return result;
3469 }
3470
3471 static hwaddr
3472 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3473                             hwaddr target_len,
3474                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3475                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3476 {
3477     hwaddr done = 0;
3478     hwaddr xlat;
3479     MemoryRegion *this_mr;
3480
3481     for (;;) {
3482         target_len -= len;
3483         addr += len;
3484         done += len;
3485         if (target_len == 0) {
3486             return done;
3487         }
3488
3489         len = target_len;
3490         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3491                                      &len, is_write, attrs);
3492         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3493             return done;
3494         }
3495     }
3496 }
3497
3498 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3499  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3500  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3501  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3502  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3503  * likely to succeed.
3504  */
3505 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3506                         hwaddr addr,
3507                         hwaddr *plen,
3508                         bool is_write,
3509                         MemTxAttrs attrs)
3510 {
3511     hwaddr len = *plen;
3512     hwaddr l, xlat;
3513     MemoryRegion *mr;
3514     void *ptr;
3515     FlatView *fv;
3516
3517     if (len == 0) {
3518         return NULL;
3519     }
3520
3521     l = len;
3522     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3523     fv = address_space_to_flatview(as);
3524     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3525
3526     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3527         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3528             return NULL;
3529         }
3530         /* Avoid unbounded allocations */
3531         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3532         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3533         bounce.addr = addr;
3534         bounce.len = l;
3535
3536         memory_region_ref(mr);
3537         bounce.mr = mr;
3538         if (!is_write) {
3539             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3540                                bounce.buffer, l);
3541         }
3542
3543         *plen = l;
3544         return bounce.buffer;
3545     }
3546
3547
3548     memory_region_ref(mr);
3549     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3550                                         l, is_write, attrs);
3551     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3552
3553     return ptr;
3554 }
3555
3556 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3557  * Will also mark the memory as dirty if is_write is true.  access_len gives
3558  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3559  */
3560 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3561                          bool is_write, hwaddr access_len)
3562 {
3563     if (buffer != bounce.buffer) {
3564         MemoryRegion *mr;
3565         ram_addr_t addr1;
3566
3567         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3568         assert(mr != NULL);
3569         if (is_write) {
3570             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3571         }
3572         if (xen_enabled()) {
3573             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3574         }
3575         memory_region_unref(mr);
3576         return;
3577     }
3578     if (is_write) {
3579         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3580                             bounce.buffer, access_len);
3581     }
3582     qemu_vfree(bounce.buffer);
3583     bounce.buffer = NULL;
3584     memory_region_unref(bounce.mr);
3585     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3586     cpu_notify_map_clients();
3587 }
3588
3589 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3590                               hwaddr *plen,
3591                               bool is_write)
3592 {
3593     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3594                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3595 }
3596
3597 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3598                                bool is_write, hwaddr access_len)
3599 {
3600     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3601 }
3602
3603 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3604 #define ARG1                     as
3605 #define SUFFIX
3606 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3607 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3608 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3609 #include "memory_ldst.inc.c"
3610
3611 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3612                                  AddressSpace *as,
3613                                  hwaddr addr,
3614                                  hwaddr len,
3615                                  bool is_write)
3616 {
3617     AddressSpaceDispatch *d;
3618     hwaddr l;
3619     MemoryRegion *mr;
3620
3621     assert(len > 0);
3622
3623     l = len;
3624     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3625     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3626     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3627
3628     mr = cache->mrs.mr;
3629     memory_region_ref(mr);
3630     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3631         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3632          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3633          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3634          */
3635         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3636                                         cache->xlat, l, is_write,
3637                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3638         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3639     } else {
3640         cache->ptr = NULL;
3641     }
3642
3643     cache->len = l;
3644     cache->is_write = is_write;
3645     return l;
3646 }
3647
3648 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3649                                     hwaddr addr,
3650                                     hwaddr access_len)
3651 {
3652     assert(cache->is_write);
3653     if (likely(cache->ptr)) {
3654         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3655     }
3656 }
3657
3658 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3659 {
3660     if (!cache->mrs.mr) {
3661         return;
3662     }
3663
3664     if (xen_enabled()) {
3665         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3666     }
3667     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3668     flatview_unref(cache->fv);
3669     cache->mrs.mr = NULL;
3670     cache->fv = NULL;
3671 }
3672
3673 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3674  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3675  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3676  * address_space_cache_init.
3677  */
3678 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3679     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3680     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3681 {
3682     MemoryRegionSection section;
3683     MemoryRegion *mr;
3684     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3685     AddressSpace *target_as;
3686
3687     assert(!cache->ptr);
3688     *xlat = addr + cache->xlat;
3689
3690     mr = cache->mrs.mr;
3691     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3692     if (!iommu_mr) {
3693         /* MMIO region.  */
3694         return mr;
3695     }
3696
3697     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3698                                             NULL, is_write, true,
3699                                             &target_as, attrs);
3700     return section.mr;
3701 }
3702
3703 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3704  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3705  */
3706 void
3707 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3708                                    void *buf, hwaddr len)
3709 {
3710     hwaddr addr1, l;
3711     MemoryRegion *mr;
3712
3713     l = len;
3714     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3715                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3716     flatview_read_continue(cache->fv,
3717                            addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3718                            addr1, l, mr);
3719 }
3720
3721 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3722  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3723  */
3724 void
3725 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3726                                     const void *buf, hwaddr len)
3727 {
3728     hwaddr addr1, l;
3729     MemoryRegion *mr;
3730
3731     l = len;
3732     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3733                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3734     flatview_write_continue(cache->fv,
3735                             addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3736                             addr1, l, mr);
3737 }
3738
3739 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3740 #define ARG1                     cache
3741 #define SUFFIX                   _cached_slow
3742 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3743 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3744 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3745 #include "memory_ldst.inc.c"
3746
3747 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3748 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3749                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3750 {
3751     hwaddr phys_addr;
3752     target_ulong l, page;
3753     uint8_t *buf = ptr;
3754
3755     cpu_synchronize_state(cpu);
3756     while (len > 0) {
3757         int asidx;
3758         MemTxAttrs attrs;
3759
3760         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3761         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3762         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3763         /* if no physical page mapped, return an error */
3764         if (phys_addr == -1)
3765             return -1;
3766         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3767         if (l > len)
3768             l = len;
3769         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3770         if (is_write) {
3771             address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3772                                     attrs, buf, l);
3773         } else {
3774             address_space_read(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr, attrs, buf,
3775                                l);
3776         }
3777         len -= l;
3778         buf += l;
3779         addr += l;
3780     }
3781     return 0;
3782 }
3783
3784 /*
3785  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3786  * target independent.
3787  */
3788 size_t qemu_target_page_size(void)
3789 {
3790     return TARGET_PAGE_SIZE;
3791 }
3792
3793 int qemu_target_page_bits(void)
3794 {
3795     return TARGET_PAGE_BITS;
3796 }
3797
3798 int qemu_target_page_bits_min(void)
3799 {
3800     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3801 }
3802 #endif
3803
3804 bool target_words_bigendian(void)
3805 {
3806 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3807     return true;
3808 #else
3809     return false;
3810 #endif
3811 }
3812
3813 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3814 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3815 {
3816     MemoryRegion*mr;
3817     hwaddr l = 1;
3818     bool res;
3819
3820     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3821     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3822                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
3823                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3824
3825     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3826     return res;
3827 }
3828
3829 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3830 {
3831     RAMBlock *block;
3832     int ret = 0;
3833
3834     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3835     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3836         ret = func(block, opaque);
3837         if (ret) {
3838             break;
3839         }
3840     }
3841     return ret;
3842 }
3843
3844 /*
3845  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3846  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3847  * the OS provides for postcopy.
3848  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3849  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3850  *
3851  */
3852 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3853 {
3854     int ret = -1;
3855
3856     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3857
3858     if (!QEMU_PTR_IS_ALIGNED(host_startaddr, rb->page_size)) {
3859         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3860                      host_startaddr);
3861         goto err;
3862     }
3863
3864     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3865         bool need_madvise, need_fallocate;
3866         if (!QEMU_IS_ALIGNED(length, rb->page_size)) {
3867             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned length: %zx",
3868                          length);
3869             goto err;
3870         }
3871
3872         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3873
3874         /* The logic here is messy;
3875          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3876          *    fallocate works on hugepages and shmem
3877          */
3878         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3879         need_fallocate = rb->fd != -1;
3880         if (need_fallocate) {
3881             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3882              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3883              * so a userfault will trigger.
3884              */
3885 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3886             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3887                             start, length);
3888             if (ret) {
3889                 ret = -errno;
3890                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3891                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3892                              rb->idstr, start, length, ret);
3893                 goto err;
3894             }
3895 #else
3896             ret = -ENOSYS;
3897             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3898                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3899                          rb->idstr, start, length, ret);
3900             goto err;
3901 #endif
3902         }
3903         if (need_madvise) {
3904             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3905              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3906              * and to fall back on the file contents (which we just
3907              * fallocate'd away).
3908              */
3909 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3910             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3911             if (ret) {
3912                 ret = -errno;
3913                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3914                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3915                              rb->idstr, start, length, ret);
3916                 goto err;
3917             }
3918 #else
3919             ret = -ENOSYS;
3920             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3921                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3922                          rb->idstr, start, length, ret);
3923             goto err;
3924 #endif
3925         }
3926         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3927                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3928     } else {
3929         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3930                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3931                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3932     }
3933
3934 err:
3935     return ret;
3936 }
3937
3938 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
3939 {
3940     return rb->flags & RAM_PMEM;
3941 }
3942
3943 #endif
3944
3945 void page_size_init(void)
3946 {
3947     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
3948        TARGET_PAGE_SIZE */
3949     if (qemu_host_page_size == 0) {
3950         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
3951     }
3952     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
3953         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
3954     }
3955     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
3956 }
3957
3958 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
3959
3960 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
3961 {
3962     if (start == end - 1) {
3963         qemu_printf("\t%3d      ", start);
3964     } else {
3965         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3966     }
3967     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
3968     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3969         qemu_printf(" ptr=NIL");
3970     } else if (!skip) {
3971         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
3972     } else {
3973         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
3974     }
3975     qemu_printf("\n");
3976 }
3977
3978 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
3979                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
3980
3981 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
3982 {
3983     int i;
3984
3985     qemu_printf("  Dispatch\n");
3986     qemu_printf("    Physical sections\n");
3987
3988     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
3989         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
3990         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
3991                                 " [ROM]", " [watch]" };
3992
3993         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
3994                     " %s%s%s%s%s",
3995             i,
3996             s->offset_within_address_space,
3997             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
3998             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
3999             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
4000             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
4001             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
4002             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
4003
4004         if (s->mr->alias) {
4005             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
4006                     s->mr->alias->name : "noname");
4007         }
4008         qemu_printf("\n");
4009     }
4010
4011     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
4012                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
4013     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
4014         int j, jprev;
4015         PhysPageEntry prev;
4016         Node *n = d->map.nodes + i;
4017
4018         qemu_printf("      [%d]\n", i);
4019
4020         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
4021             PhysPageEntry *pe = *n + j;
4022
4023             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
4024                 continue;
4025             }
4026
4027             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4028
4029             jprev = j;
4030             prev = *pe;
4031         }
4032
4033         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
4034             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4035         }
4036     }
4037 }
4038
4039 #endif
This page took 0.232229 seconds and 4 git commands to generate.