]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
target-sparc: fix up niagara machine
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include "qemu/osdep.h"
20 #include "qapi/error.h"
21 #ifndef _WIN32
22 #endif
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "tcg.h"
28 #include "hw/qdev-core.h"
29 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
30 #include "hw/boards.h"
31 #include "hw/xen/xen.h"
32 #endif
33 #include "sysemu/kvm.h"
34 #include "sysemu/sysemu.h"
35 #include "qemu/timer.h"
36 #include "qemu/config-file.h"
37 #include "qemu/error-report.h"
38 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
39 #include "qemu.h"
40 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
41 #include "hw/hw.h"
42 #include "exec/memory.h"
43 #include "exec/ioport.h"
44 #include "sysemu/dma.h"
45 #include "exec/address-spaces.h"
46 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
47 #include "trace.h"
48 #endif
49 #include "exec/cpu-all.h"
50 #include "qemu/rcu_queue.h"
51 #include "qemu/main-loop.h"
52 #include "translate-all.h"
53 #include "sysemu/replay.h"
54
55 #include "exec/memory-internal.h"
56 #include "exec/ram_addr.h"
57 #include "exec/log.h"
58
59 #include "migration/vmstate.h"
60
61 #include "qemu/range.h"
62 #ifndef _WIN32
63 #include "qemu/mmap-alloc.h"
64 #endif
65
66 //#define DEBUG_SUBPAGE
67
68 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
69 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
70  * are protected by the ramlist lock.
71  */
72 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
73
74 static MemoryRegion *system_memory;
75 static MemoryRegion *system_io;
76
77 AddressSpace address_space_io;
78 AddressSpace address_space_memory;
79
80 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
81 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
82
83 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
84 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
85
86 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
87 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
88
89 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
90  * This used_length size can change across reboots.
91  */
92 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
93
94 #endif
95
96 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
97 int target_page_bits;
98 bool target_page_bits_decided;
99 #endif
100
101 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
102 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
103    cpu_exec() */
104 __thread CPUState *current_cpu;
105 /* 0 = Do not count executed instructions.
106    1 = Precise instruction counting.
107    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
108 int use_icount;
109
110 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
111 {
112     /* The target page size is the lowest common denominator for all
113      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
114      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
115      * a particular size.
116      */
117 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
118     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
119     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
120         if (target_page_bits_decided) {
121             return false;
122         }
123         target_page_bits = bits;
124     }
125 #endif
126     return true;
127 }
128
129 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
130
131 static void finalize_target_page_bits(void)
132 {
133 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
134     if (target_page_bits == 0) {
135         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
136     }
137     target_page_bits_decided = true;
138 #endif
139 }
140
141 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
142
143 struct PhysPageEntry {
144     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
145     uint32_t skip : 6;
146      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
147     uint32_t ptr : 26;
148 };
149
150 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
151
152 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
153 #define ADDR_SPACE_BITS 64
154
155 #define P_L2_BITS 9
156 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
157
158 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
159
160 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
161
162 typedef struct PhysPageMap {
163     struct rcu_head rcu;
164
165     unsigned sections_nb;
166     unsigned sections_nb_alloc;
167     unsigned nodes_nb;
168     unsigned nodes_nb_alloc;
169     Node *nodes;
170     MemoryRegionSection *sections;
171 } PhysPageMap;
172
173 struct AddressSpaceDispatch {
174     struct rcu_head rcu;
175
176     MemoryRegionSection *mru_section;
177     /* This is a multi-level map on the physical address space.
178      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
179      */
180     PhysPageEntry phys_map;
181     PhysPageMap map;
182     AddressSpace *as;
183 };
184
185 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
186 typedef struct subpage_t {
187     MemoryRegion iomem;
188     AddressSpace *as;
189     hwaddr base;
190     uint16_t sub_section[];
191 } subpage_t;
192
193 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
194 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
195 #define PHYS_SECTION_ROM 2
196 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
197
198 static void io_mem_init(void);
199 static void memory_map_init(void);
200 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
201
202 static MemoryRegion io_mem_watch;
203
204 /**
205  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
206  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
207  * @as: the AddressSpace itself
208  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
209  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
210  */
211 struct CPUAddressSpace {
212     CPUState *cpu;
213     AddressSpace *as;
214     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
215     MemoryListener tcg_as_listener;
216 };
217
218 #endif
219
220 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
221
222 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
223 {
224     static unsigned alloc_hint = 16;
225     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
226         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
227         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
228         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
229         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
230     }
231 }
232
233 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
234 {
235     unsigned i;
236     uint32_t ret;
237     PhysPageEntry e;
238     PhysPageEntry *p;
239
240     ret = map->nodes_nb++;
241     p = map->nodes[ret];
242     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
243     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
244
245     e.skip = leaf ? 0 : 1;
246     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
247     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
248         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
249     }
250     return ret;
251 }
252
253 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
254                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
255                                 int level)
256 {
257     PhysPageEntry *p;
258     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
259
260     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
261         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
262     }
263     p = map->nodes[lp->ptr];
264     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
265
266     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
267         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
268             lp->skip = 0;
269             lp->ptr = leaf;
270             *index += step;
271             *nb -= step;
272         } else {
273             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
274         }
275         ++lp;
276     }
277 }
278
279 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
280                           hwaddr index, hwaddr nb,
281                           uint16_t leaf)
282 {
283     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
284     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
285
286     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
287 }
288
289 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
290  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
291  */
292 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
293 {
294     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
295     int valid = 0;
296     PhysPageEntry *p;
297     int i;
298
299     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
300         return;
301     }
302
303     p = nodes[lp->ptr];
304     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
305         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
306             continue;
307         }
308
309         valid_ptr = i;
310         valid++;
311         if (p[i].skip) {
312             phys_page_compact(&p[i], nodes);
313         }
314     }
315
316     /* We can only compress if there's only one child. */
317     if (valid != 1) {
318         return;
319     }
320
321     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
322
323     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
324     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
325         return;
326     }
327
328     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
329     if (!p[valid_ptr].skip) {
330         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
331         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
332          * should never reach here.
333          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
334          * change this rule.
335          */
336         lp->skip = 0;
337     } else {
338         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
339     }
340 }
341
342 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
343 {
344     if (d->phys_map.skip) {
345         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
346     }
347 }
348
349 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
350                                        hwaddr addr)
351 {
352     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
353      * the section must cover the entire address space.
354      */
355     return int128_gethi(section->size) ||
356            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
357                              int128_getlo(section->size), addr);
358 }
359
360 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
361                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
362 {
363     PhysPageEntry *p;
364     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
365     int i;
366
367     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
368         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
369             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
370         }
371         p = nodes[lp.ptr];
372         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
373     }
374
375     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
376         return &sections[lp.ptr];
377     } else {
378         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
379     }
380 }
381
382 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
383 {
384     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
385         && mr != &io_mem_watch;
386 }
387
388 /* Called from RCU critical section */
389 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
390                                                         hwaddr addr,
391                                                         bool resolve_subpage)
392 {
393     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
394     subpage_t *subpage;
395     bool update;
396
397     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
398         section_covers_addr(section, addr)) {
399         update = false;
400     } else {
401         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
402                                  d->map.sections);
403         update = true;
404     }
405     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
406         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
407         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
408     }
409     if (update) {
410         atomic_set(&d->mru_section, section);
411     }
412     return section;
413 }
414
415 /* Called from RCU critical section */
416 static MemoryRegionSection *
417 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
418                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
419 {
420     MemoryRegionSection *section;
421     MemoryRegion *mr;
422     Int128 diff;
423
424     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
425     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
426     addr -= section->offset_within_address_space;
427
428     /* Compute offset within MemoryRegion */
429     *xlat = addr + section->offset_within_region;
430
431     mr = section->mr;
432
433     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
434      * on their address, without considering adjacent registers that could
435      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
436      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
437      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
438      * here.
439      *
440      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
441      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
442      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
443      */
444     if (memory_region_is_ram(mr)) {
445         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
446         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
447     }
448     return section;
449 }
450
451 /* Called from RCU critical section */
452 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
453                                             bool is_write)
454 {
455     IOMMUTLBEntry iotlb = {0};
456     MemoryRegionSection *section;
457     MemoryRegion *mr;
458
459     for (;;) {
460         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
461         section = address_space_lookup_region(d, addr, false);
462         addr = addr - section->offset_within_address_space
463                + section->offset_within_region;
464         mr = section->mr;
465
466         if (!mr->iommu_ops) {
467             break;
468         }
469
470         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
471         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
472             iotlb.target_as = NULL;
473             break;
474         }
475
476         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
477                 | (addr & iotlb.addr_mask));
478         as = iotlb.target_as;
479     }
480
481     return iotlb;
482 }
483
484 /* Called from RCU critical section */
485 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
486                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
487                                       bool is_write)
488 {
489     IOMMUTLBEntry iotlb;
490     MemoryRegionSection *section;
491     MemoryRegion *mr;
492
493     for (;;) {
494         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
495         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, true);
496         mr = section->mr;
497
498         if (!mr->iommu_ops) {
499             break;
500         }
501
502         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
503         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
504                 | (addr & iotlb.addr_mask));
505         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
506         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
507             mr = &io_mem_unassigned;
508             break;
509         }
510
511         as = iotlb.target_as;
512     }
513
514     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
515         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
516         *plen = MIN(page, *plen);
517     }
518
519     *xlat = addr;
520     return mr;
521 }
522
523 /* Called from RCU critical section */
524 MemoryRegionSection *
525 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
526                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
527 {
528     MemoryRegionSection *section;
529     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
530
531     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
532
533     assert(!section->mr->iommu_ops);
534     return section;
535 }
536 #endif
537
538 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
539
540 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
541 {
542     CPUState *cpu = opaque;
543
544     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
545        version_id is increased. */
546     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
547     tlb_flush(cpu);
548
549     return 0;
550 }
551
552 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
553 {
554     CPUState *cpu = opaque;
555
556     cpu->exception_index = -1;
557
558     return 0;
559 }
560
561 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
562 {
563     CPUState *cpu = opaque;
564
565     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
566 }
567
568 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
569     .name = "cpu_common/exception_index",
570     .version_id = 1,
571     .minimum_version_id = 1,
572     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
573     .fields = (VMStateField[]) {
574         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
575         VMSTATE_END_OF_LIST()
576     }
577 };
578
579 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
580 {
581     CPUState *cpu = opaque;
582
583     return cpu->crash_occurred;
584 }
585
586 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
587     .name = "cpu_common/crash_occurred",
588     .version_id = 1,
589     .minimum_version_id = 1,
590     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
591     .fields = (VMStateField[]) {
592         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
593         VMSTATE_END_OF_LIST()
594     }
595 };
596
597 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
598     .name = "cpu_common",
599     .version_id = 1,
600     .minimum_version_id = 1,
601     .pre_load = cpu_common_pre_load,
602     .post_load = cpu_common_post_load,
603     .fields = (VMStateField[]) {
604         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
605         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
606         VMSTATE_END_OF_LIST()
607     },
608     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
609         &vmstate_cpu_common_exception_index,
610         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
611         NULL
612     }
613 };
614
615 #endif
616
617 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
618 {
619     CPUState *cpu;
620
621     CPU_FOREACH(cpu) {
622         if (cpu->cpu_index == index) {
623             return cpu;
624         }
625     }
626
627     return NULL;
628 }
629
630 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
631 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
632 {
633     CPUAddressSpace *newas;
634
635     /* Target code should have set num_ases before calling us */
636     assert(asidx < cpu->num_ases);
637
638     if (asidx == 0) {
639         /* address space 0 gets the convenience alias */
640         cpu->as = as;
641     }
642
643     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
644     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
645
646     if (!cpu->cpu_ases) {
647         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
648     }
649
650     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
651     newas->cpu = cpu;
652     newas->as = as;
653     if (tcg_enabled()) {
654         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
655         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
656     }
657 }
658
659 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
660 {
661     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
662     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
663 }
664 #endif
665
666 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
667 {
668     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
669
670     cpu_list_remove(cpu);
671
672     if (cc->vmsd != NULL) {
673         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
674     }
675     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
676         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
677     }
678 }
679
680 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
681 {
682     cpu->as = NULL;
683     cpu->num_ases = 0;
684
685 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
686     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
687
688     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
689      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
690      * because that file is compiled only once for both user-mode
691      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
692      * the system address space.
693      */
694     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
695                              (Object **)&cpu->memory,
696                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
697                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
698                              &error_abort);
699     cpu->memory = system_memory;
700     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
701 #endif
702 }
703
704 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
705 {
706     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
707
708     cpu_list_add(cpu);
709
710 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
711     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
712         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
713     }
714     if (cc->vmsd != NULL) {
715         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
716     }
717 #endif
718 }
719
720 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
721 {
722     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
723      * even if we don't have proper locking yet.
724      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
725      * specified PC.
726      */
727     tb_flush(cpu);
728 }
729
730 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
731 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
732
733 {
734 }
735
736 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
737                           int flags)
738 {
739     return -ENOSYS;
740 }
741
742 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
743 {
744 }
745
746 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
747                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
748 {
749     return -ENOSYS;
750 }
751 #else
752 /* Add a watchpoint.  */
753 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
754                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
755 {
756     CPUWatchpoint *wp;
757
758     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
759     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
760         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
761                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
762         return -EINVAL;
763     }
764     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
765
766     wp->vaddr = addr;
767     wp->len = len;
768     wp->flags = flags;
769
770     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
771     if (flags & BP_GDB) {
772         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
773     } else {
774         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
775     }
776
777     tlb_flush_page(cpu, addr);
778
779     if (watchpoint)
780         *watchpoint = wp;
781     return 0;
782 }
783
784 /* Remove a specific watchpoint.  */
785 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
786                           int flags)
787 {
788     CPUWatchpoint *wp;
789
790     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
791         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
792                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
793             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
794             return 0;
795         }
796     }
797     return -ENOENT;
798 }
799
800 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
801 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
802 {
803     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
804
805     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
806
807     g_free(watchpoint);
808 }
809
810 /* Remove all matching watchpoints.  */
811 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
812 {
813     CPUWatchpoint *wp, *next;
814
815     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
816         if (wp->flags & mask) {
817             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
818         }
819     }
820 }
821
822 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
823  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
824  * partially or completely with the address range covered by the
825  * access).
826  */
827 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
828                                                   vaddr addr,
829                                                   vaddr len)
830 {
831     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
832      * required to avoid errors in the case where the range ends
833      * exactly at the top of the address space and so addr + len
834      * wraps round to zero.
835      */
836     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
837     vaddr addrend = addr + len - 1;
838
839     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
840 }
841
842 #endif
843
844 /* Add a breakpoint.  */
845 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
846                           CPUBreakpoint **breakpoint)
847 {
848     CPUBreakpoint *bp;
849
850     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
851
852     bp->pc = pc;
853     bp->flags = flags;
854
855     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
856     if (flags & BP_GDB) {
857         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
858     } else {
859         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
860     }
861
862     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
863
864     if (breakpoint) {
865         *breakpoint = bp;
866     }
867     return 0;
868 }
869
870 /* Remove a specific breakpoint.  */
871 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
872 {
873     CPUBreakpoint *bp;
874
875     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
876         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
877             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
878             return 0;
879         }
880     }
881     return -ENOENT;
882 }
883
884 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
885 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
886 {
887     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
888
889     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
890
891     g_free(breakpoint);
892 }
893
894 /* Remove all matching breakpoints. */
895 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
896 {
897     CPUBreakpoint *bp, *next;
898
899     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
900         if (bp->flags & mask) {
901             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
902         }
903     }
904 }
905
906 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
907    CPU loop after each instruction */
908 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
909 {
910     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
911         cpu->singlestep_enabled = enabled;
912         if (kvm_enabled()) {
913             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
914         } else {
915             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
916             /* XXX: only flush what is necessary */
917             tb_flush(cpu);
918         }
919     }
920 }
921
922 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
923 {
924     va_list ap;
925     va_list ap2;
926
927     va_start(ap, fmt);
928     va_copy(ap2, ap);
929     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
930     vfprintf(stderr, fmt, ap);
931     fprintf(stderr, "\n");
932     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
933     if (qemu_log_separate()) {
934         qemu_log_lock();
935         qemu_log("qemu: fatal: ");
936         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
937         qemu_log("\n");
938         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
939         qemu_log_flush();
940         qemu_log_unlock();
941         qemu_log_close();
942     }
943     va_end(ap2);
944     va_end(ap);
945     replay_finish();
946 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
947     {
948         struct sigaction act;
949         sigfillset(&act.sa_mask);
950         act.sa_handler = SIG_DFL;
951         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
952     }
953 #endif
954     abort();
955 }
956
957 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
958 /* Called from RCU critical section */
959 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
960 {
961     RAMBlock *block;
962
963     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
964     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
965         return block;
966     }
967     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
968         if (addr - block->offset < block->max_length) {
969             goto found;
970         }
971     }
972
973     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
974     abort();
975
976 found:
977     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
978      * is what happens:
979      *
980      *     mru_block = xxx
981      *     rcu_read_unlock()
982      *                                        xxx removed from list
983      *                  rcu_read_lock()
984      *                  read mru_block
985      *                                        mru_block = NULL;
986      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
987      *                  rcu_read_unlock()
988      *
989      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
990      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
991      * copy of the pointer.
992      */
993     ram_list.mru_block = block;
994     return block;
995 }
996
997 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
998 {
999     CPUState *cpu;
1000     ram_addr_t start1;
1001     RAMBlock *block;
1002     ram_addr_t end;
1003
1004     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1005     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1006
1007     rcu_read_lock();
1008     block = qemu_get_ram_block(start);
1009     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1010     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1011     CPU_FOREACH(cpu) {
1012         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1013     }
1014     rcu_read_unlock();
1015 }
1016
1017 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1018 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1019                                               ram_addr_t length,
1020                                               unsigned client)
1021 {
1022     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1023     unsigned long end, page;
1024     bool dirty = false;
1025
1026     if (length == 0) {
1027         return false;
1028     }
1029
1030     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1031     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1032
1033     rcu_read_lock();
1034
1035     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1036
1037     while (page < end) {
1038         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1039         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1040         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1041
1042         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1043                                               offset, num);
1044         page += num;
1045     }
1046
1047     rcu_read_unlock();
1048
1049     if (dirty && tcg_enabled()) {
1050         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1051     }
1052
1053     return dirty;
1054 }
1055
1056 /* Called from RCU critical section */
1057 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1058                                        MemoryRegionSection *section,
1059                                        target_ulong vaddr,
1060                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1061                                        int prot,
1062                                        target_ulong *address)
1063 {
1064     hwaddr iotlb;
1065     CPUWatchpoint *wp;
1066
1067     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1068         /* Normal RAM.  */
1069         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1070         if (!section->readonly) {
1071             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1072         } else {
1073             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1074         }
1075     } else {
1076         AddressSpaceDispatch *d;
1077
1078         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1079         iotlb = section - d->map.sections;
1080         iotlb += xlat;
1081     }
1082
1083     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1084        watchpoint trap routines.  */
1085     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1086         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1087             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1088             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1089                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1090                 *address |= TLB_MMIO;
1091                 break;
1092             }
1093         }
1094     }
1095
1096     return iotlb;
1097 }
1098 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1099
1100 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1101
1102 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1103                              uint16_t section);
1104 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1105
1106 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1107                                qemu_anon_ram_alloc;
1108
1109 /*
1110  * Set a custom physical guest memory alloator.
1111  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1112  * get rid of it eventually.
1113  */
1114 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1115 {
1116     phys_mem_alloc = alloc;
1117 }
1118
1119 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1120                                  MemoryRegionSection *section)
1121 {
1122     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1123      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1124      * never overflow into the page-aligned value.
1125      */
1126     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1127
1128     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1129         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1130         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1131                                 map->sections_nb_alloc);
1132     }
1133     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1134     memory_region_ref(section->mr);
1135     return map->sections_nb++;
1136 }
1137
1138 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1139 {
1140     bool have_sub_page = mr->subpage;
1141
1142     memory_region_unref(mr);
1143
1144     if (have_sub_page) {
1145         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1146         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1147         g_free(subpage);
1148     }
1149 }
1150
1151 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1152 {
1153     while (map->sections_nb > 0) {
1154         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1155         phys_section_destroy(section->mr);
1156     }
1157     g_free(map->sections);
1158     g_free(map->nodes);
1159 }
1160
1161 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1162 {
1163     subpage_t *subpage;
1164     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1165         & TARGET_PAGE_MASK;
1166     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1167                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1168     MemoryRegionSection subsection = {
1169         .offset_within_address_space = base,
1170         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1171     };
1172     hwaddr start, end;
1173
1174     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1175
1176     if (!(existing->mr->subpage)) {
1177         subpage = subpage_init(d->as, base);
1178         subsection.address_space = d->as;
1179         subsection.mr = &subpage->iomem;
1180         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1181                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1182     } else {
1183         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1184     }
1185     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1186     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1187     subpage_register(subpage, start, end,
1188                      phys_section_add(&d->map, section));
1189 }
1190
1191
1192 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1193                                MemoryRegionSection *section)
1194 {
1195     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1196     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1197     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1198                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1199
1200     assert(num_pages);
1201     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1202 }
1203
1204 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1205 {
1206     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1207     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1208     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1209     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1210
1211     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1212         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1213                        - now.offset_within_address_space;
1214
1215         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1216         register_subpage(d, &now);
1217     } else {
1218         now.size = int128_zero();
1219     }
1220     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1221         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1222         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1223         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1224         now = remain;
1225         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1226             register_subpage(d, &now);
1227         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1228             now.size = page_size;
1229             register_subpage(d, &now);
1230         } else {
1231             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1232             register_multipage(d, &now);
1233         }
1234     }
1235 }
1236
1237 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1238 {
1239     if (kvm_enabled())
1240         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1241 }
1242
1243 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1244 {
1245     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1246 }
1247
1248 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1249 {
1250     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1251 }
1252
1253 #ifdef __linux__
1254 static int64_t get_file_size(int fd)
1255 {
1256     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1257     if (size < 0) {
1258         return -errno;
1259     }
1260     return size;
1261 }
1262
1263 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1264                             ram_addr_t memory,
1265                             const char *path,
1266                             Error **errp)
1267 {
1268     bool unlink_on_error = false;
1269     char *filename;
1270     char *sanitized_name;
1271     char *c;
1272     void *area = MAP_FAILED;
1273     int fd = -1;
1274     int64_t file_size;
1275
1276     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1277         error_setg(errp,
1278                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1279         return NULL;
1280     }
1281
1282     for (;;) {
1283         fd = open(path, O_RDWR);
1284         if (fd >= 0) {
1285             /* @path names an existing file, use it */
1286             break;
1287         }
1288         if (errno == ENOENT) {
1289             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1290             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1291             if (fd >= 0) {
1292                 unlink_on_error = true;
1293                 break;
1294             }
1295         } else if (errno == EISDIR) {
1296             /* @path names a directory, create a file there */
1297             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1298             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1299             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1300                 if (*c == '/') {
1301                     *c = '_';
1302                 }
1303             }
1304
1305             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1306                                        sanitized_name);
1307             g_free(sanitized_name);
1308
1309             fd = mkstemp(filename);
1310             if (fd >= 0) {
1311                 unlink(filename);
1312                 g_free(filename);
1313                 break;
1314             }
1315             g_free(filename);
1316         }
1317         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1318             error_setg_errno(errp, errno,
1319                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1320                              path);
1321             goto error;
1322         }
1323         /*
1324          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1325          * something else creates the file between our two open().
1326          */
1327     }
1328
1329     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1330     block->mr->align = block->page_size;
1331 #if defined(__s390x__)
1332     if (kvm_enabled()) {
1333         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1334     }
1335 #endif
1336
1337     file_size = get_file_size(fd);
1338
1339     if (memory < block->page_size) {
1340         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1341                    "or larger than page size 0x%zx",
1342                    memory, block->page_size);
1343         goto error;
1344     }
1345
1346     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1347         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1348                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1349                    path, file_size, memory);
1350         goto error;
1351     }
1352
1353     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1354
1355     /*
1356      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1357      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1358      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1359      * mmap will fail.
1360      *
1361      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1362      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1363      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1364      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1365      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1366      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1367      * is disabled as well.
1368      */
1369     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1370         perror("ftruncate");
1371     }
1372
1373     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1374                          block->flags & RAM_SHARED);
1375     if (area == MAP_FAILED) {
1376         error_setg_errno(errp, errno,
1377                          "unable to map backing store for guest RAM");
1378         goto error;
1379     }
1380
1381     if (mem_prealloc) {
1382         os_mem_prealloc(fd, area, memory, errp);
1383         if (errp && *errp) {
1384             goto error;
1385         }
1386     }
1387
1388     block->fd = fd;
1389     return area;
1390
1391 error:
1392     if (area != MAP_FAILED) {
1393         qemu_ram_munmap(area, memory);
1394     }
1395     if (unlink_on_error) {
1396         unlink(path);
1397     }
1398     if (fd != -1) {
1399         close(fd);
1400     }
1401     return NULL;
1402 }
1403 #endif
1404
1405 /* Called with the ramlist lock held.  */
1406 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1407 {
1408     RAMBlock *block, *next_block;
1409     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1410
1411     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1412
1413     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1414         return 0;
1415     }
1416
1417     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1418         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1419
1420         end = block->offset + block->max_length;
1421
1422         QLIST_FOREACH_RCU(next_block, &ram_list.blocks, next) {
1423             if (next_block->offset >= end) {
1424                 next = MIN(next, next_block->offset);
1425             }
1426         }
1427         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1428             offset = end;
1429             mingap = next - end;
1430         }
1431     }
1432
1433     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1434         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1435                 (uint64_t)size);
1436         abort();
1437     }
1438
1439     return offset;
1440 }
1441
1442 ram_addr_t last_ram_offset(void)
1443 {
1444     RAMBlock *block;
1445     ram_addr_t last = 0;
1446
1447     rcu_read_lock();
1448     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1449         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1450     }
1451     rcu_read_unlock();
1452     return last;
1453 }
1454
1455 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1456 {
1457     int ret;
1458
1459     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1460     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1461         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1462         if (ret) {
1463             perror("qemu_madvise");
1464             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1465                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1466         }
1467     }
1468 }
1469
1470 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1471 {
1472     return rb->idstr;
1473 }
1474
1475 /* Called with iothread lock held.  */
1476 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1477 {
1478     RAMBlock *block;
1479
1480     assert(new_block);
1481     assert(!new_block->idstr[0]);
1482
1483     if (dev) {
1484         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1485         if (id) {
1486             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1487             g_free(id);
1488         }
1489     }
1490     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1491
1492     rcu_read_lock();
1493     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1494         if (block != new_block &&
1495             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1496             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1497                     new_block->idstr);
1498             abort();
1499         }
1500     }
1501     rcu_read_unlock();
1502 }
1503
1504 /* Called with iothread lock held.  */
1505 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1506 {
1507     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1508      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1509      * does not work anyway.
1510      */
1511     if (block) {
1512         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1513     }
1514 }
1515
1516 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1517 {
1518     return rb->page_size;
1519 }
1520
1521 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1522 {
1523     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1524         /* disabled by the user */
1525         return 0;
1526     }
1527
1528     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1529 }
1530
1531 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1532  * incoming migration, or right after reset.
1533  *
1534  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1535  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1536  * misuse, if necessary.
1537  */
1538 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1539 {
1540     assert(block);
1541
1542     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1543
1544     if (block->used_length == newsize) {
1545         return 0;
1546     }
1547
1548     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1549         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1550                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1551                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1552                          newsize, block->used_length);
1553         return -EINVAL;
1554     }
1555
1556     if (block->max_length < newsize) {
1557         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1558                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1559                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1560                          newsize, block->max_length);
1561         return -EINVAL;
1562     }
1563
1564     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1565     block->used_length = newsize;
1566     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1567                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1568     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1569     if (block->resized) {
1570         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1571     }
1572     return 0;
1573 }
1574
1575 /* Called with ram_list.mutex held */
1576 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1577                                 ram_addr_t new_ram_size)
1578 {
1579     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1580                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1581     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1582                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1583     int i;
1584
1585     /* Only need to extend if block count increased */
1586     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1587         return;
1588     }
1589
1590     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1591         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1592         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1593         int j;
1594
1595         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1596         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1597                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1598
1599         if (old_num_blocks) {
1600             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1601                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1602         }
1603
1604         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1605             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1606         }
1607
1608         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1609
1610         if (old_blocks) {
1611             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1612         }
1613     }
1614 }
1615
1616 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1617 {
1618     RAMBlock *block;
1619     RAMBlock *last_block = NULL;
1620     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1621     Error *err = NULL;
1622
1623     old_ram_size = last_ram_offset() >> TARGET_PAGE_BITS;
1624
1625     qemu_mutex_lock_ramlist();
1626     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1627
1628     if (!new_block->host) {
1629         if (xen_enabled()) {
1630             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1631                           new_block->mr, &err);
1632             if (err) {
1633                 error_propagate(errp, err);
1634                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1635                 return;
1636             }
1637         } else {
1638             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1639                                              &new_block->mr->align);
1640             if (!new_block->host) {
1641                 error_setg_errno(errp, errno,
1642                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1643                                  memory_region_name(new_block->mr));
1644                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1645                 return;
1646             }
1647             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1648         }
1649     }
1650
1651     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1652               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1653     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1654         migration_bitmap_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1655         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1656     }
1657     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1658      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1659      * tail, so save the last element in last_block.
1660      */
1661     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1662         last_block = block;
1663         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1664             break;
1665         }
1666     }
1667     if (block) {
1668         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1669     } else if (last_block) {
1670         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1671     } else { /* list is empty */
1672         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1673     }
1674     ram_list.mru_block = NULL;
1675
1676     /* Write list before version */
1677     smp_wmb();
1678     ram_list.version++;
1679     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1680
1681     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1682                                         new_block->used_length,
1683                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1684
1685     if (new_block->host) {
1686         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1687         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1688         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1689         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1690     }
1691 }
1692
1693 #ifdef __linux__
1694 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1695                                    bool share, const char *mem_path,
1696                                    Error **errp)
1697 {
1698     RAMBlock *new_block;
1699     Error *local_err = NULL;
1700
1701     if (xen_enabled()) {
1702         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1703         return NULL;
1704     }
1705
1706     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1707         /*
1708          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1709          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1710          * a hook there.
1711          */
1712         error_setg(errp,
1713                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1714         return NULL;
1715     }
1716
1717     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1718     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1719     new_block->mr = mr;
1720     new_block->used_length = size;
1721     new_block->max_length = size;
1722     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1723     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1724                                      mem_path, errp);
1725     if (!new_block->host) {
1726         g_free(new_block);
1727         return NULL;
1728     }
1729
1730     ram_block_add(new_block, &local_err);
1731     if (local_err) {
1732         g_free(new_block);
1733         error_propagate(errp, local_err);
1734         return NULL;
1735     }
1736     return new_block;
1737 }
1738 #endif
1739
1740 static
1741 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1742                                   void (*resized)(const char*,
1743                                                   uint64_t length,
1744                                                   void *host),
1745                                   void *host, bool resizeable,
1746                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1747 {
1748     RAMBlock *new_block;
1749     Error *local_err = NULL;
1750
1751     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1752     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1753     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1754     new_block->mr = mr;
1755     new_block->resized = resized;
1756     new_block->used_length = size;
1757     new_block->max_length = max_size;
1758     assert(max_size >= size);
1759     new_block->fd = -1;
1760     new_block->page_size = getpagesize();
1761     new_block->host = host;
1762     if (host) {
1763         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
1764     }
1765     if (resizeable) {
1766         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
1767     }
1768     ram_block_add(new_block, &local_err);
1769     if (local_err) {
1770         g_free(new_block);
1771         error_propagate(errp, local_err);
1772         return NULL;
1773     }
1774     return new_block;
1775 }
1776
1777 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
1778                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
1779 {
1780     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
1781 }
1782
1783 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
1784 {
1785     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
1786 }
1787
1788 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
1789                                      void (*resized)(const char*,
1790                                                      uint64_t length,
1791                                                      void *host),
1792                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
1793 {
1794     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
1795 }
1796
1797 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
1798 {
1799     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1800         ;
1801     } else if (xen_enabled()) {
1802         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
1803 #ifndef _WIN32
1804     } else if (block->fd >= 0) {
1805         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
1806         close(block->fd);
1807 #endif
1808     } else {
1809         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
1810     }
1811     g_free(block);
1812 }
1813
1814 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
1815 {
1816     if (!block) {
1817         return;
1818     }
1819
1820     qemu_mutex_lock_ramlist();
1821     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
1822     ram_list.mru_block = NULL;
1823     /* Write list before version */
1824     smp_wmb();
1825     ram_list.version++;
1826     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
1827     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1828 }
1829
1830 #ifndef _WIN32
1831 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
1832 {
1833     RAMBlock *block;
1834     ram_addr_t offset;
1835     int flags;
1836     void *area, *vaddr;
1837
1838     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1839         offset = addr - block->offset;
1840         if (offset < block->max_length) {
1841             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
1842             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1843                 ;
1844             } else if (xen_enabled()) {
1845                 abort();
1846             } else {
1847                 flags = MAP_FIXED;
1848                 if (block->fd >= 0) {
1849                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
1850                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
1851                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1852                                 flags, block->fd, offset);
1853                 } else {
1854                     /*
1855                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
1856                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
1857                      * we'd need a remap hook here.
1858                      */
1859                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
1860
1861                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
1862                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1863                                 flags, -1, 0);
1864                 }
1865                 if (area != vaddr) {
1866                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
1867                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
1868                             length, addr);
1869                     exit(1);
1870                 }
1871                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
1872                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
1873             }
1874         }
1875     }
1876 }
1877 #endif /* !_WIN32 */
1878
1879 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
1880  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
1881  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
1882  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
1883  *
1884  * Called within RCU critical section.
1885  */
1886 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
1887 {
1888     RAMBlock *block = ram_block;
1889
1890     if (block == NULL) {
1891         block = qemu_get_ram_block(addr);
1892         addr -= block->offset;
1893     }
1894
1895     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1896         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1897          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1898          * In that case just map until the end of the page.
1899          */
1900         if (block->offset == 0) {
1901             return xen_map_cache(addr, 0, 0);
1902         }
1903
1904         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1905     }
1906     return ramblock_ptr(block, addr);
1907 }
1908
1909 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
1910  * but takes a size argument.
1911  *
1912  * Called within RCU critical section.
1913  */
1914 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
1915                                  hwaddr *size)
1916 {
1917     RAMBlock *block = ram_block;
1918     if (*size == 0) {
1919         return NULL;
1920     }
1921
1922     if (block == NULL) {
1923         block = qemu_get_ram_block(addr);
1924         addr -= block->offset;
1925     }
1926     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
1927
1928     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1929         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1930          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1931          * In that case just map the requested area.
1932          */
1933         if (block->offset == 0) {
1934             return xen_map_cache(addr, *size, 1);
1935         }
1936
1937         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1938     }
1939
1940     return ramblock_ptr(block, addr);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
1945  * in that RAMBlock.
1946  *
1947  * ptr: Host pointer to look up
1948  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
1949  * *ram_addr: set to result ram_addr
1950  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
1951  *
1952  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
1953  *
1954  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
1955  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
1956  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
1957  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
1958  * ram_addr_t.
1959  */
1960 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
1961                                    ram_addr_t *offset)
1962 {
1963     RAMBlock *block;
1964     uint8_t *host = ptr;
1965
1966     if (xen_enabled()) {
1967         ram_addr_t ram_addr;
1968         rcu_read_lock();
1969         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
1970         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
1971         if (block) {
1972             *offset = ram_addr - block->offset;
1973         }
1974         rcu_read_unlock();
1975         return block;
1976     }
1977
1978     rcu_read_lock();
1979     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1980     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
1981         goto found;
1982     }
1983
1984     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1985         /* This case append when the block is not mapped. */
1986         if (block->host == NULL) {
1987             continue;
1988         }
1989         if (host - block->host < block->max_length) {
1990             goto found;
1991         }
1992     }
1993
1994     rcu_read_unlock();
1995     return NULL;
1996
1997 found:
1998     *offset = (host - block->host);
1999     if (round_offset) {
2000         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2001     }
2002     rcu_read_unlock();
2003     return block;
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Finds the named RAMBlock
2008  *
2009  * name: The name of RAMBlock to find
2010  *
2011  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2012  */
2013 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2014 {
2015     RAMBlock *block;
2016
2017     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2018         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2019             return block;
2020         }
2021     }
2022
2023     return NULL;
2024 }
2025
2026 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2027    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2028 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2029 {
2030     RAMBlock *block;
2031     ram_addr_t offset;
2032
2033     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2034     if (!block) {
2035         return RAM_ADDR_INVALID;
2036     }
2037
2038     return block->offset + offset;
2039 }
2040
2041 /* Called within RCU critical section.  */
2042 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2043                                uint64_t val, unsigned size)
2044 {
2045     bool locked = false;
2046
2047     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2048         locked = true;
2049         tb_lock();
2050         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2051     }
2052     switch (size) {
2053     case 1:
2054         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2055         break;
2056     case 2:
2057         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2058         break;
2059     case 4:
2060         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2061         break;
2062     default:
2063         abort();
2064     }
2065
2066     if (locked) {
2067         tb_unlock();
2068     }
2069
2070     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2071      * the notdirty callback faster.
2072      */
2073     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2074                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2075     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2076        flushed */
2077     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2078         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2079     }
2080 }
2081
2082 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2083                                  unsigned size, bool is_write)
2084 {
2085     return is_write;
2086 }
2087
2088 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2089     .write = notdirty_mem_write,
2090     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2091     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2092 };
2093
2094 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2095 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2096 {
2097     CPUState *cpu = current_cpu;
2098     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2099     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2100     target_ulong pc, cs_base;
2101     target_ulong vaddr;
2102     CPUWatchpoint *wp;
2103     uint32_t cpu_flags;
2104
2105     if (cpu->watchpoint_hit) {
2106         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2107          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2108          * current instruction. */
2109         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2110         return;
2111     }
2112     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2113     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2114         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2115             && (wp->flags & flags)) {
2116             if (flags == BP_MEM_READ) {
2117                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2118             } else {
2119                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2120             }
2121             wp->hitaddr = vaddr;
2122             wp->hitattrs = attrs;
2123             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2124                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2125                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2126                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2127                     continue;
2128                 }
2129                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2130
2131                 /* The tb_lock will be reset when cpu_loop_exit or
2132                  * cpu_loop_exit_noexc longjmp back into the cpu_exec
2133                  * main loop.
2134                  */
2135                 tb_lock();
2136                 tb_check_watchpoint(cpu);
2137                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2138                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2139                     cpu_loop_exit(cpu);
2140                 } else {
2141                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2142                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2143                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2144                 }
2145             }
2146         } else {
2147             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2148         }
2149     }
2150 }
2151
2152 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2153    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2154    phys routines.  */
2155 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2156                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2157 {
2158     MemTxResult res;
2159     uint64_t data;
2160     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2161     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2162
2163     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2164     switch (size) {
2165     case 1:
2166         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2167         break;
2168     case 2:
2169         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2170         break;
2171     case 4:
2172         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2173         break;
2174     default: abort();
2175     }
2176     *pdata = data;
2177     return res;
2178 }
2179
2180 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2181                                    uint64_t val, unsigned size,
2182                                    MemTxAttrs attrs)
2183 {
2184     MemTxResult res;
2185     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2186     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2187
2188     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2189     switch (size) {
2190     case 1:
2191         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2192         break;
2193     case 2:
2194         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2195         break;
2196     case 4:
2197         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2198         break;
2199     default: abort();
2200     }
2201     return res;
2202 }
2203
2204 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2205     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2206     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2207     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2208 };
2209
2210 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2211                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2212 {
2213     subpage_t *subpage = opaque;
2214     uint8_t buf[8];
2215     MemTxResult res;
2216
2217 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2218     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2219            subpage, len, addr);
2220 #endif
2221     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2222                              attrs, buf, len);
2223     if (res) {
2224         return res;
2225     }
2226     switch (len) {
2227     case 1:
2228         *data = ldub_p(buf);
2229         return MEMTX_OK;
2230     case 2:
2231         *data = lduw_p(buf);
2232         return MEMTX_OK;
2233     case 4:
2234         *data = ldl_p(buf);
2235         return MEMTX_OK;
2236     case 8:
2237         *data = ldq_p(buf);
2238         return MEMTX_OK;
2239     default:
2240         abort();
2241     }
2242 }
2243
2244 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2245                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2246 {
2247     subpage_t *subpage = opaque;
2248     uint8_t buf[8];
2249
2250 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2251     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2252            " value %"PRIx64"\n",
2253            __func__, subpage, len, addr, value);
2254 #endif
2255     switch (len) {
2256     case 1:
2257         stb_p(buf, value);
2258         break;
2259     case 2:
2260         stw_p(buf, value);
2261         break;
2262     case 4:
2263         stl_p(buf, value);
2264         break;
2265     case 8:
2266         stq_p(buf, value);
2267         break;
2268     default:
2269         abort();
2270     }
2271     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2272                                attrs, buf, len);
2273 }
2274
2275 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2276                             unsigned len, bool is_write)
2277 {
2278     subpage_t *subpage = opaque;
2279 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2280     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2281            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2282 #endif
2283
2284     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2285                                       len, is_write);
2286 }
2287
2288 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2289     .read_with_attrs = subpage_read,
2290     .write_with_attrs = subpage_write,
2291     .impl.min_access_size = 1,
2292     .impl.max_access_size = 8,
2293     .valid.min_access_size = 1,
2294     .valid.max_access_size = 8,
2295     .valid.accepts = subpage_accepts,
2296     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2297 };
2298
2299 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2300                              uint16_t section)
2301 {
2302     int idx, eidx;
2303
2304     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2305         return -1;
2306     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2307     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2308 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2309     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2310            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2311 #endif
2312     for (; idx <= eidx; idx++) {
2313         mmio->sub_section[idx] = section;
2314     }
2315
2316     return 0;
2317 }
2318
2319 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2320 {
2321     subpage_t *mmio;
2322
2323     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2324     mmio->as = as;
2325     mmio->base = base;
2326     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2327                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2328     mmio->iomem.subpage = true;
2329 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2330     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2331            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2332 #endif
2333     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2334
2335     return mmio;
2336 }
2337
2338 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2339                               MemoryRegion *mr)
2340 {
2341     assert(as);
2342     MemoryRegionSection section = {
2343         .address_space = as,
2344         .mr = mr,
2345         .offset_within_address_space = 0,
2346         .offset_within_region = 0,
2347         .size = int128_2_64(),
2348     };
2349
2350     return phys_section_add(map, &section);
2351 }
2352
2353 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2354 {
2355     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2356     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2357     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2358     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2359
2360     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2361 }
2362
2363 static void io_mem_init(void)
2364 {
2365     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2366     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2367                           NULL, UINT64_MAX);
2368     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2369                           NULL, UINT64_MAX);
2370     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2371                           NULL, UINT64_MAX);
2372 }
2373
2374 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2375 {
2376     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2377     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2378     uint16_t n;
2379
2380     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2381     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2382     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2383     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2384     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2385     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2386     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2387     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2388
2389     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2390     d->as = as;
2391     as->next_dispatch = d;
2392 }
2393
2394 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2395 {
2396     phys_sections_free(&d->map);
2397     g_free(d);
2398 }
2399
2400 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2401 {
2402     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2403     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2404     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2405
2406     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2407
2408     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2409     if (cur) {
2410         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2411     }
2412 }
2413
2414 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2415 {
2416     CPUAddressSpace *cpuas;
2417     AddressSpaceDispatch *d;
2418
2419     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2420        reset the modified entries */
2421     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2422     cpu_reloading_memory_map();
2423     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2424      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2425      * may have split the RCU critical section.
2426      */
2427     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2428     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2429     tlb_flush(cpuas->cpu);
2430 }
2431
2432 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2433 {
2434     as->dispatch = NULL;
2435     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2436         .begin = mem_begin,
2437         .commit = mem_commit,
2438         .region_add = mem_add,
2439         .region_nop = mem_add,
2440         .priority = 0,
2441     };
2442     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2443 }
2444
2445 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2446 {
2447     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2448 }
2449
2450 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2451 {
2452     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2453
2454     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2455     if (d) {
2456         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2457     }
2458 }
2459
2460 static void memory_map_init(void)
2461 {
2462     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2463
2464     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2465     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2466
2467     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2468     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2469                           65536);
2470     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2471 }
2472
2473 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2474 {
2475     return system_memory;
2476 }
2477
2478 MemoryRegion *get_system_io(void)
2479 {
2480     return system_io;
2481 }
2482
2483 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2484
2485 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2486 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2487 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2488                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2489 {
2490     int l, flags;
2491     target_ulong page;
2492     void * p;
2493
2494     while (len > 0) {
2495         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2496         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2497         if (l > len)
2498             l = len;
2499         flags = page_get_flags(page);
2500         if (!(flags & PAGE_VALID))
2501             return -1;
2502         if (is_write) {
2503             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2504                 return -1;
2505             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2506             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2507                 return -1;
2508             memcpy(p, buf, l);
2509             unlock_user(p, addr, l);
2510         } else {
2511             if (!(flags & PAGE_READ))
2512                 return -1;
2513             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2514             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2515                 return -1;
2516             memcpy(buf, p, l);
2517             unlock_user(p, addr, 0);
2518         }
2519         len -= l;
2520         buf += l;
2521         addr += l;
2522     }
2523     return 0;
2524 }
2525
2526 #else
2527
2528 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2529                                      hwaddr length)
2530 {
2531     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2532     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2533
2534     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2535      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2536      * xen_modified_memory.
2537      */
2538     if (dirty_log_mask) {
2539         dirty_log_mask =
2540             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2541     }
2542     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2543         tb_lock();
2544         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2545         tb_unlock();
2546         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2547     }
2548     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2549 }
2550
2551 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2552 {
2553     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2554
2555     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2556        otherwise specified.  */
2557     if (access_size_max == 0) {
2558         access_size_max = 4;
2559     }
2560
2561     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2562     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2563         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2564         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2565             access_size_max = align_size_max;
2566         }
2567     }
2568
2569     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2570     if (l > access_size_max) {
2571         l = access_size_max;
2572     }
2573     l = pow2floor(l);
2574
2575     return l;
2576 }
2577
2578 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2579 {
2580     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2581     bool release_lock = false;
2582
2583     if (unlocked && mr->global_locking) {
2584         qemu_mutex_lock_iothread();
2585         unlocked = false;
2586         release_lock = true;
2587     }
2588     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2589         if (unlocked) {
2590             qemu_mutex_lock_iothread();
2591         }
2592         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2593         if (unlocked) {
2594             qemu_mutex_unlock_iothread();
2595         }
2596     }
2597
2598     return release_lock;
2599 }
2600
2601 /* Called within RCU critical section.  */
2602 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2603                                                 MemTxAttrs attrs,
2604                                                 const uint8_t *buf,
2605                                                 int len, hwaddr addr1,
2606                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2607 {
2608     uint8_t *ptr;
2609     uint64_t val;
2610     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2611     bool release_lock = false;
2612
2613     for (;;) {
2614         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2615             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2616             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2617             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2618                potential bugs */
2619             switch (l) {
2620             case 8:
2621                 /* 64 bit write access */
2622                 val = ldq_p(buf);
2623                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2624                                                        attrs);
2625                 break;
2626             case 4:
2627                 /* 32 bit write access */
2628                 val = ldl_p(buf);
2629                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2630                                                        attrs);
2631                 break;
2632             case 2:
2633                 /* 16 bit write access */
2634                 val = lduw_p(buf);
2635                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2636                                                        attrs);
2637                 break;
2638             case 1:
2639                 /* 8 bit write access */
2640                 val = ldub_p(buf);
2641                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2642                                                        attrs);
2643                 break;
2644             default:
2645                 abort();
2646             }
2647         } else {
2648             /* RAM case */
2649             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2650             memcpy(ptr, buf, l);
2651             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2652         }
2653
2654         if (release_lock) {
2655             qemu_mutex_unlock_iothread();
2656             release_lock = false;
2657         }
2658
2659         len -= l;
2660         buf += l;
2661         addr += l;
2662
2663         if (!len) {
2664             break;
2665         }
2666
2667         l = len;
2668         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2669     }
2670
2671     return result;
2672 }
2673
2674 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2675                                 const uint8_t *buf, int len)
2676 {
2677     hwaddr l;
2678     hwaddr addr1;
2679     MemoryRegion *mr;
2680     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2681
2682     if (len > 0) {
2683         rcu_read_lock();
2684         l = len;
2685         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2686         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2687                                               addr1, l, mr);
2688         rcu_read_unlock();
2689     }
2690
2691     return result;
2692 }
2693
2694 /* Called within RCU critical section.  */
2695 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2696                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2697                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2698                                         MemoryRegion *mr)
2699 {
2700     uint8_t *ptr;
2701     uint64_t val;
2702     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2703     bool release_lock = false;
2704
2705     for (;;) {
2706         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2707             /* I/O case */
2708             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2709             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2710             switch (l) {
2711             case 8:
2712                 /* 64 bit read access */
2713                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2714                                                       attrs);
2715                 stq_p(buf, val);
2716                 break;
2717             case 4:
2718                 /* 32 bit read access */
2719                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2720                                                       attrs);
2721                 stl_p(buf, val);
2722                 break;
2723             case 2:
2724                 /* 16 bit read access */
2725                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2726                                                       attrs);
2727                 stw_p(buf, val);
2728                 break;
2729             case 1:
2730                 /* 8 bit read access */
2731                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2732                                                       attrs);
2733                 stb_p(buf, val);
2734                 break;
2735             default:
2736                 abort();
2737             }
2738         } else {
2739             /* RAM case */
2740             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2741             memcpy(buf, ptr, l);
2742         }
2743
2744         if (release_lock) {
2745             qemu_mutex_unlock_iothread();
2746             release_lock = false;
2747         }
2748
2749         len -= l;
2750         buf += l;
2751         addr += l;
2752
2753         if (!len) {
2754             break;
2755         }
2756
2757         l = len;
2758         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2759     }
2760
2761     return result;
2762 }
2763
2764 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2765                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
2766 {
2767     hwaddr l;
2768     hwaddr addr1;
2769     MemoryRegion *mr;
2770     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2771
2772     if (len > 0) {
2773         rcu_read_lock();
2774         l = len;
2775         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2776         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2777                                              addr1, l, mr);
2778         rcu_read_unlock();
2779     }
2780
2781     return result;
2782 }
2783
2784 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2785                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
2786 {
2787     if (is_write) {
2788         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2789     } else {
2790         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2791     }
2792 }
2793
2794 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
2795                             int len, int is_write)
2796 {
2797     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2798                      buf, len, is_write);
2799 }
2800
2801 enum write_rom_type {
2802     WRITE_DATA,
2803     FLUSH_CACHE,
2804 };
2805
2806 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
2807     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
2808 {
2809     hwaddr l;
2810     uint8_t *ptr;
2811     hwaddr addr1;
2812     MemoryRegion *mr;
2813
2814     rcu_read_lock();
2815     while (len > 0) {
2816         l = len;
2817         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2818
2819         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
2820               memory_region_is_romd(mr))) {
2821             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2822         } else {
2823             /* ROM/RAM case */
2824             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2825             switch (type) {
2826             case WRITE_DATA:
2827                 memcpy(ptr, buf, l);
2828                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2829                 break;
2830             case FLUSH_CACHE:
2831                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
2832                 break;
2833             }
2834         }
2835         len -= l;
2836         buf += l;
2837         addr += l;
2838     }
2839     rcu_read_unlock();
2840 }
2841
2842 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
2843 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2844                                    const uint8_t *buf, int len)
2845 {
2846     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
2847 }
2848
2849 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
2850 {
2851     /*
2852      * This function should do the same thing as an icache flush that was
2853      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
2854      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
2855      * the host's instruction cache at least.
2856      */
2857     if (tcg_enabled()) {
2858         return;
2859     }
2860
2861     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
2862                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
2863 }
2864
2865 typedef struct {
2866     MemoryRegion *mr;
2867     void *buffer;
2868     hwaddr addr;
2869     hwaddr len;
2870     bool in_use;
2871 } BounceBuffer;
2872
2873 static BounceBuffer bounce;
2874
2875 typedef struct MapClient {
2876     QEMUBH *bh;
2877     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
2878 } MapClient;
2879
2880 QemuMutex map_client_list_lock;
2881 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
2882     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
2883
2884 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
2885 {
2886     QLIST_REMOVE(client, link);
2887     g_free(client);
2888 }
2889
2890 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
2891 {
2892     MapClient *client;
2893
2894     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
2895         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
2896         qemu_bh_schedule(client->bh);
2897         cpu_unregister_map_client_do(client);
2898     }
2899 }
2900
2901 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
2902 {
2903     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
2904
2905     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2906     client->bh = bh;
2907     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
2908     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
2909         cpu_notify_map_clients_locked();
2910     }
2911     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2912 }
2913
2914 void cpu_exec_init_all(void)
2915 {
2916     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
2917     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
2918      * so no more changes can be made after this point.
2919      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
2920      * machine setup would care about the target page size, and we could
2921      * do this much later, rather than requiring board models to state
2922      * up front what their requirements are.
2923      */
2924     finalize_target_page_bits();
2925     io_mem_init();
2926     memory_map_init();
2927     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
2928 }
2929
2930 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
2931 {
2932     MapClient *client;
2933
2934     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2935     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
2936         if (client->bh == bh) {
2937             cpu_unregister_map_client_do(client);
2938             break;
2939         }
2940     }
2941     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2942 }
2943
2944 static void cpu_notify_map_clients(void)
2945 {
2946     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2947     cpu_notify_map_clients_locked();
2948     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2949 }
2950
2951 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
2952 {
2953     MemoryRegion *mr;
2954     hwaddr l, xlat;
2955
2956     rcu_read_lock();
2957     while (len > 0) {
2958         l = len;
2959         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
2960         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
2961             l = memory_access_size(mr, l, addr);
2962             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
2963                 return false;
2964             }
2965         }
2966
2967         len -= l;
2968         addr += l;
2969     }
2970     rcu_read_unlock();
2971     return true;
2972 }
2973
2974 static hwaddr
2975 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
2976                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
2977                                  bool is_write)
2978 {
2979     hwaddr done = 0;
2980     hwaddr xlat;
2981     MemoryRegion *this_mr;
2982
2983     for (;;) {
2984         target_len -= len;
2985         addr += len;
2986         done += len;
2987         if (target_len == 0) {
2988             return done;
2989         }
2990
2991         len = target_len;
2992         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
2993         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
2994             return done;
2995         }
2996     }
2997 }
2998
2999 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3000  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3001  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3002  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3003  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3004  * likely to succeed.
3005  */
3006 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3007                         hwaddr addr,
3008                         hwaddr *plen,
3009                         bool is_write)
3010 {
3011     hwaddr len = *plen;
3012     hwaddr l, xlat;
3013     MemoryRegion *mr;
3014     void *ptr;
3015
3016     if (len == 0) {
3017         return NULL;
3018     }
3019
3020     l = len;
3021     rcu_read_lock();
3022     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3023
3024     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3025         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3026             rcu_read_unlock();
3027             return NULL;
3028         }
3029         /* Avoid unbounded allocations */
3030         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3031         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3032         bounce.addr = addr;
3033         bounce.len = l;
3034
3035         memory_region_ref(mr);
3036         bounce.mr = mr;
3037         if (!is_write) {
3038             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3039                                bounce.buffer, l);
3040         }
3041
3042         rcu_read_unlock();
3043         *plen = l;
3044         return bounce.buffer;
3045     }
3046
3047
3048     memory_region_ref(mr);
3049     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3050     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3051     rcu_read_unlock();
3052
3053     return ptr;
3054 }
3055
3056 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3057  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3058  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3059  */
3060 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3061                          int is_write, hwaddr access_len)
3062 {
3063     if (buffer != bounce.buffer) {
3064         MemoryRegion *mr;
3065         ram_addr_t addr1;
3066
3067         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3068         assert(mr != NULL);
3069         if (is_write) {
3070             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3071         }
3072         if (xen_enabled()) {
3073             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3074         }
3075         memory_region_unref(mr);
3076         return;
3077     }
3078     if (is_write) {
3079         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3080                             bounce.buffer, access_len);
3081     }
3082     qemu_vfree(bounce.buffer);
3083     bounce.buffer = NULL;
3084     memory_region_unref(bounce.mr);
3085     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3086     cpu_notify_map_clients();
3087 }
3088
3089 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3090                               hwaddr *plen,
3091                               int is_write)
3092 {
3093     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3094 }
3095
3096 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3097                                int is_write, hwaddr access_len)
3098 {
3099     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3100 }
3101
3102 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3103 #define ARG1                     as
3104 #define SUFFIX
3105 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3106 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3107 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3108 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3109 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3110 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3111 #include "memory_ldst.inc.c"
3112
3113 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3114                                  AddressSpace *as,
3115                                  hwaddr addr,
3116                                  hwaddr len,
3117                                  bool is_write)
3118 {
3119     hwaddr l, xlat;
3120     MemoryRegion *mr;
3121     void *ptr;
3122
3123     assert(len > 0);
3124
3125     l = len;
3126     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3127     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3128         return -EINVAL;
3129     }
3130
3131     l = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3132     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, &l);
3133
3134     cache->xlat = xlat;
3135     cache->is_write = is_write;
3136     cache->mr = mr;
3137     cache->ptr = ptr;
3138     cache->len = l;
3139     memory_region_ref(cache->mr);
3140
3141     return l;
3142 }
3143
3144 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3145                                     hwaddr addr,
3146                                     hwaddr access_len)
3147 {
3148     assert(cache->is_write);
3149     invalidate_and_set_dirty(cache->mr, addr + cache->xlat, access_len);
3150 }
3151
3152 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3153 {
3154     if (!cache->mr) {
3155         return;
3156     }
3157
3158     if (xen_enabled()) {
3159         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3160     }
3161     memory_region_unref(cache->mr);
3162 }
3163
3164 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3165  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3166  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3167  * address_space_cache_init.
3168  */
3169 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3170     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3171     hwaddr *plen, bool is_write)
3172 {
3173     assert(addr < cache->len && *plen <= cache->len - addr);
3174     *xlat = addr + cache->xlat;
3175     return cache->mr;
3176 }
3177
3178 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3179 #define ARG1                     cache
3180 #define SUFFIX                   _cached
3181 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3182 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3183 #define MAP_RAM(mr, ofs)         (cache->ptr + (ofs - cache->xlat))
3184 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) ((void)0)
3185 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3186 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3187 #include "memory_ldst.inc.c"
3188
3189 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3190 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3191                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3192 {
3193     int l;
3194     hwaddr phys_addr;
3195     target_ulong page;
3196
3197     while (len > 0) {
3198         int asidx;
3199         MemTxAttrs attrs;
3200
3201         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3202         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3203         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3204         /* if no physical page mapped, return an error */
3205         if (phys_addr == -1)
3206             return -1;
3207         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3208         if (l > len)
3209             l = len;
3210         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3211         if (is_write) {
3212             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3213                                           phys_addr, buf, l);
3214         } else {
3215             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3216                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3217                              buf, l, 0);
3218         }
3219         len -= l;
3220         buf += l;
3221         addr += l;
3222     }
3223     return 0;
3224 }
3225
3226 /*
3227  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3228  * target independent.
3229  */
3230 size_t qemu_target_page_bits(void)
3231 {
3232     return TARGET_PAGE_BITS;
3233 }
3234
3235 #endif
3236
3237 /*
3238  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3239  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3240  */
3241 bool target_words_bigendian(void);
3242 bool target_words_bigendian(void)
3243 {
3244 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3245     return true;
3246 #else
3247     return false;
3248 #endif
3249 }
3250
3251 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3252 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3253 {
3254     MemoryRegion*mr;
3255     hwaddr l = 1;
3256     bool res;
3257
3258     rcu_read_lock();
3259     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3260                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3261
3262     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3263     rcu_read_unlock();
3264     return res;
3265 }
3266
3267 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3268 {
3269     RAMBlock *block;
3270     int ret = 0;
3271
3272     rcu_read_lock();
3273     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
3274         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3275                    block->used_length, opaque);
3276         if (ret) {
3277             break;
3278         }
3279     }
3280     rcu_read_unlock();
3281     return ret;
3282 }
3283 #endif
This page took 0.197344 seconds and 4 git commands to generate.