]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
Merge remote-tracking branch 'remotes/dgibson/tags/ppc-for-5.0-20200317' into staging
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "qemu-common.h"
22 #include "qapi/error.h"
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "exec/target_page.h"
28 #include "tcg/tcg.h"
29 #include "hw/qdev-core.h"
30 #include "hw/qdev-properties.h"
31 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
32 #include "hw/boards.h"
33 #include "hw/xen/xen.h"
34 #endif
35 #include "sysemu/kvm.h"
36 #include "sysemu/sysemu.h"
37 #include "sysemu/tcg.h"
38 #include "sysemu/qtest.h"
39 #include "qemu/timer.h"
40 #include "qemu/config-file.h"
41 #include "qemu/error-report.h"
42 #include "qemu/qemu-print.h"
43 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
44 #include "qemu.h"
45 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
46 #include "exec/memory.h"
47 #include "exec/ioport.h"
48 #include "sysemu/dma.h"
49 #include "sysemu/hostmem.h"
50 #include "sysemu/hw_accel.h"
51 #include "exec/address-spaces.h"
52 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
53 #include "trace-root.h"
54
55 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
56 #include <linux/falloc.h>
57 #endif
58
59 #endif
60 #include "qemu/rcu_queue.h"
61 #include "qemu/main-loop.h"
62 #include "translate-all.h"
63 #include "sysemu/replay.h"
64
65 #include "exec/memory-internal.h"
66 #include "exec/ram_addr.h"
67 #include "exec/log.h"
68
69 #include "qemu/pmem.h"
70
71 #include "migration/vmstate.h"
72
73 #include "qemu/range.h"
74 #ifndef _WIN32
75 #include "qemu/mmap-alloc.h"
76 #endif
77
78 #include "monitor/monitor.h"
79
80 //#define DEBUG_SUBPAGE
81
82 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
83 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
84  * are protected by the ramlist lock.
85  */
86 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
87
88 static MemoryRegion *system_memory;
89 static MemoryRegion *system_io;
90
91 AddressSpace address_space_io;
92 AddressSpace address_space_memory;
93
94 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
95 #endif
96
97 CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
98
99 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
100    cpu_exec() */
101 __thread CPUState *current_cpu;
102
103 uintptr_t qemu_host_page_size;
104 intptr_t qemu_host_page_mask;
105
106 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
107 /* 0 = Do not count executed instructions.
108    1 = Precise instruction counting.
109    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
110 int use_icount;
111
112 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
113
114 struct PhysPageEntry {
115     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
116     uint32_t skip : 6;
117      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
118     uint32_t ptr : 26;
119 };
120
121 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
122
123 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
124 #define ADDR_SPACE_BITS 64
125
126 #define P_L2_BITS 9
127 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
128
129 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
130
131 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
132
133 typedef struct PhysPageMap {
134     struct rcu_head rcu;
135
136     unsigned sections_nb;
137     unsigned sections_nb_alloc;
138     unsigned nodes_nb;
139     unsigned nodes_nb_alloc;
140     Node *nodes;
141     MemoryRegionSection *sections;
142 } PhysPageMap;
143
144 struct AddressSpaceDispatch {
145     MemoryRegionSection *mru_section;
146     /* This is a multi-level map on the physical address space.
147      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
148      */
149     PhysPageEntry phys_map;
150     PhysPageMap map;
151 };
152
153 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
154 typedef struct subpage_t {
155     MemoryRegion iomem;
156     FlatView *fv;
157     hwaddr base;
158     uint16_t sub_section[];
159 } subpage_t;
160
161 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
162
163 static void io_mem_init(void);
164 static void memory_map_init(void);
165 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener);
166 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
167
168 /**
169  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
170  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
171  * @as: the AddressSpace itself
172  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
173  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
174  */
175 struct CPUAddressSpace {
176     CPUState *cpu;
177     AddressSpace *as;
178     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
179     MemoryListener tcg_as_listener;
180 };
181
182 struct DirtyBitmapSnapshot {
183     ram_addr_t start;
184     ram_addr_t end;
185     unsigned long dirty[];
186 };
187
188 #endif
189
190 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
191
192 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
193 {
194     static unsigned alloc_hint = 16;
195     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
196         map->nodes_nb_alloc = MAX(alloc_hint, map->nodes_nb + nodes);
197         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
198         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
199     }
200 }
201
202 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
203 {
204     unsigned i;
205     uint32_t ret;
206     PhysPageEntry e;
207     PhysPageEntry *p;
208
209     ret = map->nodes_nb++;
210     p = map->nodes[ret];
211     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
212     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
213
214     e.skip = leaf ? 0 : 1;
215     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
216     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
217         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
218     }
219     return ret;
220 }
221
222 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
223                                 hwaddr *index, uint64_t *nb, uint16_t leaf,
224                                 int level)
225 {
226     PhysPageEntry *p;
227     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
228
229     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
230         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
231     }
232     p = map->nodes[lp->ptr];
233     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
234
235     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
236         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
237             lp->skip = 0;
238             lp->ptr = leaf;
239             *index += step;
240             *nb -= step;
241         } else {
242             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
243         }
244         ++lp;
245     }
246 }
247
248 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
249                           hwaddr index, uint64_t nb,
250                           uint16_t leaf)
251 {
252     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
253     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
254
255     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
256 }
257
258 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
259  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
260  */
261 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
262 {
263     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
264     int valid = 0;
265     PhysPageEntry *p;
266     int i;
267
268     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
269         return;
270     }
271
272     p = nodes[lp->ptr];
273     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
274         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
275             continue;
276         }
277
278         valid_ptr = i;
279         valid++;
280         if (p[i].skip) {
281             phys_page_compact(&p[i], nodes);
282         }
283     }
284
285     /* We can only compress if there's only one child. */
286     if (valid != 1) {
287         return;
288     }
289
290     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
291
292     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
293     if (P_L2_LEVELS >= (1 << 6) &&
294         lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 6)) {
295         return;
296     }
297
298     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
299     if (!p[valid_ptr].skip) {
300         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
301         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
302          * should never reach here.
303          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
304          * change this rule.
305          */
306         lp->skip = 0;
307     } else {
308         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
309     }
310 }
311
312 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
313 {
314     if (d->phys_map.skip) {
315         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
316     }
317 }
318
319 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
320                                        hwaddr addr)
321 {
322     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
323      * the section must cover the entire address space.
324      */
325     return int128_gethi(section->size) ||
326            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
327                              int128_getlo(section->size), addr);
328 }
329
330 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
331 {
332     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
333     Node *nodes = d->map.nodes;
334     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
335     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
336     int i;
337
338     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
339         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
340             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
341         }
342         p = nodes[lp.ptr];
343         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
344     }
345
346     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
347         return &sections[lp.ptr];
348     } else {
349         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
350     }
351 }
352
353 /* Called from RCU critical section */
354 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
355                                                         hwaddr addr,
356                                                         bool resolve_subpage)
357 {
358     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
359     subpage_t *subpage;
360
361     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
362         !section_covers_addr(section, addr)) {
363         section = phys_page_find(d, addr);
364         atomic_set(&d->mru_section, section);
365     }
366     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
367         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
368         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
369     }
370     return section;
371 }
372
373 /* Called from RCU critical section */
374 static MemoryRegionSection *
375 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
376                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
377 {
378     MemoryRegionSection *section;
379     MemoryRegion *mr;
380     Int128 diff;
381
382     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
383     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
384     addr -= section->offset_within_address_space;
385
386     /* Compute offset within MemoryRegion */
387     *xlat = addr + section->offset_within_region;
388
389     mr = section->mr;
390
391     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
392      * on their address, without considering adjacent registers that could
393      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
394      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
395      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
396      * here.
397      *
398      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
399      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
400      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
401      */
402     if (memory_region_is_ram(mr)) {
403         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
404         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
405     }
406     return section;
407 }
408
409 /**
410  * address_space_translate_iommu - translate an address through an IOMMU
411  * memory region and then through the target address space.
412  *
413  * @iommu_mr: the IOMMU memory region that we start the translation from
414  * @addr: the address to be translated through the MMU
415  * @xlat: the translated address offset within the destination memory region.
416  *        It cannot be %NULL.
417  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
418  *            cannot be %NULL.
419  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
420  *            should only be meaningful for IOMMU translated
421  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
422  *            would tell. It can be %NULL if we don't care about it.
423  * @is_write: whether the translation operation is for write
424  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
425  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
426  * @attrs: transaction attributes
427  *
428  * This function is called from RCU critical section.  It is the common
429  * part of flatview_do_translate and address_space_translate_cached.
430  */
431 static MemoryRegionSection address_space_translate_iommu(IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
432                                                          hwaddr *xlat,
433                                                          hwaddr *plen_out,
434                                                          hwaddr *page_mask_out,
435                                                          bool is_write,
436                                                          bool is_mmio,
437                                                          AddressSpace **target_as,
438                                                          MemTxAttrs attrs)
439 {
440     MemoryRegionSection *section;
441     hwaddr page_mask = (hwaddr)-1;
442
443     do {
444         hwaddr addr = *xlat;
445         IOMMUMemoryRegionClass *imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
446         int iommu_idx = 0;
447         IOMMUTLBEntry iotlb;
448
449         if (imrc->attrs_to_index) {
450             iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
451         }
452
453         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
454                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO, iommu_idx);
455
456         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
457             goto unassigned;
458         }
459
460         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
461                 | (addr & iotlb.addr_mask));
462         page_mask &= iotlb.addr_mask;
463         *plen_out = MIN(*plen_out, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
464         *target_as = iotlb.target_as;
465
466         section = address_space_translate_internal(
467                 address_space_to_dispatch(iotlb.target_as), addr, xlat,
468                 plen_out, is_mmio);
469
470         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
471     } while (unlikely(iommu_mr));
472
473     if (page_mask_out) {
474         *page_mask_out = page_mask;
475     }
476     return *section;
477
478 unassigned:
479     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
480 }
481
482 /**
483  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
484  *
485  * @fv: the flat view that we want to translate on
486  * @addr: the address to be translated in above address space
487  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
488  *        cannot be @NULL.
489  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
490  *            can be @NULL when we don't care about it.
491  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
492  *            should only be meaningful for IOMMU translated
493  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
494  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
495  * @is_write: whether the translation operation is for write
496  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
497  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
498  * @attrs: memory transaction attributes
499  *
500  * This function is called from RCU critical section
501  */
502 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
503                                                  hwaddr addr,
504                                                  hwaddr *xlat,
505                                                  hwaddr *plen_out,
506                                                  hwaddr *page_mask_out,
507                                                  bool is_write,
508                                                  bool is_mmio,
509                                                  AddressSpace **target_as,
510                                                  MemTxAttrs attrs)
511 {
512     MemoryRegionSection *section;
513     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
514     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
515
516     if (!plen_out) {
517         plen_out = &plen;
518     }
519
520     section = address_space_translate_internal(
521             flatview_to_dispatch(fv), addr, xlat,
522             plen_out, is_mmio);
523
524     iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
525     if (unlikely(iommu_mr)) {
526         return address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat,
527                                              plen_out, page_mask_out,
528                                              is_write, is_mmio,
529                                              target_as, attrs);
530     }
531     if (page_mask_out) {
532         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
533         *page_mask_out = ~TARGET_PAGE_MASK;
534     }
535
536     return *section;
537 }
538
539 /* Called from RCU critical section */
540 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
541                                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
542 {
543     MemoryRegionSection section;
544     hwaddr xlat, page_mask;
545
546     /*
547      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
548      * but page mask.
549      */
550     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
551                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as,
552                                     attrs);
553
554     /* Illegal translation */
555     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
556         goto iotlb_fail;
557     }
558
559     /* Convert memory region offset into address space offset */
560     xlat += section.offset_within_address_space -
561         section.offset_within_region;
562
563     return (IOMMUTLBEntry) {
564         .target_as = as,
565         .iova = addr & ~page_mask,
566         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
567         .addr_mask = page_mask,
568         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
569         .perm = IOMMU_RW,
570     };
571
572 iotlb_fail:
573     return (IOMMUTLBEntry) {0};
574 }
575
576 /* Called from RCU critical section */
577 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
578                                  hwaddr *plen, bool is_write,
579                                  MemTxAttrs attrs)
580 {
581     MemoryRegion *mr;
582     MemoryRegionSection section;
583     AddressSpace *as = NULL;
584
585     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
586     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
587                                     is_write, true, &as, attrs);
588     mr = section.mr;
589
590     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
591         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
592         *plen = MIN(page, *plen);
593     }
594
595     return mr;
596 }
597
598 typedef struct TCGIOMMUNotifier {
599     IOMMUNotifier n;
600     MemoryRegion *mr;
601     CPUState *cpu;
602     int iommu_idx;
603     bool active;
604 } TCGIOMMUNotifier;
605
606 static void tcg_iommu_unmap_notify(IOMMUNotifier *n, IOMMUTLBEntry *iotlb)
607 {
608     TCGIOMMUNotifier *notifier = container_of(n, TCGIOMMUNotifier, n);
609
610     if (!notifier->active) {
611         return;
612     }
613     tlb_flush(notifier->cpu);
614     notifier->active = false;
615     /* We leave the notifier struct on the list to avoid reallocating it later.
616      * Generally the number of IOMMUs a CPU deals with will be small.
617      * In any case we can't unregister the iommu notifier from a notify
618      * callback.
619      */
620 }
621
622 static void tcg_register_iommu_notifier(CPUState *cpu,
623                                         IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
624                                         int iommu_idx)
625 {
626     /* Make sure this CPU has an IOMMU notifier registered for this
627      * IOMMU/IOMMU index combination, so that we can flush its TLB
628      * when the IOMMU tells us the mappings we've cached have changed.
629      */
630     MemoryRegion *mr = MEMORY_REGION(iommu_mr);
631     TCGIOMMUNotifier *notifier;
632     Error *err = NULL;
633     int i, ret;
634
635     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
636         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
637         if (notifier->mr == mr && notifier->iommu_idx == iommu_idx) {
638             break;
639         }
640     }
641     if (i == cpu->iommu_notifiers->len) {
642         /* Not found, add a new entry at the end of the array */
643         cpu->iommu_notifiers = g_array_set_size(cpu->iommu_notifiers, i + 1);
644         notifier = g_new0(TCGIOMMUNotifier, 1);
645         g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i) = notifier;
646
647         notifier->mr = mr;
648         notifier->iommu_idx = iommu_idx;
649         notifier->cpu = cpu;
650         /* Rather than trying to register interest in the specific part
651          * of the iommu's address space that we've accessed and then
652          * expand it later as subsequent accesses touch more of it, we
653          * just register interest in the whole thing, on the assumption
654          * that iommu reconfiguration will be rare.
655          */
656         iommu_notifier_init(&notifier->n,
657                             tcg_iommu_unmap_notify,
658                             IOMMU_NOTIFIER_UNMAP,
659                             0,
660                             HWADDR_MAX,
661                             iommu_idx);
662         ret = memory_region_register_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n,
663                                                     &err);
664         if (ret) {
665             error_report_err(err);
666             exit(1);
667         }
668     }
669
670     if (!notifier->active) {
671         notifier->active = true;
672     }
673 }
674
675 static void tcg_iommu_free_notifier_list(CPUState *cpu)
676 {
677     /* Destroy the CPU's notifier list */
678     int i;
679     TCGIOMMUNotifier *notifier;
680
681     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
682         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
683         memory_region_unregister_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
684         g_free(notifier);
685     }
686     g_array_free(cpu->iommu_notifiers, true);
687 }
688
689 /* Called from RCU critical section */
690 MemoryRegionSection *
691 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
692                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
693                                   MemTxAttrs attrs, int *prot)
694 {
695     MemoryRegionSection *section;
696     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
697     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
698     IOMMUTLBEntry iotlb;
699     int iommu_idx;
700     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
701
702     for (;;) {
703         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, false);
704
705         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
706         if (!iommu_mr) {
707             break;
708         }
709
710         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
711
712         iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
713         tcg_register_iommu_notifier(cpu, iommu_mr, iommu_idx);
714         /* We need all the permissions, so pass IOMMU_NONE so the IOMMU
715          * doesn't short-cut its translation table walk.
716          */
717         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, IOMMU_NONE, iommu_idx);
718         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
719                 | (addr & iotlb.addr_mask));
720         /* Update the caller's prot bits to remove permissions the IOMMU
721          * is giving us a failure response for. If we get down to no
722          * permissions left at all we can give up now.
723          */
724         if (!(iotlb.perm & IOMMU_RO)) {
725             *prot &= ~(PAGE_READ | PAGE_EXEC);
726         }
727         if (!(iotlb.perm & IOMMU_WO)) {
728             *prot &= ~PAGE_WRITE;
729         }
730
731         if (!*prot) {
732             goto translate_fail;
733         }
734
735         d = flatview_to_dispatch(address_space_to_flatview(iotlb.target_as));
736     }
737
738     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
739     *xlat = addr;
740     return section;
741
742 translate_fail:
743     return &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
744 }
745 #endif
746
747 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
748
749 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
750 {
751     CPUState *cpu = opaque;
752
753     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
754        version_id is increased. */
755     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
756     tlb_flush(cpu);
757
758     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
759      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
760      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
761      * which will now be stale.
762      */
763     tb_flush(cpu);
764
765     return 0;
766 }
767
768 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
769 {
770     CPUState *cpu = opaque;
771
772     cpu->exception_index = -1;
773
774     return 0;
775 }
776
777 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
778 {
779     CPUState *cpu = opaque;
780
781     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
782 }
783
784 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
785     .name = "cpu_common/exception_index",
786     .version_id = 1,
787     .minimum_version_id = 1,
788     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
789     .fields = (VMStateField[]) {
790         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
791         VMSTATE_END_OF_LIST()
792     }
793 };
794
795 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
796 {
797     CPUState *cpu = opaque;
798
799     return cpu->crash_occurred;
800 }
801
802 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
803     .name = "cpu_common/crash_occurred",
804     .version_id = 1,
805     .minimum_version_id = 1,
806     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
807     .fields = (VMStateField[]) {
808         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
809         VMSTATE_END_OF_LIST()
810     }
811 };
812
813 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
814     .name = "cpu_common",
815     .version_id = 1,
816     .minimum_version_id = 1,
817     .pre_load = cpu_common_pre_load,
818     .post_load = cpu_common_post_load,
819     .fields = (VMStateField[]) {
820         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
821         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
822         VMSTATE_END_OF_LIST()
823     },
824     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
825         &vmstate_cpu_common_exception_index,
826         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
827         NULL
828     }
829 };
830
831 #endif
832
833 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
834 {
835     CPUState *cpu;
836
837     CPU_FOREACH(cpu) {
838         if (cpu->cpu_index == index) {
839             return cpu;
840         }
841     }
842
843     return NULL;
844 }
845
846 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
847 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
848                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
849 {
850     CPUAddressSpace *newas;
851     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
852     char *as_name;
853
854     assert(mr);
855     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
856     address_space_init(as, mr, as_name);
857     g_free(as_name);
858
859     /* Target code should have set num_ases before calling us */
860     assert(asidx < cpu->num_ases);
861
862     if (asidx == 0) {
863         /* address space 0 gets the convenience alias */
864         cpu->as = as;
865     }
866
867     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
868     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
869
870     if (!cpu->cpu_ases) {
871         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
872     }
873
874     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
875     newas->cpu = cpu;
876     newas->as = as;
877     if (tcg_enabled()) {
878         newas->tcg_as_listener.log_global_after_sync = tcg_log_global_after_sync;
879         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
880         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
881     }
882 }
883
884 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
885 {
886     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
887     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
888 }
889 #endif
890
891 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
892 {
893     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
894
895     cpu_list_remove(cpu);
896
897     if (cc->vmsd != NULL) {
898         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
899     }
900     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
901         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
902     }
903 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
904     tcg_iommu_free_notifier_list(cpu);
905 #endif
906 }
907
908 Property cpu_common_props[] = {
909 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
910     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
911      * so users can wire up its memory. (This can't go in hw/core/cpu.c
912      * because that file is compiled only once for both user-mode
913      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
914      * the system address space.
915      */
916     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
917                      MemoryRegion *),
918 #endif
919     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
920 };
921
922 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
923 {
924     cpu->as = NULL;
925     cpu->num_ases = 0;
926
927 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
928     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
929     cpu->memory = system_memory;
930     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
931 #endif
932 }
933
934 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
935 {
936     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
937     static bool tcg_target_initialized;
938
939     cpu_list_add(cpu);
940
941     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
942         tcg_target_initialized = true;
943         cc->tcg_initialize();
944     }
945     tlb_init(cpu);
946
947     qemu_plugin_vcpu_init_hook(cpu);
948
949 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
950     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
951         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
952     }
953     if (cc->vmsd != NULL) {
954         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
955     }
956
957     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
958 #endif
959 }
960
961 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
962 {
963     ObjectClass *oc;
964     CPUClass *cc;
965     gchar **model_pieces;
966     const char *cpu_type;
967
968     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
969     if (!model_pieces[0]) {
970         error_report("-cpu option cannot be empty");
971         exit(1);
972     }
973
974     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
975     if (oc == NULL) {
976         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
977         g_strfreev(model_pieces);
978         exit(EXIT_FAILURE);
979     }
980
981     cpu_type = object_class_get_name(oc);
982     cc = CPU_CLASS(oc);
983     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
984     g_strfreev(model_pieces);
985     return cpu_type;
986 }
987
988 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
989 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
990 {
991     mmap_lock();
992     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1);
993     mmap_unlock();
994 }
995
996 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
997 {
998     tb_invalidate_phys_addr(pc);
999 }
1000 #else
1001 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
1002 {
1003     ram_addr_t ram_addr;
1004     MemoryRegion *mr;
1005     hwaddr l = 1;
1006
1007     if (!tcg_enabled()) {
1008         return;
1009     }
1010
1011     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1012     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
1013     if (!(memory_region_is_ram(mr)
1014           || memory_region_is_romd(mr))) {
1015         return;
1016     }
1017     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
1018     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1);
1019 }
1020
1021 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1022 {
1023     /*
1024      * There may not be a virtual to physical translation for the pc
1025      * right now, but there may exist cached TB for this pc.
1026      * Flush the whole TB cache to force re-translation of such TBs.
1027      * This is heavyweight, but we're debugging anyway.
1028      */
1029     tb_flush(cpu);
1030 }
1031 #endif
1032
1033 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
1034 /* Add a watchpoint.  */
1035 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1036                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1037 {
1038     CPUWatchpoint *wp;
1039
1040     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
1041     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
1042         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
1043                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
1044         return -EINVAL;
1045     }
1046     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
1047
1048     wp->vaddr = addr;
1049     wp->len = len;
1050     wp->flags = flags;
1051
1052     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
1053     if (flags & BP_GDB) {
1054         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1055     } else {
1056         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1057     }
1058
1059     tlb_flush_page(cpu, addr);
1060
1061     if (watchpoint)
1062         *watchpoint = wp;
1063     return 0;
1064 }
1065
1066 /* Remove a specific watchpoint.  */
1067 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1068                           int flags)
1069 {
1070     CPUWatchpoint *wp;
1071
1072     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1073         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
1074                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
1075             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1076             return 0;
1077         }
1078     }
1079     return -ENOENT;
1080 }
1081
1082 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
1083 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1084 {
1085     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
1086
1087     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
1088
1089     g_free(watchpoint);
1090 }
1091
1092 /* Remove all matching watchpoints.  */
1093 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1094 {
1095     CPUWatchpoint *wp, *next;
1096
1097     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
1098         if (wp->flags & mask) {
1099             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1100         }
1101     }
1102 }
1103
1104 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
1105  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
1106  * partially or completely with the address range covered by the
1107  * access).
1108  */
1109 static inline bool watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
1110                                               vaddr addr, vaddr len)
1111 {
1112     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
1113      * required to avoid errors in the case where the range ends
1114      * exactly at the top of the address space and so addr + len
1115      * wraps round to zero.
1116      */
1117     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
1118     vaddr addrend = addr + len - 1;
1119
1120     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
1121 }
1122
1123 /* Return flags for watchpoints that match addr + prot.  */
1124 int cpu_watchpoint_address_matches(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len)
1125 {
1126     CPUWatchpoint *wp;
1127     int ret = 0;
1128
1129     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1130         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1131             ret |= wp->flags;
1132         }
1133     }
1134     return ret;
1135 }
1136 #endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
1137
1138 /* Add a breakpoint.  */
1139 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
1140                           CPUBreakpoint **breakpoint)
1141 {
1142     CPUBreakpoint *bp;
1143
1144     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
1145
1146     bp->pc = pc;
1147     bp->flags = flags;
1148
1149     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
1150     if (flags & BP_GDB) {
1151         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1152     } else {
1153         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1154     }
1155
1156     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1157
1158     if (breakpoint) {
1159         *breakpoint = bp;
1160     }
1161     return 0;
1162 }
1163
1164 /* Remove a specific breakpoint.  */
1165 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1166 {
1167     CPUBreakpoint *bp;
1168
1169     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1170         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1171             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1172             return 0;
1173         }
1174     }
1175     return -ENOENT;
1176 }
1177
1178 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1179 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1180 {
1181     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1182
1183     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1184
1185     g_free(breakpoint);
1186 }
1187
1188 /* Remove all matching breakpoints. */
1189 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1190 {
1191     CPUBreakpoint *bp, *next;
1192
1193     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1194         if (bp->flags & mask) {
1195             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1196         }
1197     }
1198 }
1199
1200 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1201    CPU loop after each instruction */
1202 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1203 {
1204     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1205         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1206         if (kvm_enabled()) {
1207             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1208         } else {
1209             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1210             /* XXX: only flush what is necessary */
1211             tb_flush(cpu);
1212         }
1213     }
1214 }
1215
1216 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1217 {
1218     va_list ap;
1219     va_list ap2;
1220
1221     va_start(ap, fmt);
1222     va_copy(ap2, ap);
1223     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1224     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1225     fprintf(stderr, "\n");
1226     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1227     if (qemu_log_separate()) {
1228         FILE *logfile = qemu_log_lock();
1229         qemu_log("qemu: fatal: ");
1230         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1231         qemu_log("\n");
1232         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1233         qemu_log_flush();
1234         qemu_log_unlock(logfile);
1235         qemu_log_close();
1236     }
1237     va_end(ap2);
1238     va_end(ap);
1239     replay_finish();
1240 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1241     {
1242         struct sigaction act;
1243         sigfillset(&act.sa_mask);
1244         act.sa_handler = SIG_DFL;
1245         act.sa_flags = 0;
1246         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1247     }
1248 #endif
1249     abort();
1250 }
1251
1252 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1253 /* Called from RCU critical section */
1254 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1255 {
1256     RAMBlock *block;
1257
1258     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1259     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1260         return block;
1261     }
1262     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1263         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1264             goto found;
1265         }
1266     }
1267
1268     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1269     abort();
1270
1271 found:
1272     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1273      * is what happens:
1274      *
1275      *     mru_block = xxx
1276      *     rcu_read_unlock()
1277      *                                        xxx removed from list
1278      *                  rcu_read_lock()
1279      *                  read mru_block
1280      *                                        mru_block = NULL;
1281      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1282      *                  rcu_read_unlock()
1283      *
1284      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1285      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1286      * copy of the pointer.
1287      */
1288     ram_list.mru_block = block;
1289     return block;
1290 }
1291
1292 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1293 {
1294     CPUState *cpu;
1295     ram_addr_t start1;
1296     RAMBlock *block;
1297     ram_addr_t end;
1298
1299     assert(tcg_enabled());
1300     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1301     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1302
1303     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1304     block = qemu_get_ram_block(start);
1305     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1306     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1307     CPU_FOREACH(cpu) {
1308         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1309     }
1310 }
1311
1312 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1313 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1314                                               ram_addr_t length,
1315                                               unsigned client)
1316 {
1317     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1318     unsigned long end, page, start_page;
1319     bool dirty = false;
1320     RAMBlock *ramblock;
1321     uint64_t mr_offset, mr_size;
1322
1323     if (length == 0) {
1324         return false;
1325     }
1326
1327     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1328     start_page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1329     page = start_page;
1330
1331     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1332         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1333         ramblock = qemu_get_ram_block(start);
1334         /* Range sanity check on the ramblock */
1335         assert(start >= ramblock->offset &&
1336                start + length <= ramblock->offset + ramblock->used_length);
1337
1338         while (page < end) {
1339             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1340             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1341             unsigned long num = MIN(end - page,
1342                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1343
1344             dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1345                                                   offset, num);
1346             page += num;
1347         }
1348
1349         mr_offset = (ram_addr_t)(start_page << TARGET_PAGE_BITS) - ramblock->offset;
1350         mr_size = (end - start_page) << TARGET_PAGE_BITS;
1351         memory_region_clear_dirty_bitmap(ramblock->mr, mr_offset, mr_size);
1352     }
1353
1354     if (dirty && tcg_enabled()) {
1355         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1356     }
1357
1358     return dirty;
1359 }
1360
1361 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1362     (MemoryRegion *mr, hwaddr offset, hwaddr length, unsigned client)
1363 {
1364     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1365     ram_addr_t start = memory_region_get_ram_addr(mr) + offset;
1366     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1367     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1368     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1369     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1370     unsigned long page, end, dest;
1371
1372     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1373                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1374     snap->start = first;
1375     snap->end   = last;
1376
1377     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1378     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1379     dest = 0;
1380
1381     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1382         blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1383
1384         while (page < end) {
1385             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1386             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1387             unsigned long num = MIN(end - page,
1388                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1389
1390             assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1391             assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1392             offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1393
1394             bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1395                                          blocks->blocks[idx] + offset,
1396                                          num);
1397             page += num;
1398             dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1399         }
1400     }
1401
1402     if (tcg_enabled()) {
1403         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1404     }
1405
1406     memory_region_clear_dirty_bitmap(mr, offset, length);
1407
1408     return snap;
1409 }
1410
1411 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1412                                             ram_addr_t start,
1413                                             ram_addr_t length)
1414 {
1415     unsigned long page, end;
1416
1417     assert(start >= snap->start);
1418     assert(start + length <= snap->end);
1419
1420     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1421     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1422
1423     while (page < end) {
1424         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1425             return true;
1426         }
1427         page++;
1428     }
1429     return false;
1430 }
1431
1432 /* Called from RCU critical section */
1433 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1434                                        MemoryRegionSection *section)
1435 {
1436     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1437     return section - d->map.sections;
1438 }
1439 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1440
1441 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1442
1443 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1444                             uint16_t section);
1445 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1446
1447 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1448                                qemu_anon_ram_alloc;
1449
1450 /*
1451  * Set a custom physical guest memory alloator.
1452  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1453  * get rid of it eventually.
1454  */
1455 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1456 {
1457     phys_mem_alloc = alloc;
1458 }
1459
1460 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1461                                  MemoryRegionSection *section)
1462 {
1463     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1464      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1465      * never overflow into the page-aligned value.
1466      */
1467     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1468
1469     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1470         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1471         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1472                                 map->sections_nb_alloc);
1473     }
1474     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1475     memory_region_ref(section->mr);
1476     return map->sections_nb++;
1477 }
1478
1479 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1480 {
1481     bool have_sub_page = mr->subpage;
1482
1483     memory_region_unref(mr);
1484
1485     if (have_sub_page) {
1486         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1487         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1488         g_free(subpage);
1489     }
1490 }
1491
1492 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1493 {
1494     while (map->sections_nb > 0) {
1495         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1496         phys_section_destroy(section->mr);
1497     }
1498     g_free(map->sections);
1499     g_free(map->nodes);
1500 }
1501
1502 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1503 {
1504     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1505     subpage_t *subpage;
1506     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1507         & TARGET_PAGE_MASK;
1508     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1509     MemoryRegionSection subsection = {
1510         .offset_within_address_space = base,
1511         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1512     };
1513     hwaddr start, end;
1514
1515     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1516
1517     if (!(existing->mr->subpage)) {
1518         subpage = subpage_init(fv, base);
1519         subsection.fv = fv;
1520         subsection.mr = &subpage->iomem;
1521         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1522                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1523     } else {
1524         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1525     }
1526     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1527     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1528     subpage_register(subpage, start, end,
1529                      phys_section_add(&d->map, section));
1530 }
1531
1532
1533 static void register_multipage(FlatView *fv,
1534                                MemoryRegionSection *section)
1535 {
1536     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1537     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1538     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1539     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1540                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1541
1542     assert(num_pages);
1543     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1544 }
1545
1546 /*
1547  * The range in *section* may look like this:
1548  *
1549  *      |s|PPPPPPP|s|
1550  *
1551  * where s stands for subpage and P for page.
1552  */
1553 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1554 {
1555     MemoryRegionSection remain = *section;
1556     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1557
1558     /* register first subpage */
1559     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1560         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1561                         - remain.offset_within_address_space;
1562
1563         MemoryRegionSection now = remain;
1564         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1565         register_subpage(fv, &now);
1566         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1567             return;
1568         }
1569         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1570         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1571         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1572     }
1573
1574     /* register whole pages */
1575     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1576         MemoryRegionSection now = remain;
1577         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1578         register_multipage(fv, &now);
1579         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1580             return;
1581         }
1582         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1583         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1584         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1585     }
1586
1587     /* register last subpage */
1588     register_subpage(fv, &remain);
1589 }
1590
1591 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1592 {
1593     if (kvm_enabled())
1594         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1595 }
1596
1597 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1598 {
1599     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1600 }
1601
1602 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1603 {
1604     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1605 }
1606
1607 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1608 {
1609     RAMBlock *block;
1610     char *psize;
1611
1612     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1613     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1614                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1615     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1616         psize = size_to_str(block->page_size);
1617         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1618                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1619                        (uint64_t)block->offset,
1620                        (uint64_t)block->used_length,
1621                        (uint64_t)block->max_length);
1622         g_free(psize);
1623     }
1624 }
1625
1626 #ifdef __linux__
1627 /*
1628  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1629  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1630  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1631  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1632  */
1633 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1634 {
1635     long *hpsize_min = opaque;
1636
1637     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1638         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1639         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1640
1641         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1642             *hpsize_min = hpsize;
1643         }
1644     }
1645
1646     return 0;
1647 }
1648
1649 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1650 {
1651     long *hpsize_max = opaque;
1652
1653     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1654         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1655         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1656
1657         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1658             *hpsize_max = hpsize;
1659         }
1660     }
1661
1662     return 0;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1667  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1668  */
1669 long qemu_minrampagesize(void)
1670 {
1671     long hpsize = LONG_MAX;
1672     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1673
1674     object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1675     return hpsize;
1676 }
1677
1678 long qemu_maxrampagesize(void)
1679 {
1680     long pagesize = 0;
1681     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1682
1683     object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize, &pagesize);
1684     return pagesize;
1685 }
1686 #else
1687 long qemu_minrampagesize(void)
1688 {
1689     return qemu_real_host_page_size;
1690 }
1691 long qemu_maxrampagesize(void)
1692 {
1693     return qemu_real_host_page_size;
1694 }
1695 #endif
1696
1697 #ifdef CONFIG_POSIX
1698 static int64_t get_file_size(int fd)
1699 {
1700     int64_t size;
1701 #if defined(__linux__)
1702     struct stat st;
1703
1704     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1705         return -errno;
1706     }
1707
1708     /* Special handling for devdax character devices */
1709     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1710         g_autofree char *subsystem_path = NULL;
1711         g_autofree char *subsystem = NULL;
1712
1713         subsystem_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/subsystem",
1714                                          major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1715         subsystem = g_file_read_link(subsystem_path, NULL);
1716
1717         if (subsystem && g_str_has_suffix(subsystem, "/dax")) {
1718             g_autofree char *size_path = NULL;
1719             g_autofree char *size_str = NULL;
1720
1721             size_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/size",
1722                                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1723
1724             if (g_file_get_contents(size_path, &size_str, NULL, NULL)) {
1725                 return g_ascii_strtoll(size_str, NULL, 0);
1726             }
1727         }
1728     }
1729 #endif /* defined(__linux__) */
1730
1731     /* st.st_size may be zero for special files yet lseek(2) works */
1732     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1733     if (size < 0) {
1734         return -errno;
1735     }
1736     return size;
1737 }
1738
1739 static int file_ram_open(const char *path,
1740                          const char *region_name,
1741                          bool *created,
1742                          Error **errp)
1743 {
1744     char *filename;
1745     char *sanitized_name;
1746     char *c;
1747     int fd = -1;
1748
1749     *created = false;
1750     for (;;) {
1751         fd = open(path, O_RDWR);
1752         if (fd >= 0) {
1753             /* @path names an existing file, use it */
1754             break;
1755         }
1756         if (errno == ENOENT) {
1757             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1758             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1759             if (fd >= 0) {
1760                 *created = true;
1761                 break;
1762             }
1763         } else if (errno == EISDIR) {
1764             /* @path names a directory, create a file there */
1765             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1766             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1767             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1768                 if (*c == '/') {
1769                     *c = '_';
1770                 }
1771             }
1772
1773             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1774                                        sanitized_name);
1775             g_free(sanitized_name);
1776
1777             fd = mkstemp(filename);
1778             if (fd >= 0) {
1779                 unlink(filename);
1780                 g_free(filename);
1781                 break;
1782             }
1783             g_free(filename);
1784         }
1785         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1786             error_setg_errno(errp, errno,
1787                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1788                              path);
1789             return -1;
1790         }
1791         /*
1792          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1793          * something else creates the file between our two open().
1794          */
1795     }
1796
1797     return fd;
1798 }
1799
1800 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1801                             ram_addr_t memory,
1802                             int fd,
1803                             bool truncate,
1804                             Error **errp)
1805 {
1806     void *area;
1807
1808     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1809     if (block->mr->align % block->page_size) {
1810         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1811                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1812                    block->mr->align, block->page_size);
1813         return NULL;
1814     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1815         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1816                    " must be a power of two", block->mr->align);
1817         return NULL;
1818     }
1819     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1820 #if defined(__s390x__)
1821     if (kvm_enabled()) {
1822         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1823     }
1824 #endif
1825
1826     if (memory < block->page_size) {
1827         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1828                    "or larger than page size 0x%zx",
1829                    memory, block->page_size);
1830         return NULL;
1831     }
1832
1833     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1834
1835     /*
1836      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1837      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1838      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1839      * mmap will fail.
1840      *
1841      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1842      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1843      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1844      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1845      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1846      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1847      * is disabled as well.
1848      */
1849     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1850         perror("ftruncate");
1851     }
1852
1853     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1854                          block->flags & RAM_SHARED, block->flags & RAM_PMEM);
1855     if (area == MAP_FAILED) {
1856         error_setg_errno(errp, errno,
1857                          "unable to map backing store for guest RAM");
1858         return NULL;
1859     }
1860
1861     block->fd = fd;
1862     return area;
1863 }
1864 #endif
1865
1866 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1867  * dirty bitmaps.
1868  * Called with the ramlist lock held.
1869  */
1870 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1871 {
1872     RAMBlock *block, *next_block;
1873     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1874
1875     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1876
1877     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1878         return 0;
1879     }
1880
1881     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1882         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1883
1884         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1885          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1886          */
1887         candidate = block->offset + block->max_length;
1888         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1889
1890         /* Search for the closest following block
1891          * and find the gap.
1892          */
1893         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1894             if (next_block->offset >= candidate) {
1895                 next = MIN(next, next_block->offset);
1896             }
1897         }
1898
1899         /* If it fits remember our place and remember the size
1900          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1901          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1902          */
1903         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1904             offset = candidate;
1905             mingap = next - candidate;
1906         }
1907
1908         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1909     }
1910
1911     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1912         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1913                 (uint64_t)size);
1914         abort();
1915     }
1916
1917     trace_find_ram_offset(size, offset);
1918
1919     return offset;
1920 }
1921
1922 static unsigned long last_ram_page(void)
1923 {
1924     RAMBlock *block;
1925     ram_addr_t last = 0;
1926
1927     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1928     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1929         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1930     }
1931     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1932 }
1933
1934 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1935 {
1936     int ret;
1937
1938     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1939     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1940         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1941         if (ret) {
1942             perror("qemu_madvise");
1943             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1944                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1945         }
1946     }
1947 }
1948
1949 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1950 {
1951     return rb->idstr;
1952 }
1953
1954 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
1955 {
1956     return rb->host;
1957 }
1958
1959 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
1960 {
1961     return rb->offset;
1962 }
1963
1964 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
1965 {
1966     return rb->used_length;
1967 }
1968
1969 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1970 {
1971     return rb->flags & RAM_SHARED;
1972 }
1973
1974 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1975 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1976 {
1977     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1978 }
1979
1980 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1981 {
1982     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1983 }
1984
1985 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
1986 {
1987     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
1988 }
1989
1990 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
1991 {
1992     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
1993 }
1994
1995 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
1996 {
1997     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
1998 }
1999
2000 /* Called with iothread lock held.  */
2001 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
2002 {
2003     RAMBlock *block;
2004
2005     assert(new_block);
2006     assert(!new_block->idstr[0]);
2007
2008     if (dev) {
2009         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
2010         if (id) {
2011             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
2012             g_free(id);
2013         }
2014     }
2015     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
2016
2017     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2018     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2019         if (block != new_block &&
2020             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
2021             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
2022                     new_block->idstr);
2023             abort();
2024         }
2025     }
2026 }
2027
2028 /* Called with iothread lock held.  */
2029 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
2030 {
2031     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
2032      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
2033      * does not work anyway.
2034      */
2035     if (block) {
2036         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
2037     }
2038 }
2039
2040 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
2041 {
2042     return rb->page_size;
2043 }
2044
2045 /* Returns the largest size of page in use */
2046 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
2047 {
2048     RAMBlock *block;
2049     size_t largest = 0;
2050
2051     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2052         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
2053     }
2054
2055     return largest;
2056 }
2057
2058 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
2059 {
2060     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
2061         /* disabled by the user */
2062         return 0;
2063     }
2064
2065     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
2066 }
2067
2068 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
2069  * incoming migration, or right after reset.
2070  *
2071  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
2072  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
2073  * misuse, if necessary.
2074  */
2075 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
2076 {
2077     assert(block);
2078
2079     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
2080
2081     if (block->used_length == newsize) {
2082         return 0;
2083     }
2084
2085     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
2086         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2087                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2088                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2089                          newsize, block->used_length);
2090         return -EINVAL;
2091     }
2092
2093     if (block->max_length < newsize) {
2094         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2095                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2096                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2097                          newsize, block->max_length);
2098         return -EINVAL;
2099     }
2100
2101     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
2102     block->used_length = newsize;
2103     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
2104                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2105     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
2106     if (block->resized) {
2107         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
2108     }
2109     return 0;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Trigger sync on the given ram block for range [start, start + length]
2114  * with the backing store if one is available.
2115  * Otherwise no-op.
2116  * @Note: this is supposed to be a synchronous op.
2117  */
2118 void qemu_ram_writeback(RAMBlock *block, ram_addr_t start, ram_addr_t length)
2119 {
2120     /* The requested range should fit in within the block range */
2121     g_assert((start + length) <= block->used_length);
2122
2123 #ifdef CONFIG_LIBPMEM
2124     /* The lack of support for pmem should not block the sync */
2125     if (ramblock_is_pmem(block)) {
2126         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2127         pmem_persist(addr, length);
2128         return;
2129     }
2130 #endif
2131     if (block->fd >= 0) {
2132         /**
2133          * Case there is no support for PMEM or the memory has not been
2134          * specified as persistent (or is not one) - use the msync.
2135          * Less optimal but still achieves the same goal
2136          */
2137         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
2138         if (qemu_msync(addr, length, block->fd)) {
2139             warn_report("%s: failed to sync memory range: start: "
2140                     RAM_ADDR_FMT " length: " RAM_ADDR_FMT,
2141                     __func__, start, length);
2142         }
2143     }
2144 }
2145
2146 /* Called with ram_list.mutex held */
2147 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
2148                                 ram_addr_t new_ram_size)
2149 {
2150     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
2151                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2152     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
2153                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2154     int i;
2155
2156     /* Only need to extend if block count increased */
2157     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
2158         return;
2159     }
2160
2161     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
2162         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
2163         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
2164         int j;
2165
2166         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
2167         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
2168                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
2169
2170         if (old_num_blocks) {
2171             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
2172                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
2173         }
2174
2175         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
2176             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2177         }
2178
2179         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
2180
2181         if (old_blocks) {
2182             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
2183         }
2184     }
2185 }
2186
2187 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
2188 {
2189     RAMBlock *block;
2190     RAMBlock *last_block = NULL;
2191     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
2192     Error *err = NULL;
2193
2194     old_ram_size = last_ram_page();
2195
2196     qemu_mutex_lock_ramlist();
2197     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
2198
2199     if (!new_block->host) {
2200         if (xen_enabled()) {
2201             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
2202                           new_block->mr, &err);
2203             if (err) {
2204                 error_propagate(errp, err);
2205                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2206                 return;
2207             }
2208         } else {
2209             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
2210                                              &new_block->mr->align, shared);
2211             if (!new_block->host) {
2212                 error_setg_errno(errp, errno,
2213                                  "cannot set up guest memory '%s'",
2214                                  memory_region_name(new_block->mr));
2215                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2216                 return;
2217             }
2218             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
2219         }
2220     }
2221
2222     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2223               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2224     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2225         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2226     }
2227     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2228      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2229      * tail, so save the last element in last_block.
2230      */
2231     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2232         last_block = block;
2233         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2234             break;
2235         }
2236     }
2237     if (block) {
2238         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2239     } else if (last_block) {
2240         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2241     } else { /* list is empty */
2242         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2243     }
2244     ram_list.mru_block = NULL;
2245
2246     /* Write list before version */
2247     smp_wmb();
2248     ram_list.version++;
2249     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2250
2251     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2252                                         new_block->used_length,
2253                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2254
2255     if (new_block->host) {
2256         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2257         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2258         /*
2259          * MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU
2260          * Configure it unless the machine is a qtest server, in which case
2261          * KVM is not used and it may be forked (eg for fuzzing purposes).
2262          */
2263         if (!qtest_enabled()) {
2264             qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length,
2265                          QEMU_MADV_DONTFORK);
2266         }
2267         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2268     }
2269 }
2270
2271 #ifdef CONFIG_POSIX
2272 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2273                                  uint32_t ram_flags, int fd,
2274                                  Error **errp)
2275 {
2276     RAMBlock *new_block;
2277     Error *local_err = NULL;
2278     int64_t file_size;
2279
2280     /* Just support these ram flags by now. */
2281     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM)) == 0);
2282
2283     if (xen_enabled()) {
2284         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2285         return NULL;
2286     }
2287
2288     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2289         error_setg(errp,
2290                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2291         return NULL;
2292     }
2293
2294     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2295         /*
2296          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2297          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2298          * a hook there.
2299          */
2300         error_setg(errp,
2301                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2302         return NULL;
2303     }
2304
2305     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2306     file_size = get_file_size(fd);
2307     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2308         error_setg(errp, "backing store size 0x%" PRIx64
2309                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2310                    file_size, size);
2311         return NULL;
2312     }
2313
2314     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2315     new_block->mr = mr;
2316     new_block->used_length = size;
2317     new_block->max_length = size;
2318     new_block->flags = ram_flags;
2319     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2320     if (!new_block->host) {
2321         g_free(new_block);
2322         return NULL;
2323     }
2324
2325     ram_block_add(new_block, &local_err, ram_flags & RAM_SHARED);
2326     if (local_err) {
2327         g_free(new_block);
2328         error_propagate(errp, local_err);
2329         return NULL;
2330     }
2331     return new_block;
2332
2333 }
2334
2335
2336 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2337                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2338                                    Error **errp)
2339 {
2340     int fd;
2341     bool created;
2342     RAMBlock *block;
2343
2344     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2345     if (fd < 0) {
2346         return NULL;
2347     }
2348
2349     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, errp);
2350     if (!block) {
2351         if (created) {
2352             unlink(mem_path);
2353         }
2354         close(fd);
2355         return NULL;
2356     }
2357
2358     return block;
2359 }
2360 #endif
2361
2362 static
2363 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2364                                   void (*resized)(const char*,
2365                                                   uint64_t length,
2366                                                   void *host),
2367                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2368                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2369 {
2370     RAMBlock *new_block;
2371     Error *local_err = NULL;
2372
2373     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2374     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2375     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2376     new_block->mr = mr;
2377     new_block->resized = resized;
2378     new_block->used_length = size;
2379     new_block->max_length = max_size;
2380     assert(max_size >= size);
2381     new_block->fd = -1;
2382     new_block->page_size = qemu_real_host_page_size;
2383     new_block->host = host;
2384     if (host) {
2385         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2386     }
2387     if (resizeable) {
2388         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2389     }
2390     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2391     if (local_err) {
2392         g_free(new_block);
2393         error_propagate(errp, local_err);
2394         return NULL;
2395     }
2396     return new_block;
2397 }
2398
2399 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2400                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2401 {
2402     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2403                                    false, mr, errp);
2404 }
2405
2406 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2407                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2408 {
2409     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2410                                    share, mr, errp);
2411 }
2412
2413 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2414                                      void (*resized)(const char*,
2415                                                      uint64_t length,
2416                                                      void *host),
2417                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2418 {
2419     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2420                                    false, mr, errp);
2421 }
2422
2423 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2424 {
2425     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2426         ;
2427     } else if (xen_enabled()) {
2428         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2429 #ifndef _WIN32
2430     } else if (block->fd >= 0) {
2431         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2432         close(block->fd);
2433 #endif
2434     } else {
2435         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2436     }
2437     g_free(block);
2438 }
2439
2440 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2441 {
2442     if (!block) {
2443         return;
2444     }
2445
2446     if (block->host) {
2447         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2448     }
2449
2450     qemu_mutex_lock_ramlist();
2451     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2452     ram_list.mru_block = NULL;
2453     /* Write list before version */
2454     smp_wmb();
2455     ram_list.version++;
2456     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2457     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2458 }
2459
2460 #ifndef _WIN32
2461 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2462 {
2463     RAMBlock *block;
2464     ram_addr_t offset;
2465     int flags;
2466     void *area, *vaddr;
2467
2468     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2469         offset = addr - block->offset;
2470         if (offset < block->max_length) {
2471             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2472             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2473                 ;
2474             } else if (xen_enabled()) {
2475                 abort();
2476             } else {
2477                 flags = MAP_FIXED;
2478                 if (block->fd >= 0) {
2479                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2480                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2481                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2482                                 flags, block->fd, offset);
2483                 } else {
2484                     /*
2485                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2486                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2487                      * we'd need a remap hook here.
2488                      */
2489                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2490
2491                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2492                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2493                                 flags, -1, 0);
2494                 }
2495                 if (area != vaddr) {
2496                     error_report("Could not remap addr: "
2497                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2498                                  length, addr);
2499                     exit(1);
2500                 }
2501                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2502                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2503             }
2504         }
2505     }
2506 }
2507 #endif /* !_WIN32 */
2508
2509 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2510  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2511  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2512  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2513  *
2514  * Called within RCU critical section.
2515  */
2516 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2517 {
2518     RAMBlock *block = ram_block;
2519
2520     if (block == NULL) {
2521         block = qemu_get_ram_block(addr);
2522         addr -= block->offset;
2523     }
2524
2525     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2526         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2527          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2528          * In that case just map until the end of the page.
2529          */
2530         if (block->offset == 0) {
2531             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2532         }
2533
2534         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2535     }
2536     return ramblock_ptr(block, addr);
2537 }
2538
2539 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2540  * but takes a size argument.
2541  *
2542  * Called within RCU critical section.
2543  */
2544 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2545                                  hwaddr *size, bool lock)
2546 {
2547     RAMBlock *block = ram_block;
2548     if (*size == 0) {
2549         return NULL;
2550     }
2551
2552     if (block == NULL) {
2553         block = qemu_get_ram_block(addr);
2554         addr -= block->offset;
2555     }
2556     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2557
2558     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2559         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2560          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2561          * In that case just map the requested area.
2562          */
2563         if (block->offset == 0) {
2564             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2565         }
2566
2567         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2568     }
2569
2570     return ramblock_ptr(block, addr);
2571 }
2572
2573 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2574 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2575 {
2576     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2577     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2578     assert(res < rb->max_length);
2579
2580     return res;
2581 }
2582
2583 /*
2584  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2585  * in that RAMBlock.
2586  *
2587  * ptr: Host pointer to look up
2588  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2589  * *ram_addr: set to result ram_addr
2590  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2591  *
2592  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2593  *
2594  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2595  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2596  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2597  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2598  * ram_addr_t.
2599  */
2600 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2601                                    ram_addr_t *offset)
2602 {
2603     RAMBlock *block;
2604     uint8_t *host = ptr;
2605
2606     if (xen_enabled()) {
2607         ram_addr_t ram_addr;
2608         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2609         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2610         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2611         if (block) {
2612             *offset = ram_addr - block->offset;
2613         }
2614         return block;
2615     }
2616
2617     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2618     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2619     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2620         goto found;
2621     }
2622
2623     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2624         /* This case append when the block is not mapped. */
2625         if (block->host == NULL) {
2626             continue;
2627         }
2628         if (host - block->host < block->max_length) {
2629             goto found;
2630         }
2631     }
2632
2633     return NULL;
2634
2635 found:
2636     *offset = (host - block->host);
2637     if (round_offset) {
2638         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2639     }
2640     return block;
2641 }
2642
2643 /*
2644  * Finds the named RAMBlock
2645  *
2646  * name: The name of RAMBlock to find
2647  *
2648  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2649  */
2650 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2651 {
2652     RAMBlock *block;
2653
2654     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2655         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2656             return block;
2657         }
2658     }
2659
2660     return NULL;
2661 }
2662
2663 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2664    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2665 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2666 {
2667     RAMBlock *block;
2668     ram_addr_t offset;
2669
2670     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2671     if (!block) {
2672         return RAM_ADDR_INVALID;
2673     }
2674
2675     return block->offset + offset;
2676 }
2677
2678 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2679 void cpu_check_watchpoint(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
2680                           MemTxAttrs attrs, int flags, uintptr_t ra)
2681 {
2682     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2683     CPUWatchpoint *wp;
2684
2685     assert(tcg_enabled());
2686     if (cpu->watchpoint_hit) {
2687         /*
2688          * We re-entered the check after replacing the TB.
2689          * Now raise the debug interrupt so that it will
2690          * trigger after the current instruction.
2691          */
2692         qemu_mutex_lock_iothread();
2693         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2694         qemu_mutex_unlock_iothread();
2695         return;
2696     }
2697
2698     addr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, addr, len);
2699     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2700         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)
2701             && (wp->flags & flags)) {
2702             if (flags == BP_MEM_READ) {
2703                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2704             } else {
2705                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2706             }
2707             wp->hitaddr = MAX(addr, wp->vaddr);
2708             wp->hitattrs = attrs;
2709             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2710                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2711                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2712                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2713                     continue;
2714                 }
2715                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2716
2717                 mmap_lock();
2718                 tb_check_watchpoint(cpu, ra);
2719                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2720                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2721                     mmap_unlock();
2722                     cpu_loop_exit_restore(cpu, ra);
2723                 } else {
2724                     /* Force execution of one insn next time.  */
2725                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2726                     mmap_unlock();
2727                     if (ra) {
2728                         cpu_restore_state(cpu, ra, true);
2729                     }
2730                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2731                 }
2732             }
2733         } else {
2734             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2735         }
2736     }
2737 }
2738
2739 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2740                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len);
2741 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2742                                   const void *buf, hwaddr len);
2743 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2744                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2745
2746 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2747                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2748 {
2749     subpage_t *subpage = opaque;
2750     uint8_t buf[8];
2751     MemTxResult res;
2752
2753 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2754     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2755            subpage, len, addr);
2756 #endif
2757     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2758     if (res) {
2759         return res;
2760     }
2761     *data = ldn_p(buf, len);
2762     return MEMTX_OK;
2763 }
2764
2765 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2766                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2767 {
2768     subpage_t *subpage = opaque;
2769     uint8_t buf[8];
2770
2771 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2772     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2773            " value %"PRIx64"\n",
2774            __func__, subpage, len, addr, value);
2775 #endif
2776     stn_p(buf, len, value);
2777     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2778 }
2779
2780 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2781                             unsigned len, bool is_write,
2782                             MemTxAttrs attrs)
2783 {
2784     subpage_t *subpage = opaque;
2785 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2786     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2787            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2788 #endif
2789
2790     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2791                                  len, is_write, attrs);
2792 }
2793
2794 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2795     .read_with_attrs = subpage_read,
2796     .write_with_attrs = subpage_write,
2797     .impl.min_access_size = 1,
2798     .impl.max_access_size = 8,
2799     .valid.min_access_size = 1,
2800     .valid.max_access_size = 8,
2801     .valid.accepts = subpage_accepts,
2802     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2803 };
2804
2805 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2806                             uint16_t section)
2807 {
2808     int idx, eidx;
2809
2810     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2811         return -1;
2812     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2813     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2814 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2815     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2816            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2817 #endif
2818     for (; idx <= eidx; idx++) {
2819         mmio->sub_section[idx] = section;
2820     }
2821
2822     return 0;
2823 }
2824
2825 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2826 {
2827     subpage_t *mmio;
2828
2829     /* mmio->sub_section is set to PHYS_SECTION_UNASSIGNED with g_malloc0 */
2830     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2831     mmio->fv = fv;
2832     mmio->base = base;
2833     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2834                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2835     mmio->iomem.subpage = true;
2836 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2837     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2838            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2839 #endif
2840
2841     return mmio;
2842 }
2843
2844 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2845 {
2846     assert(fv);
2847     MemoryRegionSection section = {
2848         .fv = fv,
2849         .mr = mr,
2850         .offset_within_address_space = 0,
2851         .offset_within_region = 0,
2852         .size = int128_2_64(),
2853     };
2854
2855     return phys_section_add(map, &section);
2856 }
2857
2858 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
2859                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2860 {
2861     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2862     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2863     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2864     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2865
2866     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
2867 }
2868
2869 static void io_mem_init(void)
2870 {
2871     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2872                           NULL, UINT64_MAX);
2873 }
2874
2875 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2876 {
2877     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2878     uint16_t n;
2879
2880     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2881     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2882
2883     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2884
2885     return d;
2886 }
2887
2888 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2889 {
2890     phys_sections_free(&d->map);
2891     g_free(d);
2892 }
2893
2894 static void do_nothing(CPUState *cpu, run_on_cpu_data d)
2895 {
2896 }
2897
2898 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener)
2899 {
2900     CPUAddressSpace *cpuas;
2901
2902     /* Wait for the CPU to end the current TB.  This avoids the following
2903      * incorrect race:
2904      *
2905      *      vCPU                         migration
2906      *      ----------------------       -------------------------
2907      *      TLB check -> slow path
2908      *        notdirty_mem_write
2909      *          write to RAM
2910      *          mark dirty
2911      *                                   clear dirty flag
2912      *      TLB check -> fast path
2913      *                                   read memory
2914      *        write to RAM
2915      *
2916      * by pushing the migration thread's memory read after the vCPU thread has
2917      * written the memory.
2918      */
2919     if (replay_mode == REPLAY_MODE_NONE) {
2920         /*
2921          * VGA can make calls to this function while updating the screen.
2922          * In record/replay mode this causes a deadlock, because
2923          * run_on_cpu waits for rr mutex. Therefore no races are possible
2924          * in this case and no need for making run_on_cpu when
2925          * record/replay is not enabled.
2926          */
2927         cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2928         run_on_cpu(cpuas->cpu, do_nothing, RUN_ON_CPU_NULL);
2929     }
2930 }
2931
2932 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2933 {
2934     CPUAddressSpace *cpuas;
2935     AddressSpaceDispatch *d;
2936
2937     assert(tcg_enabled());
2938     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2939        reset the modified entries */
2940     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2941     cpu_reloading_memory_map();
2942     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2943      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2944      * may have split the RCU critical section.
2945      */
2946     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2947     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2948     tlb_flush(cpuas->cpu);
2949 }
2950
2951 static void memory_map_init(void)
2952 {
2953     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2954
2955     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2956     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2957
2958     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2959     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2960                           65536);
2961     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2962 }
2963
2964 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2965 {
2966     return system_memory;
2967 }
2968
2969 MemoryRegion *get_system_io(void)
2970 {
2971     return system_io;
2972 }
2973
2974 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2975
2976 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2977 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2978 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2979                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
2980 {
2981     int flags;
2982     target_ulong l, page;
2983     void * p;
2984     uint8_t *buf = ptr;
2985
2986     while (len > 0) {
2987         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2988         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2989         if (l > len)
2990             l = len;
2991         flags = page_get_flags(page);
2992         if (!(flags & PAGE_VALID))
2993             return -1;
2994         if (is_write) {
2995             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2996                 return -1;
2997             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2998             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2999                 return -1;
3000             memcpy(p, buf, l);
3001             unlock_user(p, addr, l);
3002         } else {
3003             if (!(flags & PAGE_READ))
3004                 return -1;
3005             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3006             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
3007                 return -1;
3008             memcpy(buf, p, l);
3009             unlock_user(p, addr, 0);
3010         }
3011         len -= l;
3012         buf += l;
3013         addr += l;
3014     }
3015     return 0;
3016 }
3017
3018 #else
3019
3020 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
3021                                      hwaddr length)
3022 {
3023     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
3024     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
3025
3026     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
3027      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
3028      * xen_modified_memory.
3029      */
3030     if (dirty_log_mask) {
3031         dirty_log_mask =
3032             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
3033     }
3034     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3035         assert(tcg_enabled());
3036         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3037         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3038     }
3039     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3040 }
3041
3042 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
3043 {
3044     /*
3045      * In principle this function would work on other memory region types too,
3046      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
3047      * necessary.  Other memory regions should use the
3048      * address_space_read/write() APIs.
3049      */
3050     assert(memory_region_is_romd(mr));
3051
3052     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
3053 }
3054
3055 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3056 {
3057     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3058
3059     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3060        otherwise specified.  */
3061     if (access_size_max == 0) {
3062         access_size_max = 4;
3063     }
3064
3065     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3066     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3067         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3068         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3069             access_size_max = align_size_max;
3070         }
3071     }
3072
3073     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3074     if (l > access_size_max) {
3075         l = access_size_max;
3076     }
3077     l = pow2floor(l);
3078
3079     return l;
3080 }
3081
3082 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3083 {
3084     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3085     bool release_lock = false;
3086
3087     if (unlocked && mr->global_locking) {
3088         qemu_mutex_lock_iothread();
3089         unlocked = false;
3090         release_lock = true;
3091     }
3092     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3093         if (unlocked) {
3094             qemu_mutex_lock_iothread();
3095         }
3096         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3097         if (unlocked) {
3098             qemu_mutex_unlock_iothread();
3099         }
3100     }
3101
3102     return release_lock;
3103 }
3104
3105 /* Called within RCU critical section.  */
3106 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3107                                            MemTxAttrs attrs,
3108                                            const void *ptr,
3109                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
3110                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3111 {
3112     uint8_t *ram_ptr;
3113     uint64_t val;
3114     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3115     bool release_lock = false;
3116     const uint8_t *buf = ptr;
3117
3118     for (;;) {
3119         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3120             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3121             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3122             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3123                potential bugs */
3124             val = ldn_he_p(buf, l);
3125             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val,
3126                                                    size_memop(l), attrs);
3127         } else {
3128             /* RAM case */
3129             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3130             memcpy(ram_ptr, buf, l);
3131             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3132         }
3133
3134         if (release_lock) {
3135             qemu_mutex_unlock_iothread();
3136             release_lock = false;
3137         }
3138
3139         len -= l;
3140         buf += l;
3141         addr += l;
3142
3143         if (!len) {
3144             break;
3145         }
3146
3147         l = len;
3148         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3149     }
3150
3151     return result;
3152 }
3153
3154 /* Called from RCU critical section.  */
3155 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3156                                   const void *buf, hwaddr len)
3157 {
3158     hwaddr l;
3159     hwaddr addr1;
3160     MemoryRegion *mr;
3161     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3162
3163     l = len;
3164     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3165     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3166                                      addr1, l, mr);
3167
3168     return result;
3169 }
3170
3171 /* Called within RCU critical section.  */
3172 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3173                                    MemTxAttrs attrs, void *ptr,
3174                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3175                                    MemoryRegion *mr)
3176 {
3177     uint8_t *ram_ptr;
3178     uint64_t val;
3179     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3180     bool release_lock = false;
3181     uint8_t *buf = ptr;
3182
3183     for (;;) {
3184         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3185             /* I/O case */
3186             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3187             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3188             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val,
3189                                                   size_memop(l), attrs);
3190             stn_he_p(buf, l, val);
3191         } else {
3192             /* RAM case */
3193             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3194             memcpy(buf, ram_ptr, l);
3195         }
3196
3197         if (release_lock) {
3198             qemu_mutex_unlock_iothread();
3199             release_lock = false;
3200         }
3201
3202         len -= l;
3203         buf += l;
3204         addr += l;
3205
3206         if (!len) {
3207             break;
3208         }
3209
3210         l = len;
3211         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3212     }
3213
3214     return result;
3215 }
3216
3217 /* Called from RCU critical section.  */
3218 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3219                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3220 {
3221     hwaddr l;
3222     hwaddr addr1;
3223     MemoryRegion *mr;
3224
3225     l = len;
3226     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3227     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3228                                   addr1, l, mr);
3229 }
3230
3231 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3232                                     MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
3233 {
3234     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3235     FlatView *fv;
3236
3237     if (len > 0) {
3238         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3239         fv = address_space_to_flatview(as);
3240         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3241     }
3242
3243     return result;
3244 }
3245
3246 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3247                                 MemTxAttrs attrs,
3248                                 const void *buf, hwaddr len)
3249 {
3250     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3251     FlatView *fv;
3252
3253     if (len > 0) {
3254         RCU_READ_LOCK_GUARD();
3255         fv = address_space_to_flatview(as);
3256         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3257     }
3258
3259     return result;
3260 }
3261
3262 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3263                              void *buf, hwaddr len, bool is_write)
3264 {
3265     if (is_write) {
3266         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3267     } else {
3268         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3269     }
3270 }
3271
3272 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, void *buf,
3273                             hwaddr len, bool is_write)
3274 {
3275     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3276                      buf, len, is_write);
3277 }
3278
3279 enum write_rom_type {
3280     WRITE_DATA,
3281     FLUSH_CACHE,
3282 };
3283
3284 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3285                                                            hwaddr addr,
3286                                                            MemTxAttrs attrs,
3287                                                            const void *ptr,
3288                                                            hwaddr len,
3289                                                            enum write_rom_type type)
3290 {
3291     hwaddr l;
3292     uint8_t *ram_ptr;
3293     hwaddr addr1;
3294     MemoryRegion *mr;
3295     const uint8_t *buf = ptr;
3296
3297     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3298     while (len > 0) {
3299         l = len;
3300         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3301
3302         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3303               memory_region_is_romd(mr))) {
3304             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3305         } else {
3306             /* ROM/RAM case */
3307             ram_ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3308             switch (type) {
3309             case WRITE_DATA:
3310                 memcpy(ram_ptr, buf, l);
3311                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3312                 break;
3313             case FLUSH_CACHE:
3314                 flush_icache_range((uintptr_t)ram_ptr, (uintptr_t)ram_ptr + l);
3315                 break;
3316             }
3317         }
3318         len -= l;
3319         buf += l;
3320         addr += l;
3321     }
3322     return MEMTX_OK;
3323 }
3324
3325 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3326 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3327                                     MemTxAttrs attrs,
3328                                     const void *buf, hwaddr len)
3329 {
3330     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
3331                                             buf, len, WRITE_DATA);
3332 }
3333
3334 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
3335 {
3336     /*
3337      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3338      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3339      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3340      * the host's instruction cache at least.
3341      */
3342     if (tcg_enabled()) {
3343         return;
3344     }
3345
3346     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3347                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3348                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3349 }
3350
3351 typedef struct {
3352     MemoryRegion *mr;
3353     void *buffer;
3354     hwaddr addr;
3355     hwaddr len;
3356     bool in_use;
3357 } BounceBuffer;
3358
3359 static BounceBuffer bounce;
3360
3361 typedef struct MapClient {
3362     QEMUBH *bh;
3363     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3364 } MapClient;
3365
3366 QemuMutex map_client_list_lock;
3367 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3368     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3369
3370 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3371 {
3372     QLIST_REMOVE(client, link);
3373     g_free(client);
3374 }
3375
3376 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3377 {
3378     MapClient *client;
3379
3380     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3381         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3382         qemu_bh_schedule(client->bh);
3383         cpu_unregister_map_client_do(client);
3384     }
3385 }
3386
3387 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3388 {
3389     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3390
3391     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3392     client->bh = bh;
3393     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3394     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3395         cpu_notify_map_clients_locked();
3396     }
3397     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3398 }
3399
3400 void cpu_exec_init_all(void)
3401 {
3402     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3403     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3404      * so no more changes can be made after this point.
3405      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3406      * machine setup would care about the target page size, and we could
3407      * do this much later, rather than requiring board models to state
3408      * up front what their requirements are.
3409      */
3410     finalize_target_page_bits();
3411     io_mem_init();
3412     memory_map_init();
3413     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3414 }
3415
3416 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3417 {
3418     MapClient *client;
3419
3420     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3421     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3422         if (client->bh == bh) {
3423             cpu_unregister_map_client_do(client);
3424             break;
3425         }
3426     }
3427     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3428 }
3429
3430 static void cpu_notify_map_clients(void)
3431 {
3432     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3433     cpu_notify_map_clients_locked();
3434     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3435 }
3436
3437 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3438                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3439 {
3440     MemoryRegion *mr;
3441     hwaddr l, xlat;
3442
3443     while (len > 0) {
3444         l = len;
3445         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3446         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3447             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3448             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3449                 return false;
3450             }
3451         }
3452
3453         len -= l;
3454         addr += l;
3455     }
3456     return true;
3457 }
3458
3459 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3460                                 hwaddr len, bool is_write,
3461                                 MemTxAttrs attrs)
3462 {
3463     FlatView *fv;
3464     bool result;
3465
3466     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3467     fv = address_space_to_flatview(as);
3468     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3469     return result;
3470 }
3471
3472 static hwaddr
3473 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3474                             hwaddr target_len,
3475                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3476                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3477 {
3478     hwaddr done = 0;
3479     hwaddr xlat;
3480     MemoryRegion *this_mr;
3481
3482     for (;;) {
3483         target_len -= len;
3484         addr += len;
3485         done += len;
3486         if (target_len == 0) {
3487             return done;
3488         }
3489
3490         len = target_len;
3491         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3492                                      &len, is_write, attrs);
3493         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3494             return done;
3495         }
3496     }
3497 }
3498
3499 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3500  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3501  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3502  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3503  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3504  * likely to succeed.
3505  */
3506 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3507                         hwaddr addr,
3508                         hwaddr *plen,
3509                         bool is_write,
3510                         MemTxAttrs attrs)
3511 {
3512     hwaddr len = *plen;
3513     hwaddr l, xlat;
3514     MemoryRegion *mr;
3515     void *ptr;
3516     FlatView *fv;
3517
3518     if (len == 0) {
3519         return NULL;
3520     }
3521
3522     l = len;
3523     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3524     fv = address_space_to_flatview(as);
3525     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3526
3527     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3528         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3529             return NULL;
3530         }
3531         /* Avoid unbounded allocations */
3532         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3533         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3534         bounce.addr = addr;
3535         bounce.len = l;
3536
3537         memory_region_ref(mr);
3538         bounce.mr = mr;
3539         if (!is_write) {
3540             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3541                                bounce.buffer, l);
3542         }
3543
3544         *plen = l;
3545         return bounce.buffer;
3546     }
3547
3548
3549     memory_region_ref(mr);
3550     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3551                                         l, is_write, attrs);
3552     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3553
3554     return ptr;
3555 }
3556
3557 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3558  * Will also mark the memory as dirty if is_write is true.  access_len gives
3559  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3560  */
3561 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3562                          bool is_write, hwaddr access_len)
3563 {
3564     if (buffer != bounce.buffer) {
3565         MemoryRegion *mr;
3566         ram_addr_t addr1;
3567
3568         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3569         assert(mr != NULL);
3570         if (is_write) {
3571             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3572         }
3573         if (xen_enabled()) {
3574             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3575         }
3576         memory_region_unref(mr);
3577         return;
3578     }
3579     if (is_write) {
3580         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3581                             bounce.buffer, access_len);
3582     }
3583     qemu_vfree(bounce.buffer);
3584     bounce.buffer = NULL;
3585     memory_region_unref(bounce.mr);
3586     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3587     cpu_notify_map_clients();
3588 }
3589
3590 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3591                               hwaddr *plen,
3592                               bool is_write)
3593 {
3594     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3595                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3596 }
3597
3598 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3599                                bool is_write, hwaddr access_len)
3600 {
3601     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3602 }
3603
3604 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3605 #define ARG1                     as
3606 #define SUFFIX
3607 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3608 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3609 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3610 #include "memory_ldst.inc.c"
3611
3612 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3613                                  AddressSpace *as,
3614                                  hwaddr addr,
3615                                  hwaddr len,
3616                                  bool is_write)
3617 {
3618     AddressSpaceDispatch *d;
3619     hwaddr l;
3620     MemoryRegion *mr;
3621
3622     assert(len > 0);
3623
3624     l = len;
3625     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3626     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3627     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3628
3629     mr = cache->mrs.mr;
3630     memory_region_ref(mr);
3631     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3632         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3633          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3634          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3635          */
3636         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3637                                         cache->xlat, l, is_write,
3638                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3639         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3640     } else {
3641         cache->ptr = NULL;
3642     }
3643
3644     cache->len = l;
3645     cache->is_write = is_write;
3646     return l;
3647 }
3648
3649 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3650                                     hwaddr addr,
3651                                     hwaddr access_len)
3652 {
3653     assert(cache->is_write);
3654     if (likely(cache->ptr)) {
3655         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3656     }
3657 }
3658
3659 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3660 {
3661     if (!cache->mrs.mr) {
3662         return;
3663     }
3664
3665     if (xen_enabled()) {
3666         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3667     }
3668     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3669     flatview_unref(cache->fv);
3670     cache->mrs.mr = NULL;
3671     cache->fv = NULL;
3672 }
3673
3674 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3675  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3676  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3677  * address_space_cache_init.
3678  */
3679 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3680     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3681     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3682 {
3683     MemoryRegionSection section;
3684     MemoryRegion *mr;
3685     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3686     AddressSpace *target_as;
3687
3688     assert(!cache->ptr);
3689     *xlat = addr + cache->xlat;
3690
3691     mr = cache->mrs.mr;
3692     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3693     if (!iommu_mr) {
3694         /* MMIO region.  */
3695         return mr;
3696     }
3697
3698     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3699                                             NULL, is_write, true,
3700                                             &target_as, attrs);
3701     return section.mr;
3702 }
3703
3704 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3705  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3706  */
3707 void
3708 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3709                                    void *buf, hwaddr len)
3710 {
3711     hwaddr addr1, l;
3712     MemoryRegion *mr;
3713
3714     l = len;
3715     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3716                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3717     flatview_read_continue(cache->fv,
3718                            addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3719                            addr1, l, mr);
3720 }
3721
3722 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3723  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3724  */
3725 void
3726 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3727                                     const void *buf, hwaddr len)
3728 {
3729     hwaddr addr1, l;
3730     MemoryRegion *mr;
3731
3732     l = len;
3733     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3734                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3735     flatview_write_continue(cache->fv,
3736                             addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3737                             addr1, l, mr);
3738 }
3739
3740 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3741 #define ARG1                     cache
3742 #define SUFFIX                   _cached_slow
3743 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3744 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3745 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3746 #include "memory_ldst.inc.c"
3747
3748 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3749 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3750                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3751 {
3752     hwaddr phys_addr;
3753     target_ulong l, page;
3754     uint8_t *buf = ptr;
3755
3756     cpu_synchronize_state(cpu);
3757     while (len > 0) {
3758         int asidx;
3759         MemTxAttrs attrs;
3760
3761         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3762         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3763         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3764         /* if no physical page mapped, return an error */
3765         if (phys_addr == -1)
3766             return -1;
3767         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3768         if (l > len)
3769             l = len;
3770         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3771         if (is_write) {
3772             address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3773                                     attrs, buf, l);
3774         } else {
3775             address_space_read(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr, attrs, buf,
3776                                l);
3777         }
3778         len -= l;
3779         buf += l;
3780         addr += l;
3781     }
3782     return 0;
3783 }
3784
3785 /*
3786  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3787  * target independent.
3788  */
3789 size_t qemu_target_page_size(void)
3790 {
3791     return TARGET_PAGE_SIZE;
3792 }
3793
3794 int qemu_target_page_bits(void)
3795 {
3796     return TARGET_PAGE_BITS;
3797 }
3798
3799 int qemu_target_page_bits_min(void)
3800 {
3801     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3802 }
3803 #endif
3804
3805 bool target_words_bigendian(void)
3806 {
3807 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3808     return true;
3809 #else
3810     return false;
3811 #endif
3812 }
3813
3814 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3815 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3816 {
3817     MemoryRegion*mr;
3818     hwaddr l = 1;
3819     bool res;
3820
3821     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3822     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3823                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
3824                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3825
3826     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3827     return res;
3828 }
3829
3830 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3831 {
3832     RAMBlock *block;
3833     int ret = 0;
3834
3835     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3836     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3837         ret = func(block, opaque);
3838         if (ret) {
3839             break;
3840         }
3841     }
3842     return ret;
3843 }
3844
3845 /*
3846  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3847  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3848  * the OS provides for postcopy.
3849  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3850  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3851  *
3852  */
3853 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3854 {
3855     int ret = -1;
3856
3857     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3858
3859     if (!QEMU_PTR_IS_ALIGNED(host_startaddr, rb->page_size)) {
3860         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3861                      host_startaddr);
3862         goto err;
3863     }
3864
3865     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3866         bool need_madvise, need_fallocate;
3867         if (!QEMU_IS_ALIGNED(length, rb->page_size)) {
3868             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned length: %zx",
3869                          length);
3870             goto err;
3871         }
3872
3873         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3874
3875         /* The logic here is messy;
3876          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3877          *    fallocate works on hugepages and shmem
3878          */
3879         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3880         need_fallocate = rb->fd != -1;
3881         if (need_fallocate) {
3882             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3883              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3884              * so a userfault will trigger.
3885              */
3886 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3887             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3888                             start, length);
3889             if (ret) {
3890                 ret = -errno;
3891                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3892                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3893                              rb->idstr, start, length, ret);
3894                 goto err;
3895             }
3896 #else
3897             ret = -ENOSYS;
3898             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3899                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3900                          rb->idstr, start, length, ret);
3901             goto err;
3902 #endif
3903         }
3904         if (need_madvise) {
3905             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3906              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3907              * and to fall back on the file contents (which we just
3908              * fallocate'd away).
3909              */
3910 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3911             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3912             if (ret) {
3913                 ret = -errno;
3914                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3915                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3916                              rb->idstr, start, length, ret);
3917                 goto err;
3918             }
3919 #else
3920             ret = -ENOSYS;
3921             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3922                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3923                          rb->idstr, start, length, ret);
3924             goto err;
3925 #endif
3926         }
3927         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3928                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3929     } else {
3930         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3931                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3932                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3933     }
3934
3935 err:
3936     return ret;
3937 }
3938
3939 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
3940 {
3941     return rb->flags & RAM_PMEM;
3942 }
3943
3944 #endif
3945
3946 void page_size_init(void)
3947 {
3948     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
3949        TARGET_PAGE_SIZE */
3950     if (qemu_host_page_size == 0) {
3951         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
3952     }
3953     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
3954         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
3955     }
3956     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
3957 }
3958
3959 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
3960
3961 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
3962 {
3963     if (start == end - 1) {
3964         qemu_printf("\t%3d      ", start);
3965     } else {
3966         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3967     }
3968     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
3969     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3970         qemu_printf(" ptr=NIL");
3971     } else if (!skip) {
3972         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
3973     } else {
3974         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
3975     }
3976     qemu_printf("\n");
3977 }
3978
3979 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
3980                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
3981
3982 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
3983 {
3984     int i;
3985
3986     qemu_printf("  Dispatch\n");
3987     qemu_printf("    Physical sections\n");
3988
3989     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
3990         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
3991         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
3992                                 " [ROM]", " [watch]" };
3993
3994         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
3995                     " %s%s%s%s%s",
3996             i,
3997             s->offset_within_address_space,
3998             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
3999             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
4000             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
4001             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
4002             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
4003             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
4004
4005         if (s->mr->alias) {
4006             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
4007                     s->mr->alias->name : "noname");
4008         }
4009         qemu_printf("\n");
4010     }
4011
4012     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
4013                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
4014     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
4015         int j, jprev;
4016         PhysPageEntry prev;
4017         Node *n = d->map.nodes + i;
4018
4019         qemu_printf("      [%d]\n", i);
4020
4021         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
4022             PhysPageEntry *pe = *n + j;
4023
4024             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
4025                 continue;
4026             }
4027
4028             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4029
4030             jprev = j;
4031             prev = *pe;
4032         }
4033
4034         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
4035             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4036         }
4037     }
4038 }
4039
4040 #endif
This page took 0.235221 seconds and 4 git commands to generate.