]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
ram: rename last_ram_offset() last_ram_pages()
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include "qemu/osdep.h"
20 #include "qapi/error.h"
21 #ifndef _WIN32
22 #endif
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "tcg.h"
28 #include "hw/qdev-core.h"
29 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
30 #include "hw/boards.h"
31 #include "hw/xen/xen.h"
32 #endif
33 #include "sysemu/kvm.h"
34 #include "sysemu/sysemu.h"
35 #include "qemu/timer.h"
36 #include "qemu/config-file.h"
37 #include "qemu/error-report.h"
38 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
39 #include "qemu.h"
40 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
41 #include "hw/hw.h"
42 #include "exec/memory.h"
43 #include "exec/ioport.h"
44 #include "sysemu/dma.h"
45 #include "sysemu/numa.h"
46 #include "sysemu/hw_accel.h"
47 #include "exec/address-spaces.h"
48 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
49 #include "trace-root.h"
50
51 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
52 #include <fcntl.h>
53 #include <linux/falloc.h>
54 #endif
55
56 #endif
57 #include "exec/cpu-all.h"
58 #include "qemu/rcu_queue.h"
59 #include "qemu/main-loop.h"
60 #include "translate-all.h"
61 #include "sysemu/replay.h"
62
63 #include "exec/memory-internal.h"
64 #include "exec/ram_addr.h"
65 #include "exec/log.h"
66
67 #include "migration/vmstate.h"
68
69 #include "qemu/range.h"
70 #ifndef _WIN32
71 #include "qemu/mmap-alloc.h"
72 #endif
73
74 //#define DEBUG_SUBPAGE
75
76 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
77 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
78  * are protected by the ramlist lock.
79  */
80 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
81
82 static MemoryRegion *system_memory;
83 static MemoryRegion *system_io;
84
85 AddressSpace address_space_io;
86 AddressSpace address_space_memory;
87
88 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
89 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
90
91 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
92 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
93
94 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
95 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
96
97 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
98  * This used_length size can change across reboots.
99  */
100 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
101
102 #endif
103
104 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
105 int target_page_bits;
106 bool target_page_bits_decided;
107 #endif
108
109 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
110 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
111    cpu_exec() */
112 __thread CPUState *current_cpu;
113 /* 0 = Do not count executed instructions.
114    1 = Precise instruction counting.
115    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
116 int use_icount;
117
118 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
119 {
120     /* The target page size is the lowest common denominator for all
121      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
122      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
123      * a particular size.
124      */
125 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
126     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
127     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
128         if (target_page_bits_decided) {
129             return false;
130         }
131         target_page_bits = bits;
132     }
133 #endif
134     return true;
135 }
136
137 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
138
139 static void finalize_target_page_bits(void)
140 {
141 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
142     if (target_page_bits == 0) {
143         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
144     }
145     target_page_bits_decided = true;
146 #endif
147 }
148
149 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
150
151 struct PhysPageEntry {
152     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
153     uint32_t skip : 6;
154      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
155     uint32_t ptr : 26;
156 };
157
158 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
159
160 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
161 #define ADDR_SPACE_BITS 64
162
163 #define P_L2_BITS 9
164 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
165
166 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
167
168 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
169
170 typedef struct PhysPageMap {
171     struct rcu_head rcu;
172
173     unsigned sections_nb;
174     unsigned sections_nb_alloc;
175     unsigned nodes_nb;
176     unsigned nodes_nb_alloc;
177     Node *nodes;
178     MemoryRegionSection *sections;
179 } PhysPageMap;
180
181 struct AddressSpaceDispatch {
182     struct rcu_head rcu;
183
184     MemoryRegionSection *mru_section;
185     /* This is a multi-level map on the physical address space.
186      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
187      */
188     PhysPageEntry phys_map;
189     PhysPageMap map;
190     AddressSpace *as;
191 };
192
193 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
194 typedef struct subpage_t {
195     MemoryRegion iomem;
196     AddressSpace *as;
197     hwaddr base;
198     uint16_t sub_section[];
199 } subpage_t;
200
201 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
202 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
203 #define PHYS_SECTION_ROM 2
204 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
205
206 static void io_mem_init(void);
207 static void memory_map_init(void);
208 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
209
210 static MemoryRegion io_mem_watch;
211
212 /**
213  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
214  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
215  * @as: the AddressSpace itself
216  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
217  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
218  */
219 struct CPUAddressSpace {
220     CPUState *cpu;
221     AddressSpace *as;
222     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
223     MemoryListener tcg_as_listener;
224 };
225
226 #endif
227
228 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
229
230 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
231 {
232     static unsigned alloc_hint = 16;
233     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
234         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
235         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
236         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
237         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
238     }
239 }
240
241 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
242 {
243     unsigned i;
244     uint32_t ret;
245     PhysPageEntry e;
246     PhysPageEntry *p;
247
248     ret = map->nodes_nb++;
249     p = map->nodes[ret];
250     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
251     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
252
253     e.skip = leaf ? 0 : 1;
254     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
255     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
256         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
257     }
258     return ret;
259 }
260
261 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
262                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
263                                 int level)
264 {
265     PhysPageEntry *p;
266     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
267
268     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
269         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
270     }
271     p = map->nodes[lp->ptr];
272     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
273
274     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
275         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
276             lp->skip = 0;
277             lp->ptr = leaf;
278             *index += step;
279             *nb -= step;
280         } else {
281             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
282         }
283         ++lp;
284     }
285 }
286
287 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
288                           hwaddr index, hwaddr nb,
289                           uint16_t leaf)
290 {
291     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
292     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
293
294     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
295 }
296
297 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
298  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
299  */
300 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
301 {
302     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
303     int valid = 0;
304     PhysPageEntry *p;
305     int i;
306
307     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
308         return;
309     }
310
311     p = nodes[lp->ptr];
312     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
313         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
314             continue;
315         }
316
317         valid_ptr = i;
318         valid++;
319         if (p[i].skip) {
320             phys_page_compact(&p[i], nodes);
321         }
322     }
323
324     /* We can only compress if there's only one child. */
325     if (valid != 1) {
326         return;
327     }
328
329     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
330
331     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
332     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
333         return;
334     }
335
336     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
337     if (!p[valid_ptr].skip) {
338         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
339         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
340          * should never reach here.
341          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
342          * change this rule.
343          */
344         lp->skip = 0;
345     } else {
346         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
347     }
348 }
349
350 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
351 {
352     if (d->phys_map.skip) {
353         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
354     }
355 }
356
357 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
358                                        hwaddr addr)
359 {
360     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
361      * the section must cover the entire address space.
362      */
363     return int128_gethi(section->size) ||
364            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
365                              int128_getlo(section->size), addr);
366 }
367
368 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
369                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
370 {
371     PhysPageEntry *p;
372     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
373     int i;
374
375     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
376         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
377             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
378         }
379         p = nodes[lp.ptr];
380         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
381     }
382
383     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
384         return &sections[lp.ptr];
385     } else {
386         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
387     }
388 }
389
390 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
391 {
392     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
393         && mr != &io_mem_watch;
394 }
395
396 /* Called from RCU critical section */
397 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
398                                                         hwaddr addr,
399                                                         bool resolve_subpage)
400 {
401     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
402     subpage_t *subpage;
403     bool update;
404
405     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
406         section_covers_addr(section, addr)) {
407         update = false;
408     } else {
409         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
410                                  d->map.sections);
411         update = true;
412     }
413     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
414         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
415         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
416     }
417     if (update) {
418         atomic_set(&d->mru_section, section);
419     }
420     return section;
421 }
422
423 /* Called from RCU critical section */
424 static MemoryRegionSection *
425 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
426                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
427 {
428     MemoryRegionSection *section;
429     MemoryRegion *mr;
430     Int128 diff;
431
432     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
433     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
434     addr -= section->offset_within_address_space;
435
436     /* Compute offset within MemoryRegion */
437     *xlat = addr + section->offset_within_region;
438
439     mr = section->mr;
440
441     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
442      * on their address, without considering adjacent registers that could
443      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
444      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
445      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
446      * here.
447      *
448      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
449      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
450      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
451      */
452     if (memory_region_is_ram(mr)) {
453         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
454         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
455     }
456     return section;
457 }
458
459 /* Called from RCU critical section */
460 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
461                                             bool is_write)
462 {
463     IOMMUTLBEntry iotlb = {0};
464     MemoryRegionSection *section;
465     MemoryRegion *mr;
466
467     for (;;) {
468         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
469         section = address_space_lookup_region(d, addr, false);
470         addr = addr - section->offset_within_address_space
471                + section->offset_within_region;
472         mr = section->mr;
473
474         if (!mr->iommu_ops) {
475             break;
476         }
477
478         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
479         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
480             iotlb.target_as = NULL;
481             break;
482         }
483
484         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
485                 | (addr & iotlb.addr_mask));
486         as = iotlb.target_as;
487     }
488
489     return iotlb;
490 }
491
492 /* Called from RCU critical section */
493 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
494                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
495                                       bool is_write)
496 {
497     IOMMUTLBEntry iotlb;
498     MemoryRegionSection *section;
499     MemoryRegion *mr;
500
501     for (;;) {
502         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
503         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, true);
504         mr = section->mr;
505
506         if (!mr->iommu_ops) {
507             break;
508         }
509
510         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
511         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
512                 | (addr & iotlb.addr_mask));
513         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
514         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
515             mr = &io_mem_unassigned;
516             break;
517         }
518
519         as = iotlb.target_as;
520     }
521
522     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
523         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
524         *plen = MIN(page, *plen);
525     }
526
527     *xlat = addr;
528     return mr;
529 }
530
531 /* Called from RCU critical section */
532 MemoryRegionSection *
533 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
534                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
535 {
536     MemoryRegionSection *section;
537     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
538
539     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
540
541     assert(!section->mr->iommu_ops);
542     return section;
543 }
544 #endif
545
546 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
547
548 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
549 {
550     CPUState *cpu = opaque;
551
552     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
553        version_id is increased. */
554     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
555     tlb_flush(cpu);
556
557     return 0;
558 }
559
560 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
561 {
562     CPUState *cpu = opaque;
563
564     cpu->exception_index = -1;
565
566     return 0;
567 }
568
569 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
570 {
571     CPUState *cpu = opaque;
572
573     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
574 }
575
576 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
577     .name = "cpu_common/exception_index",
578     .version_id = 1,
579     .minimum_version_id = 1,
580     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
581     .fields = (VMStateField[]) {
582         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
583         VMSTATE_END_OF_LIST()
584     }
585 };
586
587 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
588 {
589     CPUState *cpu = opaque;
590
591     return cpu->crash_occurred;
592 }
593
594 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
595     .name = "cpu_common/crash_occurred",
596     .version_id = 1,
597     .minimum_version_id = 1,
598     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
599     .fields = (VMStateField[]) {
600         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
601         VMSTATE_END_OF_LIST()
602     }
603 };
604
605 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
606     .name = "cpu_common",
607     .version_id = 1,
608     .minimum_version_id = 1,
609     .pre_load = cpu_common_pre_load,
610     .post_load = cpu_common_post_load,
611     .fields = (VMStateField[]) {
612         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
613         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
614         VMSTATE_END_OF_LIST()
615     },
616     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
617         &vmstate_cpu_common_exception_index,
618         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
619         NULL
620     }
621 };
622
623 #endif
624
625 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
626 {
627     CPUState *cpu;
628
629     CPU_FOREACH(cpu) {
630         if (cpu->cpu_index == index) {
631             return cpu;
632         }
633     }
634
635     return NULL;
636 }
637
638 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
639 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
640 {
641     CPUAddressSpace *newas;
642
643     /* Target code should have set num_ases before calling us */
644     assert(asidx < cpu->num_ases);
645
646     if (asidx == 0) {
647         /* address space 0 gets the convenience alias */
648         cpu->as = as;
649     }
650
651     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
652     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
653
654     if (!cpu->cpu_ases) {
655         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
656     }
657
658     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
659     newas->cpu = cpu;
660     newas->as = as;
661     if (tcg_enabled()) {
662         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
663         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
664     }
665 }
666
667 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
668 {
669     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
670     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
671 }
672 #endif
673
674 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
675 {
676     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
677
678     cpu_list_remove(cpu);
679
680     if (cc->vmsd != NULL) {
681         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
682     }
683     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
684         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
685     }
686 }
687
688 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
689 {
690     cpu->as = NULL;
691     cpu->num_ases = 0;
692
693 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
694     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
695
696     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
697      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
698      * because that file is compiled only once for both user-mode
699      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
700      * the system address space.
701      */
702     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
703                              (Object **)&cpu->memory,
704                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
705                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
706                              &error_abort);
707     cpu->memory = system_memory;
708     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
709 #endif
710 }
711
712 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
713 {
714     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
715
716     cpu_list_add(cpu);
717
718 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
719     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
720         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
721     }
722     if (cc->vmsd != NULL) {
723         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
724     }
725 #endif
726 }
727
728 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
729 {
730     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
731      * even if we don't have proper locking yet.
732      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
733      * specified PC.
734      */
735     tb_flush(cpu);
736 }
737
738 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
739 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
740
741 {
742 }
743
744 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
745                           int flags)
746 {
747     return -ENOSYS;
748 }
749
750 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
751 {
752 }
753
754 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
755                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
756 {
757     return -ENOSYS;
758 }
759 #else
760 /* Add a watchpoint.  */
761 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
762                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
763 {
764     CPUWatchpoint *wp;
765
766     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
767     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
768         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
769                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
770         return -EINVAL;
771     }
772     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
773
774     wp->vaddr = addr;
775     wp->len = len;
776     wp->flags = flags;
777
778     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
779     if (flags & BP_GDB) {
780         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
781     } else {
782         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
783     }
784
785     tlb_flush_page(cpu, addr);
786
787     if (watchpoint)
788         *watchpoint = wp;
789     return 0;
790 }
791
792 /* Remove a specific watchpoint.  */
793 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
794                           int flags)
795 {
796     CPUWatchpoint *wp;
797
798     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
799         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
800                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
801             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
802             return 0;
803         }
804     }
805     return -ENOENT;
806 }
807
808 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
809 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
810 {
811     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
812
813     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
814
815     g_free(watchpoint);
816 }
817
818 /* Remove all matching watchpoints.  */
819 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
820 {
821     CPUWatchpoint *wp, *next;
822
823     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
824         if (wp->flags & mask) {
825             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
826         }
827     }
828 }
829
830 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
831  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
832  * partially or completely with the address range covered by the
833  * access).
834  */
835 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
836                                                   vaddr addr,
837                                                   vaddr len)
838 {
839     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
840      * required to avoid errors in the case where the range ends
841      * exactly at the top of the address space and so addr + len
842      * wraps round to zero.
843      */
844     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
845     vaddr addrend = addr + len - 1;
846
847     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
848 }
849
850 #endif
851
852 /* Add a breakpoint.  */
853 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
854                           CPUBreakpoint **breakpoint)
855 {
856     CPUBreakpoint *bp;
857
858     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
859
860     bp->pc = pc;
861     bp->flags = flags;
862
863     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
864     if (flags & BP_GDB) {
865         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
866     } else {
867         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
868     }
869
870     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
871
872     if (breakpoint) {
873         *breakpoint = bp;
874     }
875     return 0;
876 }
877
878 /* Remove a specific breakpoint.  */
879 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
880 {
881     CPUBreakpoint *bp;
882
883     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
884         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
885             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
886             return 0;
887         }
888     }
889     return -ENOENT;
890 }
891
892 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
893 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
894 {
895     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
896
897     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
898
899     g_free(breakpoint);
900 }
901
902 /* Remove all matching breakpoints. */
903 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
904 {
905     CPUBreakpoint *bp, *next;
906
907     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
908         if (bp->flags & mask) {
909             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
910         }
911     }
912 }
913
914 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
915    CPU loop after each instruction */
916 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
917 {
918     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
919         cpu->singlestep_enabled = enabled;
920         if (kvm_enabled()) {
921             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
922         } else {
923             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
924             /* XXX: only flush what is necessary */
925             tb_flush(cpu);
926         }
927     }
928 }
929
930 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
931 {
932     va_list ap;
933     va_list ap2;
934
935     va_start(ap, fmt);
936     va_copy(ap2, ap);
937     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
938     vfprintf(stderr, fmt, ap);
939     fprintf(stderr, "\n");
940     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
941     if (qemu_log_separate()) {
942         qemu_log_lock();
943         qemu_log("qemu: fatal: ");
944         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
945         qemu_log("\n");
946         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
947         qemu_log_flush();
948         qemu_log_unlock();
949         qemu_log_close();
950     }
951     va_end(ap2);
952     va_end(ap);
953     replay_finish();
954 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
955     {
956         struct sigaction act;
957         sigfillset(&act.sa_mask);
958         act.sa_handler = SIG_DFL;
959         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
960     }
961 #endif
962     abort();
963 }
964
965 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
966 /* Called from RCU critical section */
967 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
968 {
969     RAMBlock *block;
970
971     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
972     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
973         return block;
974     }
975     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
976         if (addr - block->offset < block->max_length) {
977             goto found;
978         }
979     }
980
981     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
982     abort();
983
984 found:
985     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
986      * is what happens:
987      *
988      *     mru_block = xxx
989      *     rcu_read_unlock()
990      *                                        xxx removed from list
991      *                  rcu_read_lock()
992      *                  read mru_block
993      *                                        mru_block = NULL;
994      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
995      *                  rcu_read_unlock()
996      *
997      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
998      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
999      * copy of the pointer.
1000      */
1001     ram_list.mru_block = block;
1002     return block;
1003 }
1004
1005 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1006 {
1007     CPUState *cpu;
1008     ram_addr_t start1;
1009     RAMBlock *block;
1010     ram_addr_t end;
1011
1012     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1013     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1014
1015     rcu_read_lock();
1016     block = qemu_get_ram_block(start);
1017     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1018     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1019     CPU_FOREACH(cpu) {
1020         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1021     }
1022     rcu_read_unlock();
1023 }
1024
1025 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1026 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1027                                               ram_addr_t length,
1028                                               unsigned client)
1029 {
1030     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1031     unsigned long end, page;
1032     bool dirty = false;
1033
1034     if (length == 0) {
1035         return false;
1036     }
1037
1038     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1039     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1040
1041     rcu_read_lock();
1042
1043     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1044
1045     while (page < end) {
1046         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1047         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1048         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1049
1050         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1051                                               offset, num);
1052         page += num;
1053     }
1054
1055     rcu_read_unlock();
1056
1057     if (dirty && tcg_enabled()) {
1058         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1059     }
1060
1061     return dirty;
1062 }
1063
1064 /* Called from RCU critical section */
1065 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1066                                        MemoryRegionSection *section,
1067                                        target_ulong vaddr,
1068                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1069                                        int prot,
1070                                        target_ulong *address)
1071 {
1072     hwaddr iotlb;
1073     CPUWatchpoint *wp;
1074
1075     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1076         /* Normal RAM.  */
1077         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1078         if (!section->readonly) {
1079             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1080         } else {
1081             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1082         }
1083     } else {
1084         AddressSpaceDispatch *d;
1085
1086         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1087         iotlb = section - d->map.sections;
1088         iotlb += xlat;
1089     }
1090
1091     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1092        watchpoint trap routines.  */
1093     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1094         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1095             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1096             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1097                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1098                 *address |= TLB_MMIO;
1099                 break;
1100             }
1101         }
1102     }
1103
1104     return iotlb;
1105 }
1106 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1107
1108 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1109
1110 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1111                              uint16_t section);
1112 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1113
1114 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1115                                qemu_anon_ram_alloc;
1116
1117 /*
1118  * Set a custom physical guest memory alloator.
1119  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1120  * get rid of it eventually.
1121  */
1122 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1123 {
1124     phys_mem_alloc = alloc;
1125 }
1126
1127 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1128                                  MemoryRegionSection *section)
1129 {
1130     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1131      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1132      * never overflow into the page-aligned value.
1133      */
1134     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1135
1136     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1137         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1138         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1139                                 map->sections_nb_alloc);
1140     }
1141     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1142     memory_region_ref(section->mr);
1143     return map->sections_nb++;
1144 }
1145
1146 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1147 {
1148     bool have_sub_page = mr->subpage;
1149
1150     memory_region_unref(mr);
1151
1152     if (have_sub_page) {
1153         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1154         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1155         g_free(subpage);
1156     }
1157 }
1158
1159 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1160 {
1161     while (map->sections_nb > 0) {
1162         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1163         phys_section_destroy(section->mr);
1164     }
1165     g_free(map->sections);
1166     g_free(map->nodes);
1167 }
1168
1169 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1170 {
1171     subpage_t *subpage;
1172     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1173         & TARGET_PAGE_MASK;
1174     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1175                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1176     MemoryRegionSection subsection = {
1177         .offset_within_address_space = base,
1178         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1179     };
1180     hwaddr start, end;
1181
1182     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1183
1184     if (!(existing->mr->subpage)) {
1185         subpage = subpage_init(d->as, base);
1186         subsection.address_space = d->as;
1187         subsection.mr = &subpage->iomem;
1188         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1189                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1190     } else {
1191         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1192     }
1193     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1194     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1195     subpage_register(subpage, start, end,
1196                      phys_section_add(&d->map, section));
1197 }
1198
1199
1200 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1201                                MemoryRegionSection *section)
1202 {
1203     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1204     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1205     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1206                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1207
1208     assert(num_pages);
1209     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1210 }
1211
1212 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1213 {
1214     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1215     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1216     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1217     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1218
1219     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1220         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1221                        - now.offset_within_address_space;
1222
1223         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1224         register_subpage(d, &now);
1225     } else {
1226         now.size = int128_zero();
1227     }
1228     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1229         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1230         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1231         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1232         now = remain;
1233         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1234             register_subpage(d, &now);
1235         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1236             now.size = page_size;
1237             register_subpage(d, &now);
1238         } else {
1239             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1240             register_multipage(d, &now);
1241         }
1242     }
1243 }
1244
1245 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1246 {
1247     if (kvm_enabled())
1248         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1249 }
1250
1251 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1252 {
1253     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1254 }
1255
1256 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1257 {
1258     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1259 }
1260
1261 #ifdef __linux__
1262 /*
1263  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1264  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1265  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1266  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1267  */
1268 static int find_max_supported_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1269 {
1270     char *mem_path;
1271     long *hpsize_min = opaque;
1272
1273     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1274         mem_path = object_property_get_str(obj, "mem-path", NULL);
1275         if (mem_path) {
1276             long hpsize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1277             if (hpsize < *hpsize_min) {
1278                 *hpsize_min = hpsize;
1279             }
1280         } else {
1281             *hpsize_min = getpagesize();
1282         }
1283     }
1284
1285     return 0;
1286 }
1287
1288 long qemu_getrampagesize(void)
1289 {
1290     long hpsize = LONG_MAX;
1291     long mainrampagesize;
1292     Object *memdev_root;
1293
1294     if (mem_path) {
1295         mainrampagesize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1296     } else {
1297         mainrampagesize = getpagesize();
1298     }
1299
1300     /* it's possible we have memory-backend objects with
1301      * hugepage-backed RAM. these may get mapped into system
1302      * address space via -numa parameters or memory hotplug
1303      * hooks. we want to take these into account, but we
1304      * also want to make sure these supported hugepage
1305      * sizes are applicable across the entire range of memory
1306      * we may boot from, so we take the min across all
1307      * backends, and assume normal pages in cases where a
1308      * backend isn't backed by hugepages.
1309      */
1310     memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1311     if (memdev_root) {
1312         object_child_foreach(memdev_root, find_max_supported_pagesize, &hpsize);
1313     }
1314     if (hpsize == LONG_MAX) {
1315         /* No additional memory regions found ==> Report main RAM page size */
1316         return mainrampagesize;
1317     }
1318
1319     /* If NUMA is disabled or the NUMA nodes are not backed with a
1320      * memory-backend, then there is at least one node using "normal" RAM,
1321      * so if its page size is smaller we have got to report that size instead.
1322      */
1323     if (hpsize > mainrampagesize &&
1324         (nb_numa_nodes == 0 || numa_info[0].node_memdev == NULL)) {
1325         static bool warned;
1326         if (!warned) {
1327             error_report("Huge page support disabled (n/a for main memory).");
1328             warned = true;
1329         }
1330         return mainrampagesize;
1331     }
1332
1333     return hpsize;
1334 }
1335 #else
1336 long qemu_getrampagesize(void)
1337 {
1338     return getpagesize();
1339 }
1340 #endif
1341
1342 #ifdef __linux__
1343 static int64_t get_file_size(int fd)
1344 {
1345     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1346     if (size < 0) {
1347         return -errno;
1348     }
1349     return size;
1350 }
1351
1352 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1353                             ram_addr_t memory,
1354                             const char *path,
1355                             Error **errp)
1356 {
1357     bool unlink_on_error = false;
1358     char *filename;
1359     char *sanitized_name;
1360     char *c;
1361     void *area = MAP_FAILED;
1362     int fd = -1;
1363     int64_t file_size;
1364
1365     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1366         error_setg(errp,
1367                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1368         return NULL;
1369     }
1370
1371     for (;;) {
1372         fd = open(path, O_RDWR);
1373         if (fd >= 0) {
1374             /* @path names an existing file, use it */
1375             break;
1376         }
1377         if (errno == ENOENT) {
1378             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1379             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1380             if (fd >= 0) {
1381                 unlink_on_error = true;
1382                 break;
1383             }
1384         } else if (errno == EISDIR) {
1385             /* @path names a directory, create a file there */
1386             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1387             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1388             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1389                 if (*c == '/') {
1390                     *c = '_';
1391                 }
1392             }
1393
1394             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1395                                        sanitized_name);
1396             g_free(sanitized_name);
1397
1398             fd = mkstemp(filename);
1399             if (fd >= 0) {
1400                 unlink(filename);
1401                 g_free(filename);
1402                 break;
1403             }
1404             g_free(filename);
1405         }
1406         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1407             error_setg_errno(errp, errno,
1408                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1409                              path);
1410             goto error;
1411         }
1412         /*
1413          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1414          * something else creates the file between our two open().
1415          */
1416     }
1417
1418     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1419     block->mr->align = block->page_size;
1420 #if defined(__s390x__)
1421     if (kvm_enabled()) {
1422         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1423     }
1424 #endif
1425
1426     file_size = get_file_size(fd);
1427
1428     if (memory < block->page_size) {
1429         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1430                    "or larger than page size 0x%zx",
1431                    memory, block->page_size);
1432         goto error;
1433     }
1434
1435     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1436         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1437                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1438                    path, file_size, memory);
1439         goto error;
1440     }
1441
1442     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1443
1444     /*
1445      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1446      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1447      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1448      * mmap will fail.
1449      *
1450      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1451      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1452      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1453      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1454      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1455      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1456      * is disabled as well.
1457      */
1458     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1459         perror("ftruncate");
1460     }
1461
1462     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1463                          block->flags & RAM_SHARED);
1464     if (area == MAP_FAILED) {
1465         error_setg_errno(errp, errno,
1466                          "unable to map backing store for guest RAM");
1467         goto error;
1468     }
1469
1470     if (mem_prealloc) {
1471         os_mem_prealloc(fd, area, memory, smp_cpus, errp);
1472         if (errp && *errp) {
1473             goto error;
1474         }
1475     }
1476
1477     block->fd = fd;
1478     return area;
1479
1480 error:
1481     if (area != MAP_FAILED) {
1482         qemu_ram_munmap(area, memory);
1483     }
1484     if (unlink_on_error) {
1485         unlink(path);
1486     }
1487     if (fd != -1) {
1488         close(fd);
1489     }
1490     return NULL;
1491 }
1492 #endif
1493
1494 /* Called with the ramlist lock held.  */
1495 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1496 {
1497     RAMBlock *block, *next_block;
1498     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1499
1500     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1501
1502     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1503         return 0;
1504     }
1505
1506     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1507         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1508
1509         end = block->offset + block->max_length;
1510
1511         QLIST_FOREACH_RCU(next_block, &ram_list.blocks, next) {
1512             if (next_block->offset >= end) {
1513                 next = MIN(next, next_block->offset);
1514             }
1515         }
1516         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1517             offset = end;
1518             mingap = next - end;
1519         }
1520     }
1521
1522     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1523         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1524                 (uint64_t)size);
1525         abort();
1526     }
1527
1528     return offset;
1529 }
1530
1531 unsigned long last_ram_page(void)
1532 {
1533     RAMBlock *block;
1534     ram_addr_t last = 0;
1535
1536     rcu_read_lock();
1537     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1538         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1539     }
1540     rcu_read_unlock();
1541     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1542 }
1543
1544 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1545 {
1546     int ret;
1547
1548     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1549     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1550         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1551         if (ret) {
1552             perror("qemu_madvise");
1553             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1554                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1555         }
1556     }
1557 }
1558
1559 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1560 {
1561     return rb->idstr;
1562 }
1563
1564 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1565 {
1566     return rb->flags & RAM_SHARED;
1567 }
1568
1569 /* Called with iothread lock held.  */
1570 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1571 {
1572     RAMBlock *block;
1573
1574     assert(new_block);
1575     assert(!new_block->idstr[0]);
1576
1577     if (dev) {
1578         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1579         if (id) {
1580             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1581             g_free(id);
1582         }
1583     }
1584     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1585
1586     rcu_read_lock();
1587     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1588         if (block != new_block &&
1589             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1590             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1591                     new_block->idstr);
1592             abort();
1593         }
1594     }
1595     rcu_read_unlock();
1596 }
1597
1598 /* Called with iothread lock held.  */
1599 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1600 {
1601     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1602      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1603      * does not work anyway.
1604      */
1605     if (block) {
1606         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1607     }
1608 }
1609
1610 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1611 {
1612     return rb->page_size;
1613 }
1614
1615 /* Returns the largest size of page in use */
1616 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
1617 {
1618     RAMBlock *block;
1619     size_t largest = 0;
1620
1621     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1622         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
1623     }
1624
1625     return largest;
1626 }
1627
1628 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1629 {
1630     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1631         /* disabled by the user */
1632         return 0;
1633     }
1634
1635     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1636 }
1637
1638 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1639  * incoming migration, or right after reset.
1640  *
1641  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1642  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1643  * misuse, if necessary.
1644  */
1645 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1646 {
1647     assert(block);
1648
1649     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1650
1651     if (block->used_length == newsize) {
1652         return 0;
1653     }
1654
1655     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1656         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1657                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1658                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1659                          newsize, block->used_length);
1660         return -EINVAL;
1661     }
1662
1663     if (block->max_length < newsize) {
1664         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1665                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1666                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1667                          newsize, block->max_length);
1668         return -EINVAL;
1669     }
1670
1671     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1672     block->used_length = newsize;
1673     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1674                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1675     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1676     if (block->resized) {
1677         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1678     }
1679     return 0;
1680 }
1681
1682 /* Called with ram_list.mutex held */
1683 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1684                                 ram_addr_t new_ram_size)
1685 {
1686     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1687                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1688     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1689                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1690     int i;
1691
1692     /* Only need to extend if block count increased */
1693     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1694         return;
1695     }
1696
1697     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1698         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1699         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1700         int j;
1701
1702         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1703         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1704                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1705
1706         if (old_num_blocks) {
1707             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1708                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1709         }
1710
1711         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1712             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1713         }
1714
1715         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1716
1717         if (old_blocks) {
1718             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1719         }
1720     }
1721 }
1722
1723 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1724 {
1725     RAMBlock *block;
1726     RAMBlock *last_block = NULL;
1727     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1728     Error *err = NULL;
1729
1730     old_ram_size = last_ram_page();
1731
1732     qemu_mutex_lock_ramlist();
1733     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1734
1735     if (!new_block->host) {
1736         if (xen_enabled()) {
1737             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1738                           new_block->mr, &err);
1739             if (err) {
1740                 error_propagate(errp, err);
1741                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1742                 return;
1743             }
1744         } else {
1745             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1746                                              &new_block->mr->align);
1747             if (!new_block->host) {
1748                 error_setg_errno(errp, errno,
1749                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1750                                  memory_region_name(new_block->mr));
1751                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1752                 return;
1753             }
1754             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1755         }
1756     }
1757
1758     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1759               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1760     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1761         migration_bitmap_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1762         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1763     }
1764     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1765      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1766      * tail, so save the last element in last_block.
1767      */
1768     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1769         last_block = block;
1770         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1771             break;
1772         }
1773     }
1774     if (block) {
1775         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1776     } else if (last_block) {
1777         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1778     } else { /* list is empty */
1779         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1780     }
1781     ram_list.mru_block = NULL;
1782
1783     /* Write list before version */
1784     smp_wmb();
1785     ram_list.version++;
1786     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1787
1788     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1789                                         new_block->used_length,
1790                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1791
1792     if (new_block->host) {
1793         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1794         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1795         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1796         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1797         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
1798     }
1799 }
1800
1801 #ifdef __linux__
1802 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1803                                    bool share, const char *mem_path,
1804                                    Error **errp)
1805 {
1806     RAMBlock *new_block;
1807     Error *local_err = NULL;
1808
1809     if (xen_enabled()) {
1810         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1811         return NULL;
1812     }
1813
1814     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1815         /*
1816          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1817          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1818          * a hook there.
1819          */
1820         error_setg(errp,
1821                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1822         return NULL;
1823     }
1824
1825     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1826     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1827     new_block->mr = mr;
1828     new_block->used_length = size;
1829     new_block->max_length = size;
1830     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1831     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1832                                      mem_path, errp);
1833     if (!new_block->host) {
1834         g_free(new_block);
1835         return NULL;
1836     }
1837
1838     ram_block_add(new_block, &local_err);
1839     if (local_err) {
1840         g_free(new_block);
1841         error_propagate(errp, local_err);
1842         return NULL;
1843     }
1844     return new_block;
1845 }
1846 #endif
1847
1848 static
1849 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1850                                   void (*resized)(const char*,
1851                                                   uint64_t length,
1852                                                   void *host),
1853                                   void *host, bool resizeable,
1854                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1855 {
1856     RAMBlock *new_block;
1857     Error *local_err = NULL;
1858
1859     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1860     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1861     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1862     new_block->mr = mr;
1863     new_block->resized = resized;
1864     new_block->used_length = size;
1865     new_block->max_length = max_size;
1866     assert(max_size >= size);
1867     new_block->fd = -1;
1868     new_block->page_size = getpagesize();
1869     new_block->host = host;
1870     if (host) {
1871         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
1872     }
1873     if (resizeable) {
1874         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
1875     }
1876     ram_block_add(new_block, &local_err);
1877     if (local_err) {
1878         g_free(new_block);
1879         error_propagate(errp, local_err);
1880         return NULL;
1881     }
1882     return new_block;
1883 }
1884
1885 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
1886                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
1887 {
1888     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
1889 }
1890
1891 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
1892 {
1893     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
1894 }
1895
1896 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
1897                                      void (*resized)(const char*,
1898                                                      uint64_t length,
1899                                                      void *host),
1900                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
1901 {
1902     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
1903 }
1904
1905 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
1906 {
1907     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1908         ;
1909     } else if (xen_enabled()) {
1910         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
1911 #ifndef _WIN32
1912     } else if (block->fd >= 0) {
1913         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
1914         close(block->fd);
1915 #endif
1916     } else {
1917         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
1918     }
1919     g_free(block);
1920 }
1921
1922 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
1923 {
1924     if (!block) {
1925         return;
1926     }
1927
1928     if (block->host) {
1929         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
1930     }
1931
1932     qemu_mutex_lock_ramlist();
1933     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
1934     ram_list.mru_block = NULL;
1935     /* Write list before version */
1936     smp_wmb();
1937     ram_list.version++;
1938     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
1939     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1940 }
1941
1942 #ifndef _WIN32
1943 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
1944 {
1945     RAMBlock *block;
1946     ram_addr_t offset;
1947     int flags;
1948     void *area, *vaddr;
1949
1950     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1951         offset = addr - block->offset;
1952         if (offset < block->max_length) {
1953             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
1954             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1955                 ;
1956             } else if (xen_enabled()) {
1957                 abort();
1958             } else {
1959                 flags = MAP_FIXED;
1960                 if (block->fd >= 0) {
1961                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
1962                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
1963                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1964                                 flags, block->fd, offset);
1965                 } else {
1966                     /*
1967                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
1968                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
1969                      * we'd need a remap hook here.
1970                      */
1971                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
1972
1973                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
1974                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1975                                 flags, -1, 0);
1976                 }
1977                 if (area != vaddr) {
1978                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
1979                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
1980                             length, addr);
1981                     exit(1);
1982                 }
1983                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
1984                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
1985             }
1986         }
1987     }
1988 }
1989 #endif /* !_WIN32 */
1990
1991 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
1992  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
1993  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
1994  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
1995  *
1996  * Called within RCU critical section.
1997  */
1998 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
1999 {
2000     RAMBlock *block = ram_block;
2001
2002     if (block == NULL) {
2003         block = qemu_get_ram_block(addr);
2004         addr -= block->offset;
2005     }
2006
2007     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2008         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2009          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2010          * In that case just map until the end of the page.
2011          */
2012         if (block->offset == 0) {
2013             return xen_map_cache(addr, 0, 0);
2014         }
2015
2016         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
2017     }
2018     return ramblock_ptr(block, addr);
2019 }
2020
2021 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2022  * but takes a size argument.
2023  *
2024  * Called within RCU critical section.
2025  */
2026 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2027                                  hwaddr *size)
2028 {
2029     RAMBlock *block = ram_block;
2030     if (*size == 0) {
2031         return NULL;
2032     }
2033
2034     if (block == NULL) {
2035         block = qemu_get_ram_block(addr);
2036         addr -= block->offset;
2037     }
2038     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2039
2040     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2041         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2042          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2043          * In that case just map the requested area.
2044          */
2045         if (block->offset == 0) {
2046             return xen_map_cache(addr, *size, 1);
2047         }
2048
2049         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
2050     }
2051
2052     return ramblock_ptr(block, addr);
2053 }
2054
2055 /*
2056  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2057  * in that RAMBlock.
2058  *
2059  * ptr: Host pointer to look up
2060  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2061  * *ram_addr: set to result ram_addr
2062  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2063  *
2064  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2065  *
2066  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2067  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2068  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2069  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2070  * ram_addr_t.
2071  */
2072 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2073                                    ram_addr_t *offset)
2074 {
2075     RAMBlock *block;
2076     uint8_t *host = ptr;
2077
2078     if (xen_enabled()) {
2079         ram_addr_t ram_addr;
2080         rcu_read_lock();
2081         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2082         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2083         if (block) {
2084             *offset = ram_addr - block->offset;
2085         }
2086         rcu_read_unlock();
2087         return block;
2088     }
2089
2090     rcu_read_lock();
2091     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2092     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2093         goto found;
2094     }
2095
2096     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2097         /* This case append when the block is not mapped. */
2098         if (block->host == NULL) {
2099             continue;
2100         }
2101         if (host - block->host < block->max_length) {
2102             goto found;
2103         }
2104     }
2105
2106     rcu_read_unlock();
2107     return NULL;
2108
2109 found:
2110     *offset = (host - block->host);
2111     if (round_offset) {
2112         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2113     }
2114     rcu_read_unlock();
2115     return block;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Finds the named RAMBlock
2120  *
2121  * name: The name of RAMBlock to find
2122  *
2123  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2124  */
2125 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2126 {
2127     RAMBlock *block;
2128
2129     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2130         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2131             return block;
2132         }
2133     }
2134
2135     return NULL;
2136 }
2137
2138 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2139    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2140 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2141 {
2142     RAMBlock *block;
2143     ram_addr_t offset;
2144
2145     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2146     if (!block) {
2147         return RAM_ADDR_INVALID;
2148     }
2149
2150     return block->offset + offset;
2151 }
2152
2153 /* Called within RCU critical section.  */
2154 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2155                                uint64_t val, unsigned size)
2156 {
2157     bool locked = false;
2158
2159     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2160         locked = true;
2161         tb_lock();
2162         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2163     }
2164     switch (size) {
2165     case 1:
2166         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2167         break;
2168     case 2:
2169         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2170         break;
2171     case 4:
2172         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2173         break;
2174     default:
2175         abort();
2176     }
2177
2178     if (locked) {
2179         tb_unlock();
2180     }
2181
2182     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2183      * the notdirty callback faster.
2184      */
2185     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2186                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2187     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2188        flushed */
2189     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2190         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2191     }
2192 }
2193
2194 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2195                                  unsigned size, bool is_write)
2196 {
2197     return is_write;
2198 }
2199
2200 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2201     .write = notdirty_mem_write,
2202     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2203     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2204 };
2205
2206 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2207 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2208 {
2209     CPUState *cpu = current_cpu;
2210     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2211     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2212     target_ulong pc, cs_base;
2213     target_ulong vaddr;
2214     CPUWatchpoint *wp;
2215     uint32_t cpu_flags;
2216
2217     if (cpu->watchpoint_hit) {
2218         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2219          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2220          * current instruction. */
2221         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2222         return;
2223     }
2224     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2225     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2226     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2227         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2228             && (wp->flags & flags)) {
2229             if (flags == BP_MEM_READ) {
2230                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2231             } else {
2232                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2233             }
2234             wp->hitaddr = vaddr;
2235             wp->hitattrs = attrs;
2236             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2237                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2238                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2239                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2240                     continue;
2241                 }
2242                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2243
2244                 /* Both tb_lock and iothread_mutex will be reset when
2245                  * cpu_loop_exit or cpu_loop_exit_noexc longjmp
2246                  * back into the cpu_exec main loop.
2247                  */
2248                 tb_lock();
2249                 tb_check_watchpoint(cpu);
2250                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2251                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2252                     cpu_loop_exit(cpu);
2253                 } else {
2254                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2255                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2256                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2257                 }
2258             }
2259         } else {
2260             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2261         }
2262     }
2263 }
2264
2265 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2266    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2267    phys routines.  */
2268 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2269                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2270 {
2271     MemTxResult res;
2272     uint64_t data;
2273     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2274     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2275
2276     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2277     switch (size) {
2278     case 1:
2279         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2280         break;
2281     case 2:
2282         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2283         break;
2284     case 4:
2285         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2286         break;
2287     default: abort();
2288     }
2289     *pdata = data;
2290     return res;
2291 }
2292
2293 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2294                                    uint64_t val, unsigned size,
2295                                    MemTxAttrs attrs)
2296 {
2297     MemTxResult res;
2298     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2299     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2300
2301     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2302     switch (size) {
2303     case 1:
2304         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2305         break;
2306     case 2:
2307         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2308         break;
2309     case 4:
2310         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2311         break;
2312     default: abort();
2313     }
2314     return res;
2315 }
2316
2317 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2318     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2319     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2320     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2321 };
2322
2323 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2324                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2325 {
2326     subpage_t *subpage = opaque;
2327     uint8_t buf[8];
2328     MemTxResult res;
2329
2330 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2331     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2332            subpage, len, addr);
2333 #endif
2334     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2335                              attrs, buf, len);
2336     if (res) {
2337         return res;
2338     }
2339     switch (len) {
2340     case 1:
2341         *data = ldub_p(buf);
2342         return MEMTX_OK;
2343     case 2:
2344         *data = lduw_p(buf);
2345         return MEMTX_OK;
2346     case 4:
2347         *data = ldl_p(buf);
2348         return MEMTX_OK;
2349     case 8:
2350         *data = ldq_p(buf);
2351         return MEMTX_OK;
2352     default:
2353         abort();
2354     }
2355 }
2356
2357 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2358                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2359 {
2360     subpage_t *subpage = opaque;
2361     uint8_t buf[8];
2362
2363 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2364     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2365            " value %"PRIx64"\n",
2366            __func__, subpage, len, addr, value);
2367 #endif
2368     switch (len) {
2369     case 1:
2370         stb_p(buf, value);
2371         break;
2372     case 2:
2373         stw_p(buf, value);
2374         break;
2375     case 4:
2376         stl_p(buf, value);
2377         break;
2378     case 8:
2379         stq_p(buf, value);
2380         break;
2381     default:
2382         abort();
2383     }
2384     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2385                                attrs, buf, len);
2386 }
2387
2388 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2389                             unsigned len, bool is_write)
2390 {
2391     subpage_t *subpage = opaque;
2392 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2393     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2394            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2395 #endif
2396
2397     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2398                                       len, is_write);
2399 }
2400
2401 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2402     .read_with_attrs = subpage_read,
2403     .write_with_attrs = subpage_write,
2404     .impl.min_access_size = 1,
2405     .impl.max_access_size = 8,
2406     .valid.min_access_size = 1,
2407     .valid.max_access_size = 8,
2408     .valid.accepts = subpage_accepts,
2409     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2410 };
2411
2412 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2413                              uint16_t section)
2414 {
2415     int idx, eidx;
2416
2417     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2418         return -1;
2419     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2420     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2421 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2422     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2423            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2424 #endif
2425     for (; idx <= eidx; idx++) {
2426         mmio->sub_section[idx] = section;
2427     }
2428
2429     return 0;
2430 }
2431
2432 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2433 {
2434     subpage_t *mmio;
2435
2436     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2437     mmio->as = as;
2438     mmio->base = base;
2439     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2440                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2441     mmio->iomem.subpage = true;
2442 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2443     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2444            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2445 #endif
2446     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2447
2448     return mmio;
2449 }
2450
2451 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2452                               MemoryRegion *mr)
2453 {
2454     assert(as);
2455     MemoryRegionSection section = {
2456         .address_space = as,
2457         .mr = mr,
2458         .offset_within_address_space = 0,
2459         .offset_within_region = 0,
2460         .size = int128_2_64(),
2461     };
2462
2463     return phys_section_add(map, &section);
2464 }
2465
2466 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2467 {
2468     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2469     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2470     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2471     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2472
2473     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2474 }
2475
2476 static void io_mem_init(void)
2477 {
2478     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2479     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2480                           NULL, UINT64_MAX);
2481
2482     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
2483      * which can be called without the iothread mutex.
2484      */
2485     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2486                           NULL, UINT64_MAX);
2487     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
2488
2489     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2490                           NULL, UINT64_MAX);
2491 }
2492
2493 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2494 {
2495     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2496     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2497     uint16_t n;
2498
2499     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2500     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2501     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2502     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2503     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2504     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2505     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2506     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2507
2508     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2509     d->as = as;
2510     as->next_dispatch = d;
2511 }
2512
2513 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2514 {
2515     phys_sections_free(&d->map);
2516     g_free(d);
2517 }
2518
2519 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2520 {
2521     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2522     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2523     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2524
2525     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2526
2527     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2528     if (cur) {
2529         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2530     }
2531 }
2532
2533 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2534 {
2535     CPUAddressSpace *cpuas;
2536     AddressSpaceDispatch *d;
2537
2538     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2539        reset the modified entries */
2540     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2541     cpu_reloading_memory_map();
2542     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2543      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2544      * may have split the RCU critical section.
2545      */
2546     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2547     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2548     tlb_flush(cpuas->cpu);
2549 }
2550
2551 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2552 {
2553     as->dispatch = NULL;
2554     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2555         .begin = mem_begin,
2556         .commit = mem_commit,
2557         .region_add = mem_add,
2558         .region_nop = mem_add,
2559         .priority = 0,
2560     };
2561     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2562 }
2563
2564 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2565 {
2566     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2567 }
2568
2569 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2570 {
2571     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2572
2573     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2574     if (d) {
2575         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2576     }
2577 }
2578
2579 static void memory_map_init(void)
2580 {
2581     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2582
2583     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2584     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2585
2586     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2587     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2588                           65536);
2589     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2590 }
2591
2592 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2593 {
2594     return system_memory;
2595 }
2596
2597 MemoryRegion *get_system_io(void)
2598 {
2599     return system_io;
2600 }
2601
2602 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2603
2604 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2605 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2606 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2607                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2608 {
2609     int l, flags;
2610     target_ulong page;
2611     void * p;
2612
2613     while (len > 0) {
2614         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2615         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2616         if (l > len)
2617             l = len;
2618         flags = page_get_flags(page);
2619         if (!(flags & PAGE_VALID))
2620             return -1;
2621         if (is_write) {
2622             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2623                 return -1;
2624             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2625             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2626                 return -1;
2627             memcpy(p, buf, l);
2628             unlock_user(p, addr, l);
2629         } else {
2630             if (!(flags & PAGE_READ))
2631                 return -1;
2632             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2633             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2634                 return -1;
2635             memcpy(buf, p, l);
2636             unlock_user(p, addr, 0);
2637         }
2638         len -= l;
2639         buf += l;
2640         addr += l;
2641     }
2642     return 0;
2643 }
2644
2645 #else
2646
2647 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2648                                      hwaddr length)
2649 {
2650     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2651     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2652
2653     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2654      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2655      * xen_modified_memory.
2656      */
2657     if (dirty_log_mask) {
2658         dirty_log_mask =
2659             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2660     }
2661     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2662         tb_lock();
2663         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2664         tb_unlock();
2665         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2666     }
2667     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2668 }
2669
2670 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2671 {
2672     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2673
2674     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2675        otherwise specified.  */
2676     if (access_size_max == 0) {
2677         access_size_max = 4;
2678     }
2679
2680     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2681     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2682         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2683         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2684             access_size_max = align_size_max;
2685         }
2686     }
2687
2688     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2689     if (l > access_size_max) {
2690         l = access_size_max;
2691     }
2692     l = pow2floor(l);
2693
2694     return l;
2695 }
2696
2697 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2698 {
2699     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2700     bool release_lock = false;
2701
2702     if (unlocked && mr->global_locking) {
2703         qemu_mutex_lock_iothread();
2704         unlocked = false;
2705         release_lock = true;
2706     }
2707     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2708         if (unlocked) {
2709             qemu_mutex_lock_iothread();
2710         }
2711         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2712         if (unlocked) {
2713             qemu_mutex_unlock_iothread();
2714         }
2715     }
2716
2717     return release_lock;
2718 }
2719
2720 /* Called within RCU critical section.  */
2721 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2722                                                 MemTxAttrs attrs,
2723                                                 const uint8_t *buf,
2724                                                 int len, hwaddr addr1,
2725                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2726 {
2727     uint8_t *ptr;
2728     uint64_t val;
2729     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2730     bool release_lock = false;
2731
2732     for (;;) {
2733         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2734             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2735             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2736             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2737                potential bugs */
2738             switch (l) {
2739             case 8:
2740                 /* 64 bit write access */
2741                 val = ldq_p(buf);
2742                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2743                                                        attrs);
2744                 break;
2745             case 4:
2746                 /* 32 bit write access */
2747                 val = (uint32_t)ldl_p(buf);
2748                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2749                                                        attrs);
2750                 break;
2751             case 2:
2752                 /* 16 bit write access */
2753                 val = lduw_p(buf);
2754                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2755                                                        attrs);
2756                 break;
2757             case 1:
2758                 /* 8 bit write access */
2759                 val = ldub_p(buf);
2760                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2761                                                        attrs);
2762                 break;
2763             default:
2764                 abort();
2765             }
2766         } else {
2767             /* RAM case */
2768             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2769             memcpy(ptr, buf, l);
2770             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2771         }
2772
2773         if (release_lock) {
2774             qemu_mutex_unlock_iothread();
2775             release_lock = false;
2776         }
2777
2778         len -= l;
2779         buf += l;
2780         addr += l;
2781
2782         if (!len) {
2783             break;
2784         }
2785
2786         l = len;
2787         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2788     }
2789
2790     return result;
2791 }
2792
2793 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2794                                 const uint8_t *buf, int len)
2795 {
2796     hwaddr l;
2797     hwaddr addr1;
2798     MemoryRegion *mr;
2799     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2800
2801     if (len > 0) {
2802         rcu_read_lock();
2803         l = len;
2804         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2805         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2806                                               addr1, l, mr);
2807         rcu_read_unlock();
2808     }
2809
2810     return result;
2811 }
2812
2813 /* Called within RCU critical section.  */
2814 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2815                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2816                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2817                                         MemoryRegion *mr)
2818 {
2819     uint8_t *ptr;
2820     uint64_t val;
2821     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2822     bool release_lock = false;
2823
2824     for (;;) {
2825         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2826             /* I/O case */
2827             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2828             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2829             switch (l) {
2830             case 8:
2831                 /* 64 bit read access */
2832                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2833                                                       attrs);
2834                 stq_p(buf, val);
2835                 break;
2836             case 4:
2837                 /* 32 bit read access */
2838                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2839                                                       attrs);
2840                 stl_p(buf, val);
2841                 break;
2842             case 2:
2843                 /* 16 bit read access */
2844                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2845                                                       attrs);
2846                 stw_p(buf, val);
2847                 break;
2848             case 1:
2849                 /* 8 bit read access */
2850                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2851                                                       attrs);
2852                 stb_p(buf, val);
2853                 break;
2854             default:
2855                 abort();
2856             }
2857         } else {
2858             /* RAM case */
2859             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2860             memcpy(buf, ptr, l);
2861         }
2862
2863         if (release_lock) {
2864             qemu_mutex_unlock_iothread();
2865             release_lock = false;
2866         }
2867
2868         len -= l;
2869         buf += l;
2870         addr += l;
2871
2872         if (!len) {
2873             break;
2874         }
2875
2876         l = len;
2877         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2878     }
2879
2880     return result;
2881 }
2882
2883 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2884                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
2885 {
2886     hwaddr l;
2887     hwaddr addr1;
2888     MemoryRegion *mr;
2889     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2890
2891     if (len > 0) {
2892         rcu_read_lock();
2893         l = len;
2894         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2895         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2896                                              addr1, l, mr);
2897         rcu_read_unlock();
2898     }
2899
2900     return result;
2901 }
2902
2903 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2904                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
2905 {
2906     if (is_write) {
2907         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2908     } else {
2909         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2910     }
2911 }
2912
2913 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
2914                             int len, int is_write)
2915 {
2916     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2917                      buf, len, is_write);
2918 }
2919
2920 enum write_rom_type {
2921     WRITE_DATA,
2922     FLUSH_CACHE,
2923 };
2924
2925 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
2926     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
2927 {
2928     hwaddr l;
2929     uint8_t *ptr;
2930     hwaddr addr1;
2931     MemoryRegion *mr;
2932
2933     rcu_read_lock();
2934     while (len > 0) {
2935         l = len;
2936         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2937
2938         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
2939               memory_region_is_romd(mr))) {
2940             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2941         } else {
2942             /* ROM/RAM case */
2943             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2944             switch (type) {
2945             case WRITE_DATA:
2946                 memcpy(ptr, buf, l);
2947                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2948                 break;
2949             case FLUSH_CACHE:
2950                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
2951                 break;
2952             }
2953         }
2954         len -= l;
2955         buf += l;
2956         addr += l;
2957     }
2958     rcu_read_unlock();
2959 }
2960
2961 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
2962 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2963                                    const uint8_t *buf, int len)
2964 {
2965     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
2966 }
2967
2968 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
2969 {
2970     /*
2971      * This function should do the same thing as an icache flush that was
2972      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
2973      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
2974      * the host's instruction cache at least.
2975      */
2976     if (tcg_enabled()) {
2977         return;
2978     }
2979
2980     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
2981                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
2982 }
2983
2984 typedef struct {
2985     MemoryRegion *mr;
2986     void *buffer;
2987     hwaddr addr;
2988     hwaddr len;
2989     bool in_use;
2990 } BounceBuffer;
2991
2992 static BounceBuffer bounce;
2993
2994 typedef struct MapClient {
2995     QEMUBH *bh;
2996     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
2997 } MapClient;
2998
2999 QemuMutex map_client_list_lock;
3000 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
3001     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3002
3003 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3004 {
3005     QLIST_REMOVE(client, link);
3006     g_free(client);
3007 }
3008
3009 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3010 {
3011     MapClient *client;
3012
3013     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3014         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3015         qemu_bh_schedule(client->bh);
3016         cpu_unregister_map_client_do(client);
3017     }
3018 }
3019
3020 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3021 {
3022     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3023
3024     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3025     client->bh = bh;
3026     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3027     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3028         cpu_notify_map_clients_locked();
3029     }
3030     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3031 }
3032
3033 void cpu_exec_init_all(void)
3034 {
3035     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3036     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3037      * so no more changes can be made after this point.
3038      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3039      * machine setup would care about the target page size, and we could
3040      * do this much later, rather than requiring board models to state
3041      * up front what their requirements are.
3042      */
3043     finalize_target_page_bits();
3044     io_mem_init();
3045     memory_map_init();
3046     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3047 }
3048
3049 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3050 {
3051     MapClient *client;
3052
3053     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3054     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3055         if (client->bh == bh) {
3056             cpu_unregister_map_client_do(client);
3057             break;
3058         }
3059     }
3060     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3061 }
3062
3063 static void cpu_notify_map_clients(void)
3064 {
3065     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3066     cpu_notify_map_clients_locked();
3067     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3068 }
3069
3070 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
3071 {
3072     MemoryRegion *mr;
3073     hwaddr l, xlat;
3074
3075     rcu_read_lock();
3076     while (len > 0) {
3077         l = len;
3078         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3079         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3080             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3081             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
3082                 rcu_read_unlock();
3083                 return false;
3084             }
3085         }
3086
3087         len -= l;
3088         addr += l;
3089     }
3090     rcu_read_unlock();
3091     return true;
3092 }
3093
3094 static hwaddr
3095 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
3096                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3097                                  bool is_write)
3098 {
3099     hwaddr done = 0;
3100     hwaddr xlat;
3101     MemoryRegion *this_mr;
3102
3103     for (;;) {
3104         target_len -= len;
3105         addr += len;
3106         done += len;
3107         if (target_len == 0) {
3108             return done;
3109         }
3110
3111         len = target_len;
3112         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
3113         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3114             return done;
3115         }
3116     }
3117 }
3118
3119 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3120  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3121  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3122  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3123  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3124  * likely to succeed.
3125  */
3126 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3127                         hwaddr addr,
3128                         hwaddr *plen,
3129                         bool is_write)
3130 {
3131     hwaddr len = *plen;
3132     hwaddr l, xlat;
3133     MemoryRegion *mr;
3134     void *ptr;
3135
3136     if (len == 0) {
3137         return NULL;
3138     }
3139
3140     l = len;
3141     rcu_read_lock();
3142     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3143
3144     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3145         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3146             rcu_read_unlock();
3147             return NULL;
3148         }
3149         /* Avoid unbounded allocations */
3150         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3151         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3152         bounce.addr = addr;
3153         bounce.len = l;
3154
3155         memory_region_ref(mr);
3156         bounce.mr = mr;
3157         if (!is_write) {
3158             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3159                                bounce.buffer, l);
3160         }
3161
3162         rcu_read_unlock();
3163         *plen = l;
3164         return bounce.buffer;
3165     }
3166
3167
3168     memory_region_ref(mr);
3169     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3170     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3171     rcu_read_unlock();
3172
3173     return ptr;
3174 }
3175
3176 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3177  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3178  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3179  */
3180 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3181                          int is_write, hwaddr access_len)
3182 {
3183     if (buffer != bounce.buffer) {
3184         MemoryRegion *mr;
3185         ram_addr_t addr1;
3186
3187         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3188         assert(mr != NULL);
3189         if (is_write) {
3190             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3191         }
3192         if (xen_enabled()) {
3193             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3194         }
3195         memory_region_unref(mr);
3196         return;
3197     }
3198     if (is_write) {
3199         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3200                             bounce.buffer, access_len);
3201     }
3202     qemu_vfree(bounce.buffer);
3203     bounce.buffer = NULL;
3204     memory_region_unref(bounce.mr);
3205     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3206     cpu_notify_map_clients();
3207 }
3208
3209 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3210                               hwaddr *plen,
3211                               int is_write)
3212 {
3213     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3214 }
3215
3216 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3217                                int is_write, hwaddr access_len)
3218 {
3219     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3220 }
3221
3222 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3223 #define ARG1                     as
3224 #define SUFFIX
3225 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3226 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3227 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3228 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3229 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3230 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3231 #include "memory_ldst.inc.c"
3232
3233 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3234                                  AddressSpace *as,
3235                                  hwaddr addr,
3236                                  hwaddr len,
3237                                  bool is_write)
3238 {
3239     cache->len = len;
3240     cache->as = as;
3241     cache->xlat = addr;
3242     return len;
3243 }
3244
3245 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3246                                     hwaddr addr,
3247                                     hwaddr access_len)
3248 {
3249 }
3250
3251 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3252 {
3253     cache->as = NULL;
3254 }
3255
3256 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3257 #define ARG1                     cache
3258 #define SUFFIX                   _cached
3259 #define TRANSLATE(addr, ...)     \
3260     address_space_translate(cache->as, cache->xlat + (addr), __VA_ARGS__)
3261 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3262 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3263 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3264 #define RCU_READ_LOCK()          rcu_read_lock()
3265 #define RCU_READ_UNLOCK()        rcu_read_unlock()
3266 #include "memory_ldst.inc.c"
3267
3268 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3269 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3270                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3271 {
3272     int l;
3273     hwaddr phys_addr;
3274     target_ulong page;
3275
3276     cpu_synchronize_state(cpu);
3277     while (len > 0) {
3278         int asidx;
3279         MemTxAttrs attrs;
3280
3281         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3282         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3283         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3284         /* if no physical page mapped, return an error */
3285         if (phys_addr == -1)
3286             return -1;
3287         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3288         if (l > len)
3289             l = len;
3290         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3291         if (is_write) {
3292             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3293                                           phys_addr, buf, l);
3294         } else {
3295             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3296                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3297                              buf, l, 0);
3298         }
3299         len -= l;
3300         buf += l;
3301         addr += l;
3302     }
3303     return 0;
3304 }
3305
3306 /*
3307  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3308  * target independent.
3309  */
3310 size_t qemu_target_page_size(void)
3311 {
3312     return TARGET_PAGE_SIZE;
3313 }
3314
3315 #endif
3316
3317 /*
3318  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3319  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3320  */
3321 bool target_words_bigendian(void);
3322 bool target_words_bigendian(void)
3323 {
3324 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3325     return true;
3326 #else
3327     return false;
3328 #endif
3329 }
3330
3331 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3332 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3333 {
3334     MemoryRegion*mr;
3335     hwaddr l = 1;
3336     bool res;
3337
3338     rcu_read_lock();
3339     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3340                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3341
3342     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3343     rcu_read_unlock();
3344     return res;
3345 }
3346
3347 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3348 {
3349     RAMBlock *block;
3350     int ret = 0;
3351
3352     rcu_read_lock();
3353     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
3354         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3355                    block->used_length, opaque);
3356         if (ret) {
3357             break;
3358         }
3359     }
3360     rcu_read_unlock();
3361     return ret;
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3366  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3367  * the OS provides for postcopy.
3368  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3369  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3370  *
3371  */
3372 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3373 {
3374     int ret = -1;
3375
3376     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3377
3378     if ((uintptr_t)host_startaddr & (rb->page_size - 1)) {
3379         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3380                      host_startaddr);
3381         goto err;
3382     }
3383
3384     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3385         uint8_t *host_endaddr = host_startaddr + length;
3386         if ((uintptr_t)host_endaddr & (rb->page_size - 1)) {
3387             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned end address: %p",
3388                          host_endaddr);
3389             goto err;
3390         }
3391
3392         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3393
3394         if (rb->page_size == qemu_host_page_size) {
3395 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3396             /* Note: We need the madvise MADV_DONTNEED behaviour of definitely
3397              * freeing the page.
3398              */
3399             ret = madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3400 #endif
3401         } else {
3402             /* Huge page case  - unfortunately it can't do DONTNEED, but
3403              * it can do the equivalent by FALLOC_FL_PUNCH_HOLE in the
3404              * huge page file.
3405              */
3406 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3407             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3408                             start, length);
3409 #endif
3410         }
3411         if (ret) {
3412             ret = -errno;
3413             error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3414                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3415                          rb->idstr, start, length, ret);
3416         }
3417     } else {
3418         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3419                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3420                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3421     }
3422
3423 err:
3424     return ret;
3425 }
3426
3427 #endif
This page took 0.214973 seconds and 4 git commands to generate.