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 struct DirtyBitmapSnapshot {
 227     ram_addr_t start;
 228     ram_addr_t end;
 229     unsigned long dirty[];
 230 };
 231
 232 #endif
 233
 234 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 235
 236 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
 237 {
 238     static unsigned alloc_hint = 16;
 239     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
 240         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
 241         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
 242         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
 243         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
 244     }
 245 }
 246
 247 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
 248 {
 249     unsigned i;
 250     uint32_t ret;
 251     PhysPageEntry e;
 252     PhysPageEntry *p;
 253
 254     ret = map->nodes_nb++;
 255     p = map->nodes[ret];
 256     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
 257     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
 258
 259     e.skip = leaf ? 0 : 1;
 260     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
 261     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
 262         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
 263     }
 264     return ret;
 265 }
 266
 267 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
 268                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
 269                                 int level)
 270 {
 271     PhysPageEntry *p;
 272     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
 273
 274     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 275         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
 276     }
 277     p = map->nodes[lp->ptr];
 278     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
 279
 280     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
 281         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
 282             lp->skip = 0;
 283             lp->ptr = leaf;
 284             *index += step;
 285             *nb -= step;
 286         } else {
 287             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
 288         }
 289         ++lp;
 290     }
 291 }
 292
 293 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
 294                           hwaddr index, hwaddr nb,
 295                           uint16_t leaf)
 296 {
 297     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
 298     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
 299
 300     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
 301 }
 302
 303 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
 304  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
 305  */
 306 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
 307 {
 308     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
 309     int valid = 0;
 310     PhysPageEntry *p;
 311     int i;
 312
 313     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 314         return;
 315     }
 316
 317     p = nodes[lp->ptr];
 318     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
 319         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 320             continue;
 321         }
 322
 323         valid_ptr = i;
 324         valid++;
 325         if (p[i].skip) {
 326             phys_page_compact(&p[i], nodes);
 327         }
 328     }
 329
 330     /* We can only compress if there's only one child. */
 331     if (valid != 1) {
 332         return;
 333     }
 334
 335     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
 336
 337     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
 338     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
 339         return;
 340     }
 341
 342     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
 343     if (!p[valid_ptr].skip) {
 344         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
 345         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
 346          * should never reach here.
 347          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
 348          * change this rule.
 349          */
 350         lp->skip = 0;
 351     } else {
 352         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
 353     }
 354 }
 355
 356 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
 357 {
 358     if (d->phys_map.skip) {
 359         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
 360     }
 361 }
 362
 363 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
 364                                        hwaddr addr)
 365 {
 366     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
 367      * the section must cover the entire address space.
 368      */
 369     return int128_gethi(section->size) ||
 370            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
 371                              int128_getlo(section->size), addr);
 372 }
 373
 374 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
 375                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
 376 {
 377     PhysPageEntry *p;
 378     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 379     int i;
 380
 381     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
 382         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
 383             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
 384         }
 385         p = nodes[lp.ptr];
 386         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
 387     }
 388
 389     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
 390         return &sections[lp.ptr];
 391     } else {
 392         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
 393     }
 394 }
 395
 396 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
 397 {
 398     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
 399         && mr != &io_mem_watch;
 400 }
 401
 402 /* Called from RCU critical section */
 403 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
 404                                                         hwaddr addr,
 405                                                         bool resolve_subpage)
 406 {
 407     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
 408     subpage_t *subpage;
 409     bool update;
 410
 411     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
 412         section_covers_addr(section, addr)) {
 413         update = false;
 414     } else {
 415         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
 416                                  d->map.sections);
 417         update = true;
 418     }
 419     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
 420         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
 421         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
 422     }
 423     if (update) {
 424         atomic_set(&d->mru_section, section);
 425     }
 426     return section;
 427 }
 428
 429 /* Called from RCU critical section */
 430 static MemoryRegionSection *
 431 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
 432                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
 433 {
 434     MemoryRegionSection *section;
 435     MemoryRegion *mr;
 436     Int128 diff;
 437
 438     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
 439     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
 440     addr -= section->offset_within_address_space;
 441
 442     /* Compute offset within MemoryRegion */
 443     *xlat = addr + section->offset_within_region;
 444
 445     mr = section->mr;
 446
 447     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
 448      * on their address, without considering adjacent registers that could
 449      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
 450      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
 451      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
 452      * here.
 453      *
 454      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
 455      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
 456      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
 457      */
 458     if (memory_region_is_ram(mr)) {
 459         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
 460         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
 461     }
 462     return section;
 463 }
 464
 465 /* Called from RCU critical section */
 466 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
 467                                             bool is_write)
 468 {
 469     IOMMUTLBEntry iotlb = {0};
 470     MemoryRegionSection *section;
 471     MemoryRegion *mr;
 472
 473     for (;;) {
 474         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
 475         section = address_space_lookup_region(d, addr, false);
 476         addr = addr - section->offset_within_address_space
 477                + section->offset_within_region;
 478         mr = section->mr;
 479
 480         if (!mr->iommu_ops) {
 481             break;
 482         }
 483
 484         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
 485         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
 486             iotlb.target_as = NULL;
 487             break;
 488         }
 489
 490         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
 491                 | (addr & iotlb.addr_mask));
 492         as = iotlb.target_as;
 493     }
 494
 495     return iotlb;
 496 }
 497
 498 /* Called from RCU critical section */
 499 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
 500                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
 501                                       bool is_write)
 502 {
 503     IOMMUTLBEntry iotlb;
 504     MemoryRegionSection *section;
 505     MemoryRegion *mr;
 506
 507     for (;;) {
 508         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
 509         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, true);
 510         mr = section->mr;
 511
 512         if (!mr->iommu_ops) {
 513             break;
 514         }
 515
 516         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
 517         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
 518                 | (addr & iotlb.addr_mask));
 519         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
 520         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
 521             mr = &io_mem_unassigned;
 522             break;
 523         }
 524
 525         as = iotlb.target_as;
 526     }
 527
 528     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
 529         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
 530         *plen = MIN(page, *plen);
 531     }
 532
 533     *xlat = addr;
 534     return mr;
 535 }
 536
 537 /* Called from RCU critical section */
 538 MemoryRegionSection *
 539 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
 540                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
 541 {
 542     MemoryRegionSection *section;
 543     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
 544
 545     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
 546
 547     assert(!section->mr->iommu_ops);
 548     return section;
 549 }
 550 #endif
 551
 552 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 553
 554 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
 555 {
 556     CPUState *cpu = opaque;
 557
 558     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
 559        version_id is increased. */
 560     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
 561     tlb_flush(cpu);
 562
 563     return 0;
 564 }
 565
 566 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
 567 {
 568     CPUState *cpu = opaque;
 569
 570     cpu->exception_index = -1;
 571
 572     return 0;
 573 }
 574
 575 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
 576 {
 577     CPUState *cpu = opaque;
 578
 579     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
 580 }
 581
 582 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
 583     .name = "cpu_common/exception_index",
 584     .version_id = 1,
 585     .minimum_version_id = 1,
 586     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
 587     .fields = (VMStateField[]) {
 588         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
 589         VMSTATE_END_OF_LIST()
 590     }
 591 };
 592
 593 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
 594 {
 595     CPUState *cpu = opaque;
 596
 597     return cpu->crash_occurred;
 598 }
 599
 600 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
 601     .name = "cpu_common/crash_occurred",
 602     .version_id = 1,
 603     .minimum_version_id = 1,
 604     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
 605     .fields = (VMStateField[]) {
 606         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
 607         VMSTATE_END_OF_LIST()
 608     }
 609 };
 610
 611 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
 612     .name = "cpu_common",
 613     .version_id = 1,
 614     .minimum_version_id = 1,
 615     .pre_load = cpu_common_pre_load,
 616     .post_load = cpu_common_post_load,
 617     .fields = (VMStateField[]) {
 618         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
 619         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
 620         VMSTATE_END_OF_LIST()
 621     },
 622     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
 623         &vmstate_cpu_common_exception_index,
 624         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
 625         NULL
 626     }
 627 };
 628
 629 #endif
 630
 631 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
 632 {
 633     CPUState *cpu;
 634
 635     CPU_FOREACH(cpu) {
 636         if (cpu->cpu_index == index) {
 637             return cpu;
 638         }
 639     }
 640
 641     return NULL;
 642 }
 643
 644 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 645 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
 646 {
 647     CPUAddressSpace *newas;
 648
 649     /* Target code should have set num_ases before calling us */
 650     assert(asidx < cpu->num_ases);
 651
 652     if (asidx == 0) {
 653         /* address space 0 gets the convenience alias */
 654         cpu->as = as;
 655     }
 656
 657     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
 658     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
 659
 660     if (!cpu->cpu_ases) {
 661         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
 662     }
 663
 664     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
 665     newas->cpu = cpu;
 666     newas->as = as;
 667     if (tcg_enabled()) {
 668         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
 669         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
 670     }
 671 }
 672
 673 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
 674 {
 675     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
 676     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
 677 }
 678 #endif
 679
 680 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
 681 {
 682     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
 683
 684     cpu_list_remove(cpu);
 685
 686     if (cc->vmsd != NULL) {
 687         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
 688     }
 689     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
 690         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
 691     }
 692 }
 693
 694 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
 695 {
 696     cpu->as = NULL;
 697     cpu->num_ases = 0;
 698
 699 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 700     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
 701
 702     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
 703      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
 704      * because that file is compiled only once for both user-mode
 705      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
 706      * the system address space.
 707      */
 708     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
 709                              (Object **)&cpu->memory,
 710                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
 711                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
 712                              &error_abort);
 713     cpu->memory = system_memory;
 714     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
 715 #endif
 716 }
 717
 718 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
 719 {
 720     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
 721
 722     cpu_list_add(cpu);
 723
 724 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
 725     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
 726         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
 727     }
 728     if (cc->vmsd != NULL) {
 729         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
 730     }
 731 #endif
 732 }
 733
 734 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
 735 {
 736     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
 737      * even if we don't have proper locking yet.
 738      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
 739      * specified PC.
 740      */
 741     tb_flush(cpu);
 742 }
 743
 744 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 745 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
 746
 747 {
 748 }
 749
 750 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 751                           int flags)
 752 {
 753     return -ENOSYS;
 754 }
 755
 756 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
 757 {
 758 }
 759
 760 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 761                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
 762 {
 763     return -ENOSYS;
 764 }
 765 #else
 766 /* Add a watchpoint.  */
 767 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 768                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
 769 {
 770     CPUWatchpoint *wp;
 771
 772     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
 773     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
 774         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
 775                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
 776         return -EINVAL;
 777     }
 778     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
 779
 780     wp->vaddr = addr;
 781     wp->len = len;
 782     wp->flags = flags;
 783
 784     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
 785     if (flags & BP_GDB) {
 786         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
 787     } else {
 788         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
 789     }
 790
 791     tlb_flush_page(cpu, addr);
 792
 793     if (watchpoint)
 794         *watchpoint = wp;
 795     return 0;
 796 }
 797
 798 /* Remove a specific watchpoint.  */
 799 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
 800                           int flags)
 801 {
 802     CPUWatchpoint *wp;
 803
 804     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
 805         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
 806                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
 807             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
 808             return 0;
 809         }
 810     }
 811     return -ENOENT;
 812 }
 813
 814 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
 815 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
 816 {
 817     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
 818
 819     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
 820
 821     g_free(watchpoint);
 822 }
 823
 824 /* Remove all matching watchpoints.  */
 825 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
 826 {
 827     CPUWatchpoint *wp, *next;
 828
 829     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
 830         if (wp->flags & mask) {
 831             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
 832         }
 833     }
 834 }
 835
 836 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
 837  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
 838  * partially or completely with the address range covered by the
 839  * access).
 840  */
 841 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
 842                                                   vaddr addr,
 843                                                   vaddr len)
 844 {
 845     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
 846      * required to avoid errors in the case where the range ends
 847      * exactly at the top of the address space and so addr + len
 848      * wraps round to zero.
 849      */
 850     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
 851     vaddr addrend = addr + len - 1;
 852
 853     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
 854 }
 855
 856 #endif
 857
 858 /* Add a breakpoint.  */
 859 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
 860                           CPUBreakpoint **breakpoint)
 861 {
 862     CPUBreakpoint *bp;
 863
 864     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
 865
 866     bp->pc = pc;
 867     bp->flags = flags;
 868
 869     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
 870     if (flags & BP_GDB) {
 871         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
 872     } else {
 873         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
 874     }
 875
 876     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
 877
 878     if (breakpoint) {
 879         *breakpoint = bp;
 880     }
 881     return 0;
 882 }
 883
 884 /* Remove a specific breakpoint.  */
 885 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
 886 {
 887     CPUBreakpoint *bp;
 888
 889     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
 890         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
 891             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
 892             return 0;
 893         }
 894     }
 895     return -ENOENT;
 896 }
 897
 898 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
 899 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
 900 {
 901     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
 902
 903     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
 904
 905     g_free(breakpoint);
 906 }
 907
 908 /* Remove all matching breakpoints. */
 909 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
 910 {
 911     CPUBreakpoint *bp, *next;
 912
 913     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
 914         if (bp->flags & mask) {
 915             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
 916         }
 917     }
 918 }
 919
 920 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
 921    CPU loop after each instruction */
 922 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
 923 {
 924     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
 925         cpu->singlestep_enabled = enabled;
 926         if (kvm_enabled()) {
 927             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
 928         } else {
 929             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
 930             /* XXX: only flush what is necessary */
 931             tb_flush(cpu);
 932         }
 933     }
 934 }
 935
 936 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
 937 {
 938     va_list ap;
 939     va_list ap2;
 940
 941     va_start(ap, fmt);
 942     va_copy(ap2, ap);
 943     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
 944     vfprintf(stderr, fmt, ap);
 945     fprintf(stderr, "\n");
 946     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
 947     if (qemu_log_separate()) {
 948         qemu_log_lock();
 949         qemu_log("qemu: fatal: ");
 950         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
 951         qemu_log("\n");
 952         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
 953         qemu_log_flush();
 954         qemu_log_unlock();
 955         qemu_log_close();
 956     }
 957     va_end(ap2);
 958     va_end(ap);
 959     replay_finish();
 960 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
 961     {
 962         struct sigaction act;
 963         sigfillset(&act.sa_mask);
 964         act.sa_handler = SIG_DFL;
 965         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
 966     }
 967 #endif
 968     abort();
 969 }
 970
 971 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 972 /* Called from RCU critical section */
 973 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
 974 {
 975     RAMBlock *block;
 976
 977     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
 978     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
 979         return block;
 980     }
 981     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
 982         if (addr - block->offset < block->max_length) {
 983             goto found;
 984         }
 985     }
 986
 987     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
 988     abort();
 989
 990 found:
 991     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
 992      * is what happens:
 993      *
 994      *     mru_block = xxx
 995      *     rcu_read_unlock()
 996      *                                        xxx removed from list
 997      *                  rcu_read_lock()
 998      *                  read mru_block
 999      *                                        mru_block = NULL;
1000      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1001      *                  rcu_read_unlock()
1002      *
1003      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1004      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1005      * copy of the pointer.
1006      */
1007     ram_list.mru_block = block;
1008     return block;
1009 }
1010
1011 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1012 {
1013     CPUState *cpu;
1014     ram_addr_t start1;
1015     RAMBlock *block;
1016     ram_addr_t end;
1017
1018     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1019     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1020
1021     rcu_read_lock();
1022     block = qemu_get_ram_block(start);
1023     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1024     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1025     CPU_FOREACH(cpu) {
1026         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1027     }
1028     rcu_read_unlock();
1029 }
1030
1031 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1032 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1033                                               ram_addr_t length,
1034                                               unsigned client)
1035 {
1036     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1037     unsigned long end, page;
1038     bool dirty = false;
1039
1040     if (length == 0) {
1041         return false;
1042     }
1043
1044     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1045     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1046
1047     rcu_read_lock();
1048
1049     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1050
1051     while (page < end) {
1052         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1053         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1054         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1055
1056         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1057                                               offset, num);
1058         page += num;
1059     }
1060
1061     rcu_read_unlock();
1062
1063     if (dirty && tcg_enabled()) {
1064         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1065     }
1066
1067     return dirty;
1068 }
1069
1070 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1071      (ram_addr_t start, ram_addr_t length, unsigned client)
1072 {
1073     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1074     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1075     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1076     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1077     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1078     unsigned long page, end, dest;
1079
1080     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1081                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1082     snap->start = first;
1083     snap->end   = last;
1084
1085     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1086     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1087     dest = 0;
1088
1089     rcu_read_lock();
1090
1091     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1092
1093     while (page < end) {
1094         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1095         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1096         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1097
1098         assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1099         assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1100         offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1101
1102         bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1103                                      blocks->blocks[idx] + offset,
1104                                      num);
1105         page += num;
1106         dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1107     }
1108
1109     rcu_read_unlock();
1110
1111     if (tcg_enabled()) {
1112         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1113     }
1114
1115     return snap;
1116 }
1117
1118 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1119                                             ram_addr_t start,
1120                                             ram_addr_t length)
1121 {
1122     unsigned long page, end;
1123
1124     assert(start >= snap->start);
1125     assert(start + length <= snap->end);
1126
1127     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1128     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1129
1130     while (page < end) {
1131         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1132             return true;
1133         }
1134         page++;
1135     }
1136     return false;
1137 }
1138
1139 /* Called from RCU critical section */
1140 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1141                                        MemoryRegionSection *section,
1142                                        target_ulong vaddr,
1143                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1144                                        int prot,
1145                                        target_ulong *address)
1146 {
1147     hwaddr iotlb;
1148     CPUWatchpoint *wp;
1149
1150     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1151         /* Normal RAM.  */
1152         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1153         if (!section->readonly) {
1154             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1155         } else {
1156             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1157         }
1158     } else {
1159         AddressSpaceDispatch *d;
1160
1161         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1162         iotlb = section - d->map.sections;
1163         iotlb += xlat;
1164     }
1165
1166     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1167        watchpoint trap routines.  */
1168     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1169         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1170             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1171             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1172                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1173                 *address |= TLB_MMIO;
1174                 break;
1175             }
1176         }
1177     }
1178
1179     return iotlb;
1180 }
1181 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1182
1183 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1184
1185 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1186                              uint16_t section);
1187 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1188
1189 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1190                                qemu_anon_ram_alloc;
1191
1192 /*
1193  * Set a custom physical guest memory alloator.
1194  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1195  * get rid of it eventually.
1196  */
1197 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1198 {
1199     phys_mem_alloc = alloc;
1200 }
1201
1202 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1203                                  MemoryRegionSection *section)
1204 {
1205     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1206      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1207      * never overflow into the page-aligned value.
1208      */
1209     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1210
1211     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1212         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1213         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1214                                 map->sections_nb_alloc);
1215     }
1216     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1217     memory_region_ref(section->mr);
1218     return map->sections_nb++;
1219 }
1220
1221 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1222 {
1223     bool have_sub_page = mr->subpage;
1224
1225     memory_region_unref(mr);
1226
1227     if (have_sub_page) {
1228         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1229         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1230         g_free(subpage);
1231     }
1232 }
1233
1234 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1235 {
1236     while (map->sections_nb > 0) {
1237         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1238         phys_section_destroy(section->mr);
1239     }
1240     g_free(map->sections);
1241     g_free(map->nodes);
1242 }
1243
1244 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1245 {
1246     subpage_t *subpage;
1247     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1248         & TARGET_PAGE_MASK;
1249     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1250                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1251     MemoryRegionSection subsection = {
1252         .offset_within_address_space = base,
1253         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1254     };
1255     hwaddr start, end;
1256
1257     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1258
1259     if (!(existing->mr->subpage)) {
1260         subpage = subpage_init(d->as, base);
1261         subsection.address_space = d->as;
1262         subsection.mr = &subpage->iomem;
1263         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1264                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1265     } else {
1266         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1267     }
1268     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1269     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1270     subpage_register(subpage, start, end,
1271                      phys_section_add(&d->map, section));
1272 }
1273
1274
1275 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1276                                MemoryRegionSection *section)
1277 {
1278     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1279     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1280     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1281                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1282
1283     assert(num_pages);
1284     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1285 }
1286
1287 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1288 {
1289     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1290     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1291     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1292     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1293
1294     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1295         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1296                        - now.offset_within_address_space;
1297
1298         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1299         register_subpage(d, &now);
1300     } else {
1301         now.size = int128_zero();
1302     }
1303     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1304         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1305         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1306         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1307         now = remain;
1308         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1309             register_subpage(d, &now);
1310         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1311             now.size = page_size;
1312             register_subpage(d, &now);
1313         } else {
1314             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1315             register_multipage(d, &now);
1316         }
1317     }
1318 }
1319
1320 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1321 {
1322     if (kvm_enabled())
1323         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1324 }
1325
1326 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1327 {
1328     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1329 }
1330
1331 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1332 {
1333     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1334 }
1335
1336 #ifdef __linux__
1337 /*
1338  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1339  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1340  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1341  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1342  */
1343 static int find_max_supported_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1344 {
1345     char *mem_path;
1346     long *hpsize_min = opaque;
1347
1348     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1349         mem_path = object_property_get_str(obj, "mem-path", NULL);
1350         if (mem_path) {
1351             long hpsize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1352             if (hpsize < *hpsize_min) {
1353                 *hpsize_min = hpsize;
1354             }
1355         } else {
1356             *hpsize_min = getpagesize();
1357         }
1358     }
1359
1360     return 0;
1361 }
1362
1363 long qemu_getrampagesize(void)
1364 {
1365     long hpsize = LONG_MAX;
1366     long mainrampagesize;
1367     Object *memdev_root;
1368
1369     if (mem_path) {
1370         mainrampagesize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1371     } else {
1372         mainrampagesize = getpagesize();
1373     }
1374
1375     /* it's possible we have memory-backend objects with
1376      * hugepage-backed RAM. these may get mapped into system
1377      * address space via -numa parameters or memory hotplug
1378      * hooks. we want to take these into account, but we
1379      * also want to make sure these supported hugepage
1380      * sizes are applicable across the entire range of memory
1381      * we may boot from, so we take the min across all
1382      * backends, and assume normal pages in cases where a
1383      * backend isn't backed by hugepages.
1384      */
1385     memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1386     if (memdev_root) {
1387         object_child_foreach(memdev_root, find_max_supported_pagesize, &hpsize);
1388     }
1389     if (hpsize == LONG_MAX) {
1390         /* No additional memory regions found ==> Report main RAM page size */
1391         return mainrampagesize;
1392     }
1393
1394     /* If NUMA is disabled or the NUMA nodes are not backed with a
1395      * memory-backend, then there is at least one node using "normal" RAM,
1396      * so if its page size is smaller we have got to report that size instead.
1397      */
1398     if (hpsize > mainrampagesize &&
1399         (nb_numa_nodes == 0 || numa_info[0].node_memdev == NULL)) {
1400         static bool warned;
1401         if (!warned) {
1402             error_report("Huge page support disabled (n/a for main memory).");
1403             warned = true;
1404         }
1405         return mainrampagesize;
1406     }
1407
1408     return hpsize;
1409 }
1410 #else
1411 long qemu_getrampagesize(void)
1412 {
1413     return getpagesize();
1414 }
1415 #endif
1416
1417 #ifdef __linux__
1418 static int64_t get_file_size(int fd)
1419 {
1420     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1421     if (size < 0) {
1422         return -errno;
1423     }
1424     return size;
1425 }
1426
1427 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1428                             ram_addr_t memory,
1429                             const char *path,
1430                             Error **errp)
1431 {
1432     bool unlink_on_error = false;
1433     char *filename;
1434     char *sanitized_name;
1435     char *c;
1436     void *area = MAP_FAILED;
1437     int fd = -1;
1438     int64_t file_size;
1439
1440     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1441         error_setg(errp,
1442                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1443         return NULL;
1444     }
1445
1446     for (;;) {
1447         fd = open(path, O_RDWR);
1448         if (fd >= 0) {
1449             /* @path names an existing file, use it */
1450             break;
1451         }
1452         if (errno == ENOENT) {
1453             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1454             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1455             if (fd >= 0) {
1456                 unlink_on_error = true;
1457                 break;
1458             }
1459         } else if (errno == EISDIR) {
1460             /* @path names a directory, create a file there */
1461             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1462             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1463             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1464                 if (*c == '/') {
1465                     *c = '_';
1466                 }
1467             }
1468
1469             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1470                                        sanitized_name);
1471             g_free(sanitized_name);
1472
1473             fd = mkstemp(filename);
1474             if (fd >= 0) {
1475                 unlink(filename);
1476                 g_free(filename);
1477                 break;
1478             }
1479             g_free(filename);
1480         }
1481         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1482             error_setg_errno(errp, errno,
1483                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1484                              path);
1485             goto error;
1486         }
1487         /*
1488          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1489          * something else creates the file between our two open().
1490          */
1491     }
1492
1493     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1494     block->mr->align = block->page_size;
1495 #if defined(__s390x__)
1496     if (kvm_enabled()) {
1497         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1498     }
1499 #endif
1500
1501     file_size = get_file_size(fd);
1502
1503     if (memory < block->page_size) {
1504         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1505                    "or larger than page size 0x%zx",
1506                    memory, block->page_size);
1507         goto error;
1508     }
1509
1510     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1511         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1512                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1513                    path, file_size, memory);
1514         goto error;
1515     }
1516
1517     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1518
1519     /*
1520      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1521      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1522      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1523      * mmap will fail.
1524      *
1525      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1526      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1527      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1528      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1529      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1530      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1531      * is disabled as well.
1532      */
1533     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1534         perror("ftruncate");
1535     }
1536
1537     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1538                          block->flags & RAM_SHARED);
1539     if (area == MAP_FAILED) {
1540         error_setg_errno(errp, errno,
1541                          "unable to map backing store for guest RAM");
1542         goto error;
1543     }
1544
1545     if (mem_prealloc) {
1546         os_mem_prealloc(fd, area, memory, smp_cpus, errp);
1547         if (errp && *errp) {
1548             goto error;
1549         }
1550     }
1551
1552     block->fd = fd;
1553     return area;
1554
1555 error:
1556     if (area != MAP_FAILED) {
1557         qemu_ram_munmap(area, memory);
1558     }
1559     if (unlink_on_error) {
1560         unlink(path);
1561     }
1562     if (fd != -1) {
1563         close(fd);
1564     }
1565     return NULL;
1566 }
1567 #endif
1568
1569 /* Called with the ramlist lock held.  */
1570 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1571 {
1572     RAMBlock *block, *next_block;
1573     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1574
1575     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1576
1577     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1578         return 0;
1579     }
1580
1581     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1582         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1583
1584         end = block->offset + block->max_length;
1585
1586         QLIST_FOREACH_RCU(next_block, &ram_list.blocks, next) {
1587             if (next_block->offset >= end) {
1588                 next = MIN(next, next_block->offset);
1589             }
1590         }
1591         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1592             offset = end;
1593             mingap = next - end;
1594         }
1595     }
1596
1597     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1598         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1599                 (uint64_t)size);
1600         abort();
1601     }
1602
1603     return offset;
1604 }
1605
1606 unsigned long last_ram_page(void)
1607 {
1608     RAMBlock *block;
1609     ram_addr_t last = 0;
1610
1611     rcu_read_lock();
1612     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1613         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1614     }
1615     rcu_read_unlock();
1616     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1617 }
1618
1619 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1620 {
1621     int ret;
1622
1623     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1624     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1625         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1626         if (ret) {
1627             perror("qemu_madvise");
1628             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1629                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1630         }
1631     }
1632 }
1633
1634 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1635 {
1636     return rb->idstr;
1637 }
1638
1639 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1640 {
1641     return rb->flags & RAM_SHARED;
1642 }
1643
1644 /* Called with iothread lock held.  */
1645 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1646 {
1647     RAMBlock *block;
1648
1649     assert(new_block);
1650     assert(!new_block->idstr[0]);
1651
1652     if (dev) {
1653         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1654         if (id) {
1655             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1656             g_free(id);
1657         }
1658     }
1659     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1660
1661     rcu_read_lock();
1662     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1663         if (block != new_block &&
1664             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1665             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1666                     new_block->idstr);
1667             abort();
1668         }
1669     }
1670     rcu_read_unlock();
1671 }
1672
1673 /* Called with iothread lock held.  */
1674 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1675 {
1676     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1677      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1678      * does not work anyway.
1679      */
1680     if (block) {
1681         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1682     }
1683 }
1684
1685 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1686 {
1687     return rb->page_size;
1688 }
1689
1690 /* Returns the largest size of page in use */
1691 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
1692 {
1693     RAMBlock *block;
1694     size_t largest = 0;
1695
1696     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1697         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
1698     }
1699
1700     return largest;
1701 }
1702
1703 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1704 {
1705     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1706         /* disabled by the user */
1707         return 0;
1708     }
1709
1710     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1711 }
1712
1713 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1714  * incoming migration, or right after reset.
1715  *
1716  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1717  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1718  * misuse, if necessary.
1719  */
1720 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1721 {
1722     assert(block);
1723
1724     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1725
1726     if (block->used_length == newsize) {
1727         return 0;
1728     }
1729
1730     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1731         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1732                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1733                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1734                          newsize, block->used_length);
1735         return -EINVAL;
1736     }
1737
1738     if (block->max_length < newsize) {
1739         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1740                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1741                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1742                          newsize, block->max_length);
1743         return -EINVAL;
1744     }
1745
1746     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1747     block->used_length = newsize;
1748     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1749                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1750     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1751     if (block->resized) {
1752         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1753     }
1754     return 0;
1755 }
1756
1757 /* Called with ram_list.mutex held */
1758 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1759                                 ram_addr_t new_ram_size)
1760 {
1761     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1762                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1763     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1764                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1765     int i;
1766
1767     /* Only need to extend if block count increased */
1768     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1769         return;
1770     }
1771
1772     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1773         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1774         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1775         int j;
1776
1777         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1778         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1779                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1780
1781         if (old_num_blocks) {
1782             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1783                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1784         }
1785
1786         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1787             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1788         }
1789
1790         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1791
1792         if (old_blocks) {
1793             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1794         }
1795     }
1796 }
1797
1798 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1799 {
1800     RAMBlock *block;
1801     RAMBlock *last_block = NULL;
1802     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1803     Error *err = NULL;
1804
1805     old_ram_size = last_ram_page();
1806
1807     qemu_mutex_lock_ramlist();
1808     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1809
1810     if (!new_block->host) {
1811         if (xen_enabled()) {
1812             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1813                           new_block->mr, &err);
1814             if (err) {
1815                 error_propagate(errp, err);
1816                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1817                 return;
1818             }
1819         } else {
1820             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1821                                              &new_block->mr->align);
1822             if (!new_block->host) {
1823                 error_setg_errno(errp, errno,
1824                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1825                                  memory_region_name(new_block->mr));
1826                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1827                 return;
1828             }
1829             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1830         }
1831     }
1832
1833     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1834               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1835     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1836         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1837     }
1838     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1839      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1840      * tail, so save the last element in last_block.
1841      */
1842     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1843         last_block = block;
1844         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1845             break;
1846         }
1847     }
1848     if (block) {
1849         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1850     } else if (last_block) {
1851         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1852     } else { /* list is empty */
1853         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1854     }
1855     ram_list.mru_block = NULL;
1856
1857     /* Write list before version */
1858     smp_wmb();
1859     ram_list.version++;
1860     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1861
1862     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1863                                         new_block->used_length,
1864                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1865
1866     if (new_block->host) {
1867         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1868         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1869         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1870         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1871         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
1872     }
1873 }
1874
1875 #ifdef __linux__
1876 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1877                                    bool share, const char *mem_path,
1878                                    Error **errp)
1879 {
1880     RAMBlock *new_block;
1881     Error *local_err = NULL;
1882
1883     if (xen_enabled()) {
1884         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1885         return NULL;
1886     }
1887
1888     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1889         /*
1890          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1891          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1892          * a hook there.
1893          */
1894         error_setg(errp,
1895                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1896         return NULL;
1897     }
1898
1899     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1900     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1901     new_block->mr = mr;
1902     new_block->used_length = size;
1903     new_block->max_length = size;
1904     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1905     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1906                                      mem_path, errp);
1907     if (!new_block->host) {
1908         g_free(new_block);
1909         return NULL;
1910     }
1911
1912     ram_block_add(new_block, &local_err);
1913     if (local_err) {
1914         g_free(new_block);
1915         error_propagate(errp, local_err);
1916         return NULL;
1917     }
1918     return new_block;
1919 }
1920 #endif
1921
1922 static
1923 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1924                                   void (*resized)(const char*,
1925                                                   uint64_t length,
1926                                                   void *host),
1927                                   void *host, bool resizeable,
1928                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1929 {
1930     RAMBlock *new_block;
1931     Error *local_err = NULL;
1932
1933     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1934     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1935     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1936     new_block->mr = mr;
1937     new_block->resized = resized;
1938     new_block->used_length = size;
1939     new_block->max_length = max_size;
1940     assert(max_size >= size);
1941     new_block->fd = -1;
1942     new_block->page_size = getpagesize();
1943     new_block->host = host;
1944     if (host) {
1945         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
1946     }
1947     if (resizeable) {
1948         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
1949     }
1950     ram_block_add(new_block, &local_err);
1951     if (local_err) {
1952         g_free(new_block);
1953         error_propagate(errp, local_err);
1954         return NULL;
1955     }
1956     return new_block;
1957 }
1958
1959 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
1960                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
1961 {
1962     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
1963 }
1964
1965 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
1966 {
1967     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
1968 }
1969
1970 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
1971                                      void (*resized)(const char*,
1972                                                      uint64_t length,
1973                                                      void *host),
1974                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
1975 {
1976     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
1977 }
1978
1979 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
1980 {
1981     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1982         ;
1983     } else if (xen_enabled()) {
1984         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
1985 #ifndef _WIN32
1986     } else if (block->fd >= 0) {
1987         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
1988         close(block->fd);
1989 #endif
1990     } else {
1991         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
1992     }
1993     g_free(block);
1994 }
1995
1996 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
1997 {
1998     if (!block) {
1999         return;
2000     }
2001
2002     if (block->host) {
2003         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2004     }
2005
2006     qemu_mutex_lock_ramlist();
2007     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2008     ram_list.mru_block = NULL;
2009     /* Write list before version */
2010     smp_wmb();
2011     ram_list.version++;
2012     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2013     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2014 }
2015
2016 #ifndef _WIN32
2017 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2018 {
2019     RAMBlock *block;
2020     ram_addr_t offset;
2021     int flags;
2022     void *area, *vaddr;
2023
2024     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2025         offset = addr - block->offset;
2026         if (offset < block->max_length) {
2027             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2028             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2029                 ;
2030             } else if (xen_enabled()) {
2031                 abort();
2032             } else {
2033                 flags = MAP_FIXED;
2034                 if (block->fd >= 0) {
2035                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2036                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2037                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2038                                 flags, block->fd, offset);
2039                 } else {
2040                     /*
2041                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2042                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2043                      * we'd need a remap hook here.
2044                      */
2045                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2046
2047                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2048                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2049                                 flags, -1, 0);
2050                 }
2051                 if (area != vaddr) {
2052                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
2053                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
2054                             length, addr);
2055                     exit(1);
2056                 }
2057                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2058                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2059             }
2060         }
2061     }
2062 }
2063 #endif /* !_WIN32 */
2064
2065 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2066  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2067  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2068  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2069  *
2070  * Called within RCU critical section.
2071  */
2072 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2073 {
2074     RAMBlock *block = ram_block;
2075
2076     if (block == NULL) {
2077         block = qemu_get_ram_block(addr);
2078         addr -= block->offset;
2079     }
2080
2081     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2082         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2083          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2084          * In that case just map until the end of the page.
2085          */
2086         if (block->offset == 0) {
2087             return xen_map_cache(addr, 0, 0);
2088         }
2089
2090         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
2091     }
2092     return ramblock_ptr(block, addr);
2093 }
2094
2095 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2096  * but takes a size argument.
2097  *
2098  * Called within RCU critical section.
2099  */
2100 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2101                                  hwaddr *size)
2102 {
2103     RAMBlock *block = ram_block;
2104     if (*size == 0) {
2105         return NULL;
2106     }
2107
2108     if (block == NULL) {
2109         block = qemu_get_ram_block(addr);
2110         addr -= block->offset;
2111     }
2112     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2113
2114     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2115         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2116          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2117          * In that case just map the requested area.
2118          */
2119         if (block->offset == 0) {
2120             return xen_map_cache(addr, *size, 1);
2121         }
2122
2123         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
2124     }
2125
2126     return ramblock_ptr(block, addr);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2131  * in that RAMBlock.
2132  *
2133  * ptr: Host pointer to look up
2134  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2135  * *ram_addr: set to result ram_addr
2136  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2137  *
2138  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2139  *
2140  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2141  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2142  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2143  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2144  * ram_addr_t.
2145  */
2146 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2147                                    ram_addr_t *offset)
2148 {
2149     RAMBlock *block;
2150     uint8_t *host = ptr;
2151
2152     if (xen_enabled()) {
2153         ram_addr_t ram_addr;
2154         rcu_read_lock();
2155         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2156         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2157         if (block) {
2158             *offset = ram_addr - block->offset;
2159         }
2160         rcu_read_unlock();
2161         return block;
2162     }
2163
2164     rcu_read_lock();
2165     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2166     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2167         goto found;
2168     }
2169
2170     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2171         /* This case append when the block is not mapped. */
2172         if (block->host == NULL) {
2173             continue;
2174         }
2175         if (host - block->host < block->max_length) {
2176             goto found;
2177         }
2178     }
2179
2180     rcu_read_unlock();
2181     return NULL;
2182
2183 found:
2184     *offset = (host - block->host);
2185     if (round_offset) {
2186         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2187     }
2188     rcu_read_unlock();
2189     return block;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Finds the named RAMBlock
2194  *
2195  * name: The name of RAMBlock to find
2196  *
2197  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2198  */
2199 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2200 {
2201     RAMBlock *block;
2202
2203     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2204         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2205             return block;
2206         }
2207     }
2208
2209     return NULL;
2210 }
2211
2212 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2213    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2214 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2215 {
2216     RAMBlock *block;
2217     ram_addr_t offset;
2218
2219     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2220     if (!block) {
2221         return RAM_ADDR_INVALID;
2222     }
2223
2224     return block->offset + offset;
2225 }
2226
2227 /* Called within RCU critical section.  */
2228 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2229                                uint64_t val, unsigned size)
2230 {
2231     bool locked = false;
2232
2233     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2234         locked = true;
2235         tb_lock();
2236         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2237     }
2238     switch (size) {
2239     case 1:
2240         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2241         break;
2242     case 2:
2243         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2244         break;
2245     case 4:
2246         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2247         break;
2248     default:
2249         abort();
2250     }
2251
2252     if (locked) {
2253         tb_unlock();
2254     }
2255
2256     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2257      * the notdirty callback faster.
2258      */
2259     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2260                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2261     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2262        flushed */
2263     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2264         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2265     }
2266 }
2267
2268 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2269                                  unsigned size, bool is_write)
2270 {
2271     return is_write;
2272 }
2273
2274 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2275     .write = notdirty_mem_write,
2276     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2277     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2278 };
2279
2280 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2281 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2282 {
2283     CPUState *cpu = current_cpu;
2284     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2285     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2286     target_ulong pc, cs_base;
2287     target_ulong vaddr;
2288     CPUWatchpoint *wp;
2289     uint32_t cpu_flags;
2290
2291     if (cpu->watchpoint_hit) {
2292         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2293          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2294          * current instruction. */
2295         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2296         return;
2297     }
2298     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2299     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2300     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2301         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2302             && (wp->flags & flags)) {
2303             if (flags == BP_MEM_READ) {
2304                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2305             } else {
2306                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2307             }
2308             wp->hitaddr = vaddr;
2309             wp->hitattrs = attrs;
2310             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2311                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2312                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2313                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2314                     continue;
2315                 }
2316                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2317
2318                 /* Both tb_lock and iothread_mutex will be reset when
2319                  * cpu_loop_exit or cpu_loop_exit_noexc longjmp
2320                  * back into the cpu_exec main loop.
2321                  */
2322                 tb_lock();
2323                 tb_check_watchpoint(cpu);
2324                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2325                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2326                     cpu_loop_exit(cpu);
2327                 } else {
2328                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2329                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2330                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2331                 }
2332             }
2333         } else {
2334             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2335         }
2336     }
2337 }
2338
2339 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2340    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2341    phys routines.  */
2342 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2343                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2344 {
2345     MemTxResult res;
2346     uint64_t data;
2347     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2348     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2349
2350     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2351     switch (size) {
2352     case 1:
2353         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2354         break;
2355     case 2:
2356         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2357         break;
2358     case 4:
2359         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2360         break;
2361     default: abort();
2362     }
2363     *pdata = data;
2364     return res;
2365 }
2366
2367 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2368                                    uint64_t val, unsigned size,
2369                                    MemTxAttrs attrs)
2370 {
2371     MemTxResult res;
2372     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2373     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2374
2375     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2376     switch (size) {
2377     case 1:
2378         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2379         break;
2380     case 2:
2381         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2382         break;
2383     case 4:
2384         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2385         break;
2386     default: abort();
2387     }
2388     return res;
2389 }
2390
2391 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2392     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2393     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2394     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2395 };
2396
2397 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2398                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2399 {
2400     subpage_t *subpage = opaque;
2401     uint8_t buf[8];
2402     MemTxResult res;
2403
2404 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2405     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2406            subpage, len, addr);
2407 #endif
2408     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2409                              attrs, buf, len);
2410     if (res) {
2411         return res;
2412     }
2413     switch (len) {
2414     case 1:
2415         *data = ldub_p(buf);
2416         return MEMTX_OK;
2417     case 2:
2418         *data = lduw_p(buf);
2419         return MEMTX_OK;
2420     case 4:
2421         *data = ldl_p(buf);
2422         return MEMTX_OK;
2423     case 8:
2424         *data = ldq_p(buf);
2425         return MEMTX_OK;
2426     default:
2427         abort();
2428     }
2429 }
2430
2431 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2432                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2433 {
2434     subpage_t *subpage = opaque;
2435     uint8_t buf[8];
2436
2437 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2438     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2439            " value %"PRIx64"\n",
2440            __func__, subpage, len, addr, value);
2441 #endif
2442     switch (len) {
2443     case 1:
2444         stb_p(buf, value);
2445         break;
2446     case 2:
2447         stw_p(buf, value);
2448         break;
2449     case 4:
2450         stl_p(buf, value);
2451         break;
2452     case 8:
2453         stq_p(buf, value);
2454         break;
2455     default:
2456         abort();
2457     }
2458     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2459                                attrs, buf, len);
2460 }
2461
2462 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2463                             unsigned len, bool is_write)
2464 {
2465     subpage_t *subpage = opaque;
2466 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2467     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2468            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2469 #endif
2470
2471     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2472                                       len, is_write);
2473 }
2474
2475 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2476     .read_with_attrs = subpage_read,
2477     .write_with_attrs = subpage_write,
2478     .impl.min_access_size = 1,
2479     .impl.max_access_size = 8,
2480     .valid.min_access_size = 1,
2481     .valid.max_access_size = 8,
2482     .valid.accepts = subpage_accepts,
2483     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2484 };
2485
2486 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2487                              uint16_t section)
2488 {
2489     int idx, eidx;
2490
2491     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2492         return -1;
2493     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2494     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2495 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2496     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2497            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2498 #endif
2499     for (; idx <= eidx; idx++) {
2500         mmio->sub_section[idx] = section;
2501     }
2502
2503     return 0;
2504 }
2505
2506 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2507 {
2508     subpage_t *mmio;
2509
2510     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2511     mmio->as = as;
2512     mmio->base = base;
2513     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2514                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2515     mmio->iomem.subpage = true;
2516 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2517     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2518            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2519 #endif
2520     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2521
2522     return mmio;
2523 }
2524
2525 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2526                               MemoryRegion *mr)
2527 {
2528     assert(as);
2529     MemoryRegionSection section = {
2530         .address_space = as,
2531         .mr = mr,
2532         .offset_within_address_space = 0,
2533         .offset_within_region = 0,
2534         .size = int128_2_64(),
2535     };
2536
2537     return phys_section_add(map, &section);
2538 }
2539
2540 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2541 {
2542     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2543     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2544     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2545     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2546
2547     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2548 }
2549
2550 static void io_mem_init(void)
2551 {
2552     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2553     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2554                           NULL, UINT64_MAX);
2555
2556     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
2557      * which can be called without the iothread mutex.
2558      */
2559     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2560                           NULL, UINT64_MAX);
2561     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
2562
2563     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2564                           NULL, UINT64_MAX);
2565 }
2566
2567 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2568 {
2569     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2570     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2571     uint16_t n;
2572
2573     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2574     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2575     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2576     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2577     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2578     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2579     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2580     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2581
2582     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2583     d->as = as;
2584     as->next_dispatch = d;
2585 }
2586
2587 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2588 {
2589     phys_sections_free(&d->map);
2590     g_free(d);
2591 }
2592
2593 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2594 {
2595     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2596     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2597     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2598
2599     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2600
2601     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2602     if (cur) {
2603         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2604     }
2605 }
2606
2607 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2608 {
2609     CPUAddressSpace *cpuas;
2610     AddressSpaceDispatch *d;
2611
2612     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2613        reset the modified entries */
2614     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2615     cpu_reloading_memory_map();
2616     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2617      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2618      * may have split the RCU critical section.
2619      */
2620     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2621     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2622     tlb_flush(cpuas->cpu);
2623 }
2624
2625 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2626 {
2627     as->dispatch = NULL;
2628     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2629         .begin = mem_begin,
2630         .commit = mem_commit,
2631         .region_add = mem_add,
2632         .region_nop = mem_add,
2633         .priority = 0,
2634     };
2635     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2636 }
2637
2638 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2639 {
2640     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2641 }
2642
2643 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2644 {
2645     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2646
2647     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2648     if (d) {
2649         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2650     }
2651 }
2652
2653 static void memory_map_init(void)
2654 {
2655     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2656
2657     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2658     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2659
2660     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2661     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2662                           65536);
2663     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2664 }
2665
2666 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2667 {
2668     return system_memory;
2669 }
2670
2671 MemoryRegion *get_system_io(void)
2672 {
2673     return system_io;
2674 }
2675
2676 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2677
2678 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2679 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2680 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2681                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2682 {
2683     int l, flags;
2684     target_ulong page;
2685     void * p;
2686
2687     while (len > 0) {
2688         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2689         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2690         if (l > len)
2691             l = len;
2692         flags = page_get_flags(page);
2693         if (!(flags & PAGE_VALID))
2694             return -1;
2695         if (is_write) {
2696             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2697                 return -1;
2698             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2699             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2700                 return -1;
2701             memcpy(p, buf, l);
2702             unlock_user(p, addr, l);
2703         } else {
2704             if (!(flags & PAGE_READ))
2705                 return -1;
2706             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2707             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2708                 return -1;
2709             memcpy(buf, p, l);
2710             unlock_user(p, addr, 0);
2711         }
2712         len -= l;
2713         buf += l;
2714         addr += l;
2715     }
2716     return 0;
2717 }
2718
2719 #else
2720
2721 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2722                                      hwaddr length)
2723 {
2724     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2725     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2726
2727     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2728      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2729      * xen_modified_memory.
2730      */
2731     if (dirty_log_mask) {
2732         dirty_log_mask =
2733             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2734     }
2735     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2736         tb_lock();
2737         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2738         tb_unlock();
2739         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2740     }
2741     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2742 }
2743
2744 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2745 {
2746     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2747
2748     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2749        otherwise specified.  */
2750     if (access_size_max == 0) {
2751         access_size_max = 4;
2752     }
2753
2754     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2755     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2756         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2757         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2758             access_size_max = align_size_max;
2759         }
2760     }
2761
2762     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2763     if (l > access_size_max) {
2764         l = access_size_max;
2765     }
2766     l = pow2floor(l);
2767
2768     return l;
2769 }
2770
2771 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2772 {
2773     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2774     bool release_lock = false;
2775
2776     if (unlocked && mr->global_locking) {
2777         qemu_mutex_lock_iothread();
2778         unlocked = false;
2779         release_lock = true;
2780     }
2781     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2782         if (unlocked) {
2783             qemu_mutex_lock_iothread();
2784         }
2785         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2786         if (unlocked) {
2787             qemu_mutex_unlock_iothread();
2788         }
2789     }
2790
2791     return release_lock;
2792 }
2793
2794 /* Called within RCU critical section.  */
2795 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2796                                                 MemTxAttrs attrs,
2797                                                 const uint8_t *buf,
2798                                                 int len, hwaddr addr1,
2799                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2800 {
2801     uint8_t *ptr;
2802     uint64_t val;
2803     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2804     bool release_lock = false;
2805
2806     for (;;) {
2807         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2808             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2809             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2810             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2811                potential bugs */
2812             switch (l) {
2813             case 8:
2814                 /* 64 bit write access */
2815                 val = ldq_p(buf);
2816                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2817                                                        attrs);
2818                 break;
2819             case 4:
2820                 /* 32 bit write access */
2821                 val = (uint32_t)ldl_p(buf);
2822                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2823                                                        attrs);
2824                 break;
2825             case 2:
2826                 /* 16 bit write access */
2827                 val = lduw_p(buf);
2828                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2829                                                        attrs);
2830                 break;
2831             case 1:
2832                 /* 8 bit write access */
2833                 val = ldub_p(buf);
2834                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2835                                                        attrs);
2836                 break;
2837             default:
2838                 abort();
2839             }
2840         } else {
2841             /* RAM case */
2842             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2843             memcpy(ptr, buf, l);
2844             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2845         }
2846
2847         if (release_lock) {
2848             qemu_mutex_unlock_iothread();
2849             release_lock = false;
2850         }
2851
2852         len -= l;
2853         buf += l;
2854         addr += l;
2855
2856         if (!len) {
2857             break;
2858         }
2859
2860         l = len;
2861         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2862     }
2863
2864     return result;
2865 }
2866
2867 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2868                                 const uint8_t *buf, int len)
2869 {
2870     hwaddr l;
2871     hwaddr addr1;
2872     MemoryRegion *mr;
2873     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2874
2875     if (len > 0) {
2876         rcu_read_lock();
2877         l = len;
2878         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2879         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2880                                               addr1, l, mr);
2881         rcu_read_unlock();
2882     }
2883
2884     return result;
2885 }
2886
2887 /* Called within RCU critical section.  */
2888 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2889                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2890                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2891                                         MemoryRegion *mr)
2892 {
2893     uint8_t *ptr;
2894     uint64_t val;
2895     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2896     bool release_lock = false;
2897
2898     for (;;) {
2899         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2900             /* I/O case */
2901             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2902             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2903             switch (l) {
2904             case 8:
2905                 /* 64 bit read access */
2906                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2907                                                       attrs);
2908                 stq_p(buf, val);
2909                 break;
2910             case 4:
2911                 /* 32 bit read access */
2912                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2913                                                       attrs);
2914                 stl_p(buf, val);
2915                 break;
2916             case 2:
2917                 /* 16 bit read access */
2918                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2919                                                       attrs);
2920                 stw_p(buf, val);
2921                 break;
2922             case 1:
2923                 /* 8 bit read access */
2924                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2925                                                       attrs);
2926                 stb_p(buf, val);
2927                 break;
2928             default:
2929                 abort();
2930             }
2931         } else {
2932             /* RAM case */
2933             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2934             memcpy(buf, ptr, l);
2935         }
2936
2937         if (release_lock) {
2938             qemu_mutex_unlock_iothread();
2939             release_lock = false;
2940         }
2941
2942         len -= l;
2943         buf += l;
2944         addr += l;
2945
2946         if (!len) {
2947             break;
2948         }
2949
2950         l = len;
2951         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2952     }
2953
2954     return result;
2955 }
2956
2957 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2958                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
2959 {
2960     hwaddr l;
2961     hwaddr addr1;
2962     MemoryRegion *mr;
2963     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2964
2965     if (len > 0) {
2966         rcu_read_lock();
2967         l = len;
2968         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2969         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2970                                              addr1, l, mr);
2971         rcu_read_unlock();
2972     }
2973
2974     return result;
2975 }
2976
2977 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2978                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
2979 {
2980     if (is_write) {
2981         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2982     } else {
2983         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2984     }
2985 }
2986
2987 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
2988                             int len, int is_write)
2989 {
2990     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2991                      buf, len, is_write);
2992 }
2993
2994 enum write_rom_type {
2995     WRITE_DATA,
2996     FLUSH_CACHE,
2997 };
2998
2999 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3000     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
3001 {
3002     hwaddr l;
3003     uint8_t *ptr;
3004     hwaddr addr1;
3005     MemoryRegion *mr;
3006
3007     rcu_read_lock();
3008     while (len > 0) {
3009         l = len;
3010         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
3011
3012         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3013               memory_region_is_romd(mr))) {
3014             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3015         } else {
3016             /* ROM/RAM case */
3017             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3018             switch (type) {
3019             case WRITE_DATA:
3020                 memcpy(ptr, buf, l);
3021                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3022                 break;
3023             case FLUSH_CACHE:
3024                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
3025                 break;
3026             }
3027         }
3028         len -= l;
3029         buf += l;
3030         addr += l;
3031     }
3032     rcu_read_unlock();
3033 }
3034
3035 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3036 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3037                                    const uint8_t *buf, int len)
3038 {
3039     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
3040 }
3041
3042 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
3043 {
3044     /*
3045      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3046      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3047      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3048      * the host's instruction cache at least.
3049      */
3050     if (tcg_enabled()) {
3051         return;
3052     }
3053
3054     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
3055                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
3056 }
3057
3058 typedef struct {
3059     MemoryRegion *mr;
3060     void *buffer;
3061     hwaddr addr;
3062     hwaddr len;
3063     bool in_use;
3064 } BounceBuffer;
3065
3066 static BounceBuffer bounce;
3067
3068 typedef struct MapClient {
3069     QEMUBH *bh;
3070     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3071 } MapClient;
3072
3073 QemuMutex map_client_list_lock;
3074 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
3075     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3076
3077 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3078 {
3079     QLIST_REMOVE(client, link);
3080     g_free(client);
3081 }
3082
3083 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3084 {
3085     MapClient *client;
3086
3087     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3088         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3089         qemu_bh_schedule(client->bh);
3090         cpu_unregister_map_client_do(client);
3091     }
3092 }
3093
3094 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3095 {
3096     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3097
3098     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3099     client->bh = bh;
3100     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3101     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3102         cpu_notify_map_clients_locked();
3103     }
3104     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3105 }
3106
3107 void cpu_exec_init_all(void)
3108 {
3109     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3110     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3111      * so no more changes can be made after this point.
3112      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3113      * machine setup would care about the target page size, and we could
3114      * do this much later, rather than requiring board models to state
3115      * up front what their requirements are.
3116      */
3117     finalize_target_page_bits();
3118     io_mem_init();
3119     memory_map_init();
3120     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3121 }
3122
3123 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3124 {
3125     MapClient *client;
3126
3127     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3128     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3129         if (client->bh == bh) {
3130             cpu_unregister_map_client_do(client);
3131             break;
3132         }
3133     }
3134     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3135 }
3136
3137 static void cpu_notify_map_clients(void)
3138 {
3139     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3140     cpu_notify_map_clients_locked();
3141     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3142 }
3143
3144 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
3145 {
3146     MemoryRegion *mr;
3147     hwaddr l, xlat;
3148
3149     rcu_read_lock();
3150     while (len > 0) {
3151         l = len;
3152         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3153         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3154             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3155             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
3156                 rcu_read_unlock();
3157                 return false;
3158             }
3159         }
3160
3161         len -= l;
3162         addr += l;
3163     }
3164     rcu_read_unlock();
3165     return true;
3166 }
3167
3168 static hwaddr
3169 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
3170                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3171                                  bool is_write)
3172 {
3173     hwaddr done = 0;
3174     hwaddr xlat;
3175     MemoryRegion *this_mr;
3176
3177     for (;;) {
3178         target_len -= len;
3179         addr += len;
3180         done += len;
3181         if (target_len == 0) {
3182             return done;
3183         }
3184
3185         len = target_len;
3186         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
3187         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3188             return done;
3189         }
3190     }
3191 }
3192
3193 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3194  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3195  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3196  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3197  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3198  * likely to succeed.
3199  */
3200 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3201                         hwaddr addr,
3202                         hwaddr *plen,
3203                         bool is_write)
3204 {
3205     hwaddr len = *plen;
3206     hwaddr l, xlat;
3207     MemoryRegion *mr;
3208     void *ptr;
3209
3210     if (len == 0) {
3211         return NULL;
3212     }
3213
3214     l = len;
3215     rcu_read_lock();
3216     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3217
3218     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3219         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3220             rcu_read_unlock();
3221             return NULL;
3222         }
3223         /* Avoid unbounded allocations */
3224         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3225         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3226         bounce.addr = addr;
3227         bounce.len = l;
3228
3229         memory_region_ref(mr);
3230         bounce.mr = mr;
3231         if (!is_write) {
3232             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3233                                bounce.buffer, l);
3234         }
3235
3236         rcu_read_unlock();
3237         *plen = l;
3238         return bounce.buffer;
3239     }
3240
3241
3242     memory_region_ref(mr);
3243     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3244     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3245     rcu_read_unlock();
3246
3247     return ptr;
3248 }
3249
3250 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3251  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3252  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3253  */
3254 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3255                          int is_write, hwaddr access_len)
3256 {
3257     if (buffer != bounce.buffer) {
3258         MemoryRegion *mr;
3259         ram_addr_t addr1;
3260
3261         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3262         assert(mr != NULL);
3263         if (is_write) {
3264             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3265         }
3266         if (xen_enabled()) {
3267             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3268         }
3269         memory_region_unref(mr);
3270         return;
3271     }
3272     if (is_write) {
3273         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3274                             bounce.buffer, access_len);
3275     }
3276     qemu_vfree(bounce.buffer);
3277     bounce.buffer = NULL;
3278     memory_region_unref(bounce.mr);
3279     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3280     cpu_notify_map_clients();
3281 }
3282
3283 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3284                               hwaddr *plen,
3285                               int is_write)
3286 {
3287     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3288 }
3289
3290 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3291                                int is_write, hwaddr access_len)
3292 {
3293     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3294 }
3295
3296 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3297 #define ARG1                     as
3298 #define SUFFIX
3299 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3300 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3301 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3302 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3303 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3304 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3305 #include "memory_ldst.inc.c"
3306
3307 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3308                                  AddressSpace *as,
3309                                  hwaddr addr,
3310                                  hwaddr len,
3311                                  bool is_write)
3312 {
3313     cache->len = len;
3314     cache->as = as;
3315     cache->xlat = addr;
3316     return len;
3317 }
3318
3319 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3320                                     hwaddr addr,
3321                                     hwaddr access_len)
3322 {
3323 }
3324
3325 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3326 {
3327     cache->as = NULL;
3328 }
3329
3330 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3331 #define ARG1                     cache
3332 #define SUFFIX                   _cached
3333 #define TRANSLATE(addr, ...)     \
3334     address_space_translate(cache->as, cache->xlat + (addr), __VA_ARGS__)
3335 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3336 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3337 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3338 #define RCU_READ_LOCK()          rcu_read_lock()
3339 #define RCU_READ_UNLOCK()        rcu_read_unlock()
3340 #include "memory_ldst.inc.c"
3341
3342 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3343 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3344                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3345 {
3346     int l;
3347     hwaddr phys_addr;
3348     target_ulong page;
3349
3350     cpu_synchronize_state(cpu);
3351     while (len > 0) {
3352         int asidx;
3353         MemTxAttrs attrs;
3354
3355         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3356         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3357         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3358         /* if no physical page mapped, return an error */
3359         if (phys_addr == -1)
3360             return -1;
3361         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3362         if (l > len)
3363             l = len;
3364         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3365         if (is_write) {
3366             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3367                                           phys_addr, buf, l);
3368         } else {
3369             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3370                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3371                              buf, l, 0);
3372         }
3373         len -= l;
3374         buf += l;
3375         addr += l;
3376     }
3377     return 0;
3378 }
3379
3380 /*
3381  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3382  * target independent.
3383  */
3384 size_t qemu_target_page_size(void)
3385 {
3386     return TARGET_PAGE_SIZE;
3387 }
3388
3389 #endif
3390
3391 /*
3392  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3393  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3394  */
3395 bool target_words_bigendian(void);
3396 bool target_words_bigendian(void)
3397 {
3398 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3399     return true;
3400 #else
3401     return false;
3402 #endif
3403 }
3404
3405 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3406 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3407 {
3408     MemoryRegion*mr;
3409     hwaddr l = 1;
3410     bool res;
3411
3412     rcu_read_lock();
3413     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3414                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3415
3416     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3417     rcu_read_unlock();
3418     return res;
3419 }
3420
3421 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3422 {
3423     RAMBlock *block;
3424     int ret = 0;
3425
3426     rcu_read_lock();
3427     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
3428         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3429                    block->used_length, opaque);
3430         if (ret) {
3431             break;
3432         }
3433     }
3434     rcu_read_unlock();
3435     return ret;
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3440  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3441  * the OS provides for postcopy.
3442  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3443  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3444  *
3445  */
3446 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3447 {
3448     int ret = -1;
3449
3450     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3451
3452     if ((uintptr_t)host_startaddr & (rb->page_size - 1)) {
3453         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3454                      host_startaddr);
3455         goto err;
3456     }
3457
3458     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3459         uint8_t *host_endaddr = host_startaddr + length;
3460         if ((uintptr_t)host_endaddr & (rb->page_size - 1)) {
3461             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned end address: %p",
3462                          host_endaddr);
3463             goto err;
3464         }
3465
3466         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3467
3468         if (rb->page_size == qemu_host_page_size) {
3469 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3470             /* Note: We need the madvise MADV_DONTNEED behaviour of definitely
3471              * freeing the page.
3472              */
3473             ret = madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3474 #endif
3475         } else {
3476             /* Huge page case  - unfortunately it can't do DONTNEED, but
3477              * it can do the equivalent by FALLOC_FL_PUNCH_HOLE in the
3478              * huge page file.
3479              */
3480 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3481             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3482                             start, length);
3483 #endif
3484         }
3485         if (ret) {
3486             ret = -errno;
3487             error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3488                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3489                          rb->idstr, start, length, ret);
3490         }
3491     } else {
3492         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3493                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3494                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3495     }
3496
3497 err:
3498     return ret;
3499 }
3500
3501 #endif