]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
Merge remote-tracking branch 'remotes/mcayland/tags/qemu-sparc-signed' into staging
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include "qemu/osdep.h"
20 #include "qapi/error.h"
21 #ifndef _WIN32
22 #endif
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "tcg.h"
28 #include "hw/qdev-core.h"
29 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
30 #include "hw/boards.h"
31 #include "hw/xen/xen.h"
32 #endif
33 #include "sysemu/kvm.h"
34 #include "sysemu/sysemu.h"
35 #include "qemu/timer.h"
36 #include "qemu/config-file.h"
37 #include "qemu/error-report.h"
38 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
39 #include "qemu.h"
40 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
41 #include "hw/hw.h"
42 #include "exec/memory.h"
43 #include "exec/ioport.h"
44 #include "sysemu/dma.h"
45 #include "sysemu/numa.h"
46 #include "sysemu/hw_accel.h"
47 #include "exec/address-spaces.h"
48 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
49 #include "trace-root.h"
50
51 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
52 #include <fcntl.h>
53 #include <linux/falloc.h>
54 #endif
55
56 #endif
57 #include "exec/cpu-all.h"
58 #include "qemu/rcu_queue.h"
59 #include "qemu/main-loop.h"
60 #include "translate-all.h"
61 #include "sysemu/replay.h"
62
63 #include "exec/memory-internal.h"
64 #include "exec/ram_addr.h"
65 #include "exec/log.h"
66
67 #include "migration/vmstate.h"
68
69 #include "qemu/range.h"
70 #ifndef _WIN32
71 #include "qemu/mmap-alloc.h"
72 #endif
73
74 //#define DEBUG_SUBPAGE
75
76 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
77 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
78  * are protected by the ramlist lock.
79  */
80 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
81
82 static MemoryRegion *system_memory;
83 static MemoryRegion *system_io;
84
85 AddressSpace address_space_io;
86 AddressSpace address_space_memory;
87
88 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
89 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
90
91 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
92 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
93
94 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
95 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
96
97 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
98  * This used_length size can change across reboots.
99  */
100 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
101
102 #endif
103
104 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
105 int target_page_bits;
106 bool target_page_bits_decided;
107 #endif
108
109 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
110 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
111    cpu_exec() */
112 __thread CPUState *current_cpu;
113 /* 0 = Do not count executed instructions.
114    1 = Precise instruction counting.
115    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
116 int use_icount;
117
118 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
119 {
120     /* The target page size is the lowest common denominator for all
121      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
122      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
123      * a particular size.
124      */
125 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
126     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
127     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
128         if (target_page_bits_decided) {
129             return false;
130         }
131         target_page_bits = bits;
132     }
133 #endif
134     return true;
135 }
136
137 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
138
139 static void finalize_target_page_bits(void)
140 {
141 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
142     if (target_page_bits == 0) {
143         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
144     }
145     target_page_bits_decided = true;
146 #endif
147 }
148
149 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
150
151 struct PhysPageEntry {
152     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
153     uint32_t skip : 6;
154      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
155     uint32_t ptr : 26;
156 };
157
158 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
159
160 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
161 #define ADDR_SPACE_BITS 64
162
163 #define P_L2_BITS 9
164 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
165
166 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
167
168 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
169
170 typedef struct PhysPageMap {
171     struct rcu_head rcu;
172
173     unsigned sections_nb;
174     unsigned sections_nb_alloc;
175     unsigned nodes_nb;
176     unsigned nodes_nb_alloc;
177     Node *nodes;
178     MemoryRegionSection *sections;
179 } PhysPageMap;
180
181 struct AddressSpaceDispatch {
182     struct rcu_head rcu;
183
184     MemoryRegionSection *mru_section;
185     /* This is a multi-level map on the physical address space.
186      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
187      */
188     PhysPageEntry phys_map;
189     PhysPageMap map;
190     AddressSpace *as;
191 };
192
193 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
194 typedef struct subpage_t {
195     MemoryRegion iomem;
196     AddressSpace *as;
197     hwaddr base;
198     uint16_t sub_section[];
199 } subpage_t;
200
201 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
202 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
203 #define PHYS_SECTION_ROM 2
204 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
205
206 static void io_mem_init(void);
207 static void memory_map_init(void);
208 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
209
210 static MemoryRegion io_mem_watch;
211
212 /**
213  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
214  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
215  * @as: the AddressSpace itself
216  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
217  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
218  */
219 struct CPUAddressSpace {
220     CPUState *cpu;
221     AddressSpace *as;
222     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
223     MemoryListener tcg_as_listener;
224 };
225
226 #endif
227
228 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
229
230 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
231 {
232     static unsigned alloc_hint = 16;
233     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
234         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
235         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
236         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
237         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
238     }
239 }
240
241 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
242 {
243     unsigned i;
244     uint32_t ret;
245     PhysPageEntry e;
246     PhysPageEntry *p;
247
248     ret = map->nodes_nb++;
249     p = map->nodes[ret];
250     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
251     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
252
253     e.skip = leaf ? 0 : 1;
254     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
255     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
256         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
257     }
258     return ret;
259 }
260
261 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
262                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
263                                 int level)
264 {
265     PhysPageEntry *p;
266     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
267
268     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
269         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
270     }
271     p = map->nodes[lp->ptr];
272     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
273
274     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
275         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
276             lp->skip = 0;
277             lp->ptr = leaf;
278             *index += step;
279             *nb -= step;
280         } else {
281             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
282         }
283         ++lp;
284     }
285 }
286
287 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
288                           hwaddr index, hwaddr nb,
289                           uint16_t leaf)
290 {
291     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
292     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
293
294     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
295 }
296
297 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
298  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
299  */
300 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
301 {
302     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
303     int valid = 0;
304     PhysPageEntry *p;
305     int i;
306
307     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
308         return;
309     }
310
311     p = nodes[lp->ptr];
312     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
313         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
314             continue;
315         }
316
317         valid_ptr = i;
318         valid++;
319         if (p[i].skip) {
320             phys_page_compact(&p[i], nodes);
321         }
322     }
323
324     /* We can only compress if there's only one child. */
325     if (valid != 1) {
326         return;
327     }
328
329     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
330
331     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
332     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
333         return;
334     }
335
336     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
337     if (!p[valid_ptr].skip) {
338         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
339         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
340          * should never reach here.
341          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
342          * change this rule.
343          */
344         lp->skip = 0;
345     } else {
346         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
347     }
348 }
349
350 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
351 {
352     if (d->phys_map.skip) {
353         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
354     }
355 }
356
357 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
358                                        hwaddr addr)
359 {
360     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
361      * the section must cover the entire address space.
362      */
363     return int128_gethi(section->size) ||
364            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
365                              int128_getlo(section->size), addr);
366 }
367
368 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
369                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
370 {
371     PhysPageEntry *p;
372     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
373     int i;
374
375     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
376         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
377             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
378         }
379         p = nodes[lp.ptr];
380         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
381     }
382
383     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
384         return &sections[lp.ptr];
385     } else {
386         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
387     }
388 }
389
390 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
391 {
392     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
393         && mr != &io_mem_watch;
394 }
395
396 /* Called from RCU critical section */
397 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
398                                                         hwaddr addr,
399                                                         bool resolve_subpage)
400 {
401     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
402     subpage_t *subpage;
403     bool update;
404
405     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
406         section_covers_addr(section, addr)) {
407         update = false;
408     } else {
409         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
410                                  d->map.sections);
411         update = true;
412     }
413     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
414         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
415         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
416     }
417     if (update) {
418         atomic_set(&d->mru_section, section);
419     }
420     return section;
421 }
422
423 /* Called from RCU critical section */
424 static MemoryRegionSection *
425 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
426                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
427 {
428     MemoryRegionSection *section;
429     MemoryRegion *mr;
430     Int128 diff;
431
432     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
433     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
434     addr -= section->offset_within_address_space;
435
436     /* Compute offset within MemoryRegion */
437     *xlat = addr + section->offset_within_region;
438
439     mr = section->mr;
440
441     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
442      * on their address, without considering adjacent registers that could
443      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
444      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
445      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
446      * here.
447      *
448      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
449      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
450      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
451      */
452     if (memory_region_is_ram(mr)) {
453         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
454         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
455     }
456     return section;
457 }
458
459 /* Called from RCU critical section */
460 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
461                                             bool is_write)
462 {
463     IOMMUTLBEntry iotlb = {0};
464     MemoryRegionSection *section;
465     MemoryRegion *mr;
466
467     for (;;) {
468         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
469         section = address_space_lookup_region(d, addr, false);
470         addr = addr - section->offset_within_address_space
471                + section->offset_within_region;
472         mr = section->mr;
473
474         if (!mr->iommu_ops) {
475             break;
476         }
477
478         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
479         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
480             iotlb.target_as = NULL;
481             break;
482         }
483
484         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
485                 | (addr & iotlb.addr_mask));
486         as = iotlb.target_as;
487     }
488
489     return iotlb;
490 }
491
492 /* Called from RCU critical section */
493 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
494                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
495                                       bool is_write)
496 {
497     IOMMUTLBEntry iotlb;
498     MemoryRegionSection *section;
499     MemoryRegion *mr;
500
501     for (;;) {
502         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
503         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, true);
504         mr = section->mr;
505
506         if (!mr->iommu_ops) {
507             break;
508         }
509
510         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
511         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
512                 | (addr & iotlb.addr_mask));
513         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
514         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
515             mr = &io_mem_unassigned;
516             break;
517         }
518
519         as = iotlb.target_as;
520     }
521
522     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
523         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
524         *plen = MIN(page, *plen);
525     }
526
527     *xlat = addr;
528     return mr;
529 }
530
531 /* Called from RCU critical section */
532 MemoryRegionSection *
533 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
534                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
535 {
536     MemoryRegionSection *section;
537     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
538
539     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
540
541     assert(!section->mr->iommu_ops);
542     return section;
543 }
544 #endif
545
546 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
547
548 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
549 {
550     CPUState *cpu = opaque;
551
552     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
553        version_id is increased. */
554     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
555     tlb_flush(cpu);
556
557     return 0;
558 }
559
560 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
561 {
562     CPUState *cpu = opaque;
563
564     cpu->exception_index = -1;
565
566     return 0;
567 }
568
569 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
570 {
571     CPUState *cpu = opaque;
572
573     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
574 }
575
576 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
577     .name = "cpu_common/exception_index",
578     .version_id = 1,
579     .minimum_version_id = 1,
580     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
581     .fields = (VMStateField[]) {
582         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
583         VMSTATE_END_OF_LIST()
584     }
585 };
586
587 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
588 {
589     CPUState *cpu = opaque;
590
591     return cpu->crash_occurred;
592 }
593
594 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
595     .name = "cpu_common/crash_occurred",
596     .version_id = 1,
597     .minimum_version_id = 1,
598     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
599     .fields = (VMStateField[]) {
600         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
601         VMSTATE_END_OF_LIST()
602     }
603 };
604
605 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
606     .name = "cpu_common",
607     .version_id = 1,
608     .minimum_version_id = 1,
609     .pre_load = cpu_common_pre_load,
610     .post_load = cpu_common_post_load,
611     .fields = (VMStateField[]) {
612         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
613         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
614         VMSTATE_END_OF_LIST()
615     },
616     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
617         &vmstate_cpu_common_exception_index,
618         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
619         NULL
620     }
621 };
622
623 #endif
624
625 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
626 {
627     CPUState *cpu;
628
629     CPU_FOREACH(cpu) {
630         if (cpu->cpu_index == index) {
631             return cpu;
632         }
633     }
634
635     return NULL;
636 }
637
638 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
639 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
640 {
641     CPUAddressSpace *newas;
642
643     /* Target code should have set num_ases before calling us */
644     assert(asidx < cpu->num_ases);
645
646     if (asidx == 0) {
647         /* address space 0 gets the convenience alias */
648         cpu->as = as;
649     }
650
651     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
652     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
653
654     if (!cpu->cpu_ases) {
655         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
656     }
657
658     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
659     newas->cpu = cpu;
660     newas->as = as;
661     if (tcg_enabled()) {
662         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
663         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
664     }
665 }
666
667 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
668 {
669     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
670     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
671 }
672 #endif
673
674 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
675 {
676     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
677
678     cpu_list_remove(cpu);
679
680     if (cc->vmsd != NULL) {
681         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
682     }
683     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
684         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
685     }
686 }
687
688 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
689 {
690     cpu->as = NULL;
691     cpu->num_ases = 0;
692
693 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
694     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
695
696     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
697      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
698      * because that file is compiled only once for both user-mode
699      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
700      * the system address space.
701      */
702     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
703                              (Object **)&cpu->memory,
704                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
705                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
706                              &error_abort);
707     cpu->memory = system_memory;
708     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
709 #endif
710 }
711
712 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
713 {
714     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
715
716     cpu_list_add(cpu);
717
718 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
719     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
720         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
721     }
722     if (cc->vmsd != NULL) {
723         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
724     }
725 #endif
726 }
727
728 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
729 {
730     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
731      * even if we don't have proper locking yet.
732      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
733      * specified PC.
734      */
735     tb_flush(cpu);
736 }
737
738 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
739 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
740
741 {
742 }
743
744 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
745                           int flags)
746 {
747     return -ENOSYS;
748 }
749
750 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
751 {
752 }
753
754 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
755                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
756 {
757     return -ENOSYS;
758 }
759 #else
760 /* Add a watchpoint.  */
761 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
762                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
763 {
764     CPUWatchpoint *wp;
765
766     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
767     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
768         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
769                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
770         return -EINVAL;
771     }
772     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
773
774     wp->vaddr = addr;
775     wp->len = len;
776     wp->flags = flags;
777
778     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
779     if (flags & BP_GDB) {
780         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
781     } else {
782         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
783     }
784
785     tlb_flush_page(cpu, addr);
786
787     if (watchpoint)
788         *watchpoint = wp;
789     return 0;
790 }
791
792 /* Remove a specific watchpoint.  */
793 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
794                           int flags)
795 {
796     CPUWatchpoint *wp;
797
798     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
799         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
800                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
801             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
802             return 0;
803         }
804     }
805     return -ENOENT;
806 }
807
808 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
809 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
810 {
811     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
812
813     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
814
815     g_free(watchpoint);
816 }
817
818 /* Remove all matching watchpoints.  */
819 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
820 {
821     CPUWatchpoint *wp, *next;
822
823     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
824         if (wp->flags & mask) {
825             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
826         }
827     }
828 }
829
830 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
831  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
832  * partially or completely with the address range covered by the
833  * access).
834  */
835 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
836                                                   vaddr addr,
837                                                   vaddr len)
838 {
839     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
840      * required to avoid errors in the case where the range ends
841      * exactly at the top of the address space and so addr + len
842      * wraps round to zero.
843      */
844     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
845     vaddr addrend = addr + len - 1;
846
847     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
848 }
849
850 #endif
851
852 /* Add a breakpoint.  */
853 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
854                           CPUBreakpoint **breakpoint)
855 {
856     CPUBreakpoint *bp;
857
858     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
859
860     bp->pc = pc;
861     bp->flags = flags;
862
863     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
864     if (flags & BP_GDB) {
865         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
866     } else {
867         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
868     }
869
870     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
871
872     if (breakpoint) {
873         *breakpoint = bp;
874     }
875     return 0;
876 }
877
878 /* Remove a specific breakpoint.  */
879 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
880 {
881     CPUBreakpoint *bp;
882
883     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
884         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
885             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
886             return 0;
887         }
888     }
889     return -ENOENT;
890 }
891
892 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
893 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
894 {
895     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
896
897     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
898
899     g_free(breakpoint);
900 }
901
902 /* Remove all matching breakpoints. */
903 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
904 {
905     CPUBreakpoint *bp, *next;
906
907     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
908         if (bp->flags & mask) {
909             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
910         }
911     }
912 }
913
914 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
915    CPU loop after each instruction */
916 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
917 {
918     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
919         cpu->singlestep_enabled = enabled;
920         if (kvm_enabled()) {
921             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
922         } else {
923             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
924             /* XXX: only flush what is necessary */
925             tb_flush(cpu);
926         }
927     }
928 }
929
930 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
931 {
932     va_list ap;
933     va_list ap2;
934
935     va_start(ap, fmt);
936     va_copy(ap2, ap);
937     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
938     vfprintf(stderr, fmt, ap);
939     fprintf(stderr, "\n");
940     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
941     if (qemu_log_separate()) {
942         qemu_log_lock();
943         qemu_log("qemu: fatal: ");
944         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
945         qemu_log("\n");
946         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
947         qemu_log_flush();
948         qemu_log_unlock();
949         qemu_log_close();
950     }
951     va_end(ap2);
952     va_end(ap);
953     replay_finish();
954 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
955     {
956         struct sigaction act;
957         sigfillset(&act.sa_mask);
958         act.sa_handler = SIG_DFL;
959         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
960     }
961 #endif
962     abort();
963 }
964
965 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
966 /* Called from RCU critical section */
967 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
968 {
969     RAMBlock *block;
970
971     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
972     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
973         return block;
974     }
975     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
976         if (addr - block->offset < block->max_length) {
977             goto found;
978         }
979     }
980
981     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
982     abort();
983
984 found:
985     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
986      * is what happens:
987      *
988      *     mru_block = xxx
989      *     rcu_read_unlock()
990      *                                        xxx removed from list
991      *                  rcu_read_lock()
992      *                  read mru_block
993      *                                        mru_block = NULL;
994      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
995      *                  rcu_read_unlock()
996      *
997      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
998      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
999      * copy of the pointer.
1000      */
1001     ram_list.mru_block = block;
1002     return block;
1003 }
1004
1005 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1006 {
1007     CPUState *cpu;
1008     ram_addr_t start1;
1009     RAMBlock *block;
1010     ram_addr_t end;
1011
1012     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1013     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1014
1015     rcu_read_lock();
1016     block = qemu_get_ram_block(start);
1017     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1018     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1019     CPU_FOREACH(cpu) {
1020         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1021     }
1022     rcu_read_unlock();
1023 }
1024
1025 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1026 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1027                                               ram_addr_t length,
1028                                               unsigned client)
1029 {
1030     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1031     unsigned long end, page;
1032     bool dirty = false;
1033
1034     if (length == 0) {
1035         return false;
1036     }
1037
1038     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1039     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1040
1041     rcu_read_lock();
1042
1043     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1044
1045     while (page < end) {
1046         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1047         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1048         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1049
1050         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1051                                               offset, num);
1052         page += num;
1053     }
1054
1055     rcu_read_unlock();
1056
1057     if (dirty && tcg_enabled()) {
1058         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1059     }
1060
1061     return dirty;
1062 }
1063
1064 /* Called from RCU critical section */
1065 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1066                                        MemoryRegionSection *section,
1067                                        target_ulong vaddr,
1068                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1069                                        int prot,
1070                                        target_ulong *address)
1071 {
1072     hwaddr iotlb;
1073     CPUWatchpoint *wp;
1074
1075     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1076         /* Normal RAM.  */
1077         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1078         if (!section->readonly) {
1079             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1080         } else {
1081             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1082         }
1083     } else {
1084         AddressSpaceDispatch *d;
1085
1086         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1087         iotlb = section - d->map.sections;
1088         iotlb += xlat;
1089     }
1090
1091     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1092        watchpoint trap routines.  */
1093     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1094         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1095             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1096             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1097                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1098                 *address |= TLB_MMIO;
1099                 break;
1100             }
1101         }
1102     }
1103
1104     return iotlb;
1105 }
1106 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1107
1108 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1109
1110 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1111                              uint16_t section);
1112 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1113
1114 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1115                                qemu_anon_ram_alloc;
1116
1117 /*
1118  * Set a custom physical guest memory alloator.
1119  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1120  * get rid of it eventually.
1121  */
1122 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1123 {
1124     phys_mem_alloc = alloc;
1125 }
1126
1127 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1128                                  MemoryRegionSection *section)
1129 {
1130     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1131      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1132      * never overflow into the page-aligned value.
1133      */
1134     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1135
1136     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1137         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1138         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1139                                 map->sections_nb_alloc);
1140     }
1141     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1142     memory_region_ref(section->mr);
1143     return map->sections_nb++;
1144 }
1145
1146 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1147 {
1148     bool have_sub_page = mr->subpage;
1149
1150     memory_region_unref(mr);
1151
1152     if (have_sub_page) {
1153         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1154         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1155         g_free(subpage);
1156     }
1157 }
1158
1159 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1160 {
1161     while (map->sections_nb > 0) {
1162         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1163         phys_section_destroy(section->mr);
1164     }
1165     g_free(map->sections);
1166     g_free(map->nodes);
1167 }
1168
1169 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1170 {
1171     subpage_t *subpage;
1172     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1173         & TARGET_PAGE_MASK;
1174     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1175                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1176     MemoryRegionSection subsection = {
1177         .offset_within_address_space = base,
1178         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1179     };
1180     hwaddr start, end;
1181
1182     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1183
1184     if (!(existing->mr->subpage)) {
1185         subpage = subpage_init(d->as, base);
1186         subsection.address_space = d->as;
1187         subsection.mr = &subpage->iomem;
1188         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1189                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1190     } else {
1191         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1192     }
1193     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1194     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1195     subpage_register(subpage, start, end,
1196                      phys_section_add(&d->map, section));
1197 }
1198
1199
1200 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1201                                MemoryRegionSection *section)
1202 {
1203     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1204     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1205     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1206                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1207
1208     assert(num_pages);
1209     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1210 }
1211
1212 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1213 {
1214     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1215     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1216     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1217     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1218
1219     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1220         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1221                        - now.offset_within_address_space;
1222
1223         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1224         register_subpage(d, &now);
1225     } else {
1226         now.size = int128_zero();
1227     }
1228     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1229         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1230         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1231         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1232         now = remain;
1233         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1234             register_subpage(d, &now);
1235         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1236             now.size = page_size;
1237             register_subpage(d, &now);
1238         } else {
1239             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1240             register_multipage(d, &now);
1241         }
1242     }
1243 }
1244
1245 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1246 {
1247     if (kvm_enabled())
1248         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1249 }
1250
1251 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1252 {
1253     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1254 }
1255
1256 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1257 {
1258     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1259 }
1260
1261 #ifdef __linux__
1262 /*
1263  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1264  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1265  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1266  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1267  */
1268 static int find_max_supported_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1269 {
1270     char *mem_path;
1271     long *hpsize_min = opaque;
1272
1273     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1274         mem_path = object_property_get_str(obj, "mem-path", NULL);
1275         if (mem_path) {
1276             long hpsize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1277             if (hpsize < *hpsize_min) {
1278                 *hpsize_min = hpsize;
1279             }
1280         } else {
1281             *hpsize_min = getpagesize();
1282         }
1283     }
1284
1285     return 0;
1286 }
1287
1288 long qemu_getrampagesize(void)
1289 {
1290     long hpsize = LONG_MAX;
1291     long mainrampagesize;
1292     Object *memdev_root;
1293
1294     if (mem_path) {
1295         mainrampagesize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1296     } else {
1297         mainrampagesize = getpagesize();
1298     }
1299
1300     /* it's possible we have memory-backend objects with
1301      * hugepage-backed RAM. these may get mapped into system
1302      * address space via -numa parameters or memory hotplug
1303      * hooks. we want to take these into account, but we
1304      * also want to make sure these supported hugepage
1305      * sizes are applicable across the entire range of memory
1306      * we may boot from, so we take the min across all
1307      * backends, and assume normal pages in cases where a
1308      * backend isn't backed by hugepages.
1309      */
1310     memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1311     if (memdev_root) {
1312         object_child_foreach(memdev_root, find_max_supported_pagesize, &hpsize);
1313     }
1314     if (hpsize == LONG_MAX) {
1315         /* No additional memory regions found ==> Report main RAM page size */
1316         return mainrampagesize;
1317     }
1318
1319     /* If NUMA is disabled or the NUMA nodes are not backed with a
1320      * memory-backend, then there is at least one node using "normal" RAM,
1321      * so if its page size is smaller we have got to report that size instead.
1322      */
1323     if (hpsize > mainrampagesize &&
1324         (nb_numa_nodes == 0 || numa_info[0].node_memdev == NULL)) {
1325         static bool warned;
1326         if (!warned) {
1327             error_report("Huge page support disabled (n/a for main memory).");
1328             warned = true;
1329         }
1330         return mainrampagesize;
1331     }
1332
1333     return hpsize;
1334 }
1335 #else
1336 long qemu_getrampagesize(void)
1337 {
1338     return getpagesize();
1339 }
1340 #endif
1341
1342 #ifdef __linux__
1343 static int64_t get_file_size(int fd)
1344 {
1345     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1346     if (size < 0) {
1347         return -errno;
1348     }
1349     return size;
1350 }
1351
1352 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1353                             ram_addr_t memory,
1354                             const char *path,
1355                             Error **errp)
1356 {
1357     bool unlink_on_error = false;
1358     char *filename;
1359     char *sanitized_name;
1360     char *c;
1361     void *area = MAP_FAILED;
1362     int fd = -1;
1363     int64_t file_size;
1364
1365     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1366         error_setg(errp,
1367                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1368         return NULL;
1369     }
1370
1371     for (;;) {
1372         fd = open(path, O_RDWR);
1373         if (fd >= 0) {
1374             /* @path names an existing file, use it */
1375             break;
1376         }
1377         if (errno == ENOENT) {
1378             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1379             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1380             if (fd >= 0) {
1381                 unlink_on_error = true;
1382                 break;
1383             }
1384         } else if (errno == EISDIR) {
1385             /* @path names a directory, create a file there */
1386             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1387             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1388             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1389                 if (*c == '/') {
1390                     *c = '_';
1391                 }
1392             }
1393
1394             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1395                                        sanitized_name);
1396             g_free(sanitized_name);
1397
1398             fd = mkstemp(filename);
1399             if (fd >= 0) {
1400                 unlink(filename);
1401                 g_free(filename);
1402                 break;
1403             }
1404             g_free(filename);
1405         }
1406         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1407             error_setg_errno(errp, errno,
1408                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1409                              path);
1410             goto error;
1411         }
1412         /*
1413          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1414          * something else creates the file between our two open().
1415          */
1416     }
1417
1418     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1419     block->mr->align = block->page_size;
1420 #if defined(__s390x__)
1421     if (kvm_enabled()) {
1422         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1423     }
1424 #endif
1425
1426     file_size = get_file_size(fd);
1427
1428     if (memory < block->page_size) {
1429         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1430                    "or larger than page size 0x%zx",
1431                    memory, block->page_size);
1432         goto error;
1433     }
1434
1435     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1436         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1437                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1438                    path, file_size, memory);
1439         goto error;
1440     }
1441
1442     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1443
1444     /*
1445      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1446      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1447      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1448      * mmap will fail.
1449      *
1450      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1451      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1452      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1453      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1454      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1455      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1456      * is disabled as well.
1457      */
1458     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1459         perror("ftruncate");
1460     }
1461
1462     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1463                          block->flags & RAM_SHARED);
1464     if (area == MAP_FAILED) {
1465         error_setg_errno(errp, errno,
1466                          "unable to map backing store for guest RAM");
1467         goto error;
1468     }
1469
1470     if (mem_prealloc) {
1471         os_mem_prealloc(fd, area, memory, smp_cpus, errp);
1472         if (errp && *errp) {
1473             goto error;
1474         }
1475     }
1476
1477     block->fd = fd;
1478     return area;
1479
1480 error:
1481     if (area != MAP_FAILED) {
1482         qemu_ram_munmap(area, memory);
1483     }
1484     if (unlink_on_error) {
1485         unlink(path);
1486     }
1487     if (fd != -1) {
1488         close(fd);
1489     }
1490     return NULL;
1491 }
1492 #endif
1493
1494 /* Called with the ramlist lock held.  */
1495 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1496 {
1497     RAMBlock *block, *next_block;
1498     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1499
1500     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1501
1502     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1503         return 0;
1504     }
1505
1506     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1507         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1508
1509         end = block->offset + block->max_length;
1510
1511         QLIST_FOREACH_RCU(next_block, &ram_list.blocks, next) {
1512             if (next_block->offset >= end) {
1513                 next = MIN(next, next_block->offset);
1514             }
1515         }
1516         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1517             offset = end;
1518             mingap = next - end;
1519         }
1520     }
1521
1522     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1523         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1524                 (uint64_t)size);
1525         abort();
1526     }
1527
1528     return offset;
1529 }
1530
1531 unsigned long last_ram_page(void)
1532 {
1533     RAMBlock *block;
1534     ram_addr_t last = 0;
1535
1536     rcu_read_lock();
1537     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1538         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1539     }
1540     rcu_read_unlock();
1541     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1542 }
1543
1544 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1545 {
1546     int ret;
1547
1548     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1549     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1550         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1551         if (ret) {
1552             perror("qemu_madvise");
1553             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1554                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1555         }
1556     }
1557 }
1558
1559 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1560 {
1561     return rb->idstr;
1562 }
1563
1564 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1565 {
1566     return rb->flags & RAM_SHARED;
1567 }
1568
1569 /* Called with iothread lock held.  */
1570 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1571 {
1572     RAMBlock *block;
1573
1574     assert(new_block);
1575     assert(!new_block->idstr[0]);
1576
1577     if (dev) {
1578         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1579         if (id) {
1580             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1581             g_free(id);
1582         }
1583     }
1584     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1585
1586     rcu_read_lock();
1587     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1588         if (block != new_block &&
1589             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1590             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1591                     new_block->idstr);
1592             abort();
1593         }
1594     }
1595     rcu_read_unlock();
1596 }
1597
1598 /* Called with iothread lock held.  */
1599 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1600 {
1601     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1602      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1603      * does not work anyway.
1604      */
1605     if (block) {
1606         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1607     }
1608 }
1609
1610 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1611 {
1612     return rb->page_size;
1613 }
1614
1615 /* Returns the largest size of page in use */
1616 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
1617 {
1618     RAMBlock *block;
1619     size_t largest = 0;
1620
1621     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1622         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
1623     }
1624
1625     return largest;
1626 }
1627
1628 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1629 {
1630     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1631         /* disabled by the user */
1632         return 0;
1633     }
1634
1635     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1636 }
1637
1638 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1639  * incoming migration, or right after reset.
1640  *
1641  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1642  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1643  * misuse, if necessary.
1644  */
1645 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1646 {
1647     assert(block);
1648
1649     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1650
1651     if (block->used_length == newsize) {
1652         return 0;
1653     }
1654
1655     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1656         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1657                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1658                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1659                          newsize, block->used_length);
1660         return -EINVAL;
1661     }
1662
1663     if (block->max_length < newsize) {
1664         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1665                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1666                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1667                          newsize, block->max_length);
1668         return -EINVAL;
1669     }
1670
1671     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1672     block->used_length = newsize;
1673     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1674                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1675     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1676     if (block->resized) {
1677         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1678     }
1679     return 0;
1680 }
1681
1682 /* Called with ram_list.mutex held */
1683 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1684                                 ram_addr_t new_ram_size)
1685 {
1686     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1687                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1688     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1689                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1690     int i;
1691
1692     /* Only need to extend if block count increased */
1693     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1694         return;
1695     }
1696
1697     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1698         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1699         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1700         int j;
1701
1702         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1703         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1704                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1705
1706         if (old_num_blocks) {
1707             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1708                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1709         }
1710
1711         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1712             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1713         }
1714
1715         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1716
1717         if (old_blocks) {
1718             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1719         }
1720     }
1721 }
1722
1723 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1724 {
1725     RAMBlock *block;
1726     RAMBlock *last_block = NULL;
1727     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1728     Error *err = NULL;
1729
1730     old_ram_size = last_ram_page();
1731
1732     qemu_mutex_lock_ramlist();
1733     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1734
1735     if (!new_block->host) {
1736         if (xen_enabled()) {
1737             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1738                           new_block->mr, &err);
1739             if (err) {
1740                 error_propagate(errp, err);
1741                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1742                 return;
1743             }
1744         } else {
1745             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1746                                              &new_block->mr->align);
1747             if (!new_block->host) {
1748                 error_setg_errno(errp, errno,
1749                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1750                                  memory_region_name(new_block->mr));
1751                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1752                 return;
1753             }
1754             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1755         }
1756     }
1757
1758     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1759               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1760     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1761         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1762     }
1763     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1764      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1765      * tail, so save the last element in last_block.
1766      */
1767     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1768         last_block = block;
1769         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1770             break;
1771         }
1772     }
1773     if (block) {
1774         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1775     } else if (last_block) {
1776         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1777     } else { /* list is empty */
1778         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1779     }
1780     ram_list.mru_block = NULL;
1781
1782     /* Write list before version */
1783     smp_wmb();
1784     ram_list.version++;
1785     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1786
1787     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1788                                         new_block->used_length,
1789                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1790
1791     if (new_block->host) {
1792         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1793         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1794         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1795         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1796         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
1797     }
1798 }
1799
1800 #ifdef __linux__
1801 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1802                                    bool share, const char *mem_path,
1803                                    Error **errp)
1804 {
1805     RAMBlock *new_block;
1806     Error *local_err = NULL;
1807
1808     if (xen_enabled()) {
1809         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1810         return NULL;
1811     }
1812
1813     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1814         /*
1815          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1816          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1817          * a hook there.
1818          */
1819         error_setg(errp,
1820                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1821         return NULL;
1822     }
1823
1824     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1825     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1826     new_block->mr = mr;
1827     new_block->used_length = size;
1828     new_block->max_length = size;
1829     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1830     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1831                                      mem_path, errp);
1832     if (!new_block->host) {
1833         g_free(new_block);
1834         return NULL;
1835     }
1836
1837     ram_block_add(new_block, &local_err);
1838     if (local_err) {
1839         g_free(new_block);
1840         error_propagate(errp, local_err);
1841         return NULL;
1842     }
1843     return new_block;
1844 }
1845 #endif
1846
1847 static
1848 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1849                                   void (*resized)(const char*,
1850                                                   uint64_t length,
1851                                                   void *host),
1852                                   void *host, bool resizeable,
1853                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1854 {
1855     RAMBlock *new_block;
1856     Error *local_err = NULL;
1857
1858     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1859     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1860     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1861     new_block->mr = mr;
1862     new_block->resized = resized;
1863     new_block->used_length = size;
1864     new_block->max_length = max_size;
1865     assert(max_size >= size);
1866     new_block->fd = -1;
1867     new_block->page_size = getpagesize();
1868     new_block->host = host;
1869     if (host) {
1870         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
1871     }
1872     if (resizeable) {
1873         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
1874     }
1875     ram_block_add(new_block, &local_err);
1876     if (local_err) {
1877         g_free(new_block);
1878         error_propagate(errp, local_err);
1879         return NULL;
1880     }
1881     return new_block;
1882 }
1883
1884 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
1885                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
1886 {
1887     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
1888 }
1889
1890 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
1891 {
1892     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
1893 }
1894
1895 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
1896                                      void (*resized)(const char*,
1897                                                      uint64_t length,
1898                                                      void *host),
1899                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
1900 {
1901     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
1902 }
1903
1904 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
1905 {
1906     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1907         ;
1908     } else if (xen_enabled()) {
1909         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
1910 #ifndef _WIN32
1911     } else if (block->fd >= 0) {
1912         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
1913         close(block->fd);
1914 #endif
1915     } else {
1916         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
1917     }
1918     g_free(block);
1919 }
1920
1921 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
1922 {
1923     if (!block) {
1924         return;
1925     }
1926
1927     if (block->host) {
1928         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
1929     }
1930
1931     qemu_mutex_lock_ramlist();
1932     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
1933     ram_list.mru_block = NULL;
1934     /* Write list before version */
1935     smp_wmb();
1936     ram_list.version++;
1937     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
1938     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1939 }
1940
1941 #ifndef _WIN32
1942 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
1943 {
1944     RAMBlock *block;
1945     ram_addr_t offset;
1946     int flags;
1947     void *area, *vaddr;
1948
1949     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1950         offset = addr - block->offset;
1951         if (offset < block->max_length) {
1952             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
1953             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1954                 ;
1955             } else if (xen_enabled()) {
1956                 abort();
1957             } else {
1958                 flags = MAP_FIXED;
1959                 if (block->fd >= 0) {
1960                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
1961                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
1962                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1963                                 flags, block->fd, offset);
1964                 } else {
1965                     /*
1966                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
1967                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
1968                      * we'd need a remap hook here.
1969                      */
1970                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
1971
1972                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
1973                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1974                                 flags, -1, 0);
1975                 }
1976                 if (area != vaddr) {
1977                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
1978                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
1979                             length, addr);
1980                     exit(1);
1981                 }
1982                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
1983                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
1984             }
1985         }
1986     }
1987 }
1988 #endif /* !_WIN32 */
1989
1990 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
1991  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
1992  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
1993  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
1994  *
1995  * Called within RCU critical section.
1996  */
1997 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
1998 {
1999     RAMBlock *block = ram_block;
2000
2001     if (block == NULL) {
2002         block = qemu_get_ram_block(addr);
2003         addr -= block->offset;
2004     }
2005
2006     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2007         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2008          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2009          * In that case just map until the end of the page.
2010          */
2011         if (block->offset == 0) {
2012             return xen_map_cache(addr, 0, 0);
2013         }
2014
2015         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
2016     }
2017     return ramblock_ptr(block, addr);
2018 }
2019
2020 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2021  * but takes a size argument.
2022  *
2023  * Called within RCU critical section.
2024  */
2025 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2026                                  hwaddr *size)
2027 {
2028     RAMBlock *block = ram_block;
2029     if (*size == 0) {
2030         return NULL;
2031     }
2032
2033     if (block == NULL) {
2034         block = qemu_get_ram_block(addr);
2035         addr -= block->offset;
2036     }
2037     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2038
2039     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2040         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2041          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2042          * In that case just map the requested area.
2043          */
2044         if (block->offset == 0) {
2045             return xen_map_cache(addr, *size, 1);
2046         }
2047
2048         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
2049     }
2050
2051     return ramblock_ptr(block, addr);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2056  * in that RAMBlock.
2057  *
2058  * ptr: Host pointer to look up
2059  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2060  * *ram_addr: set to result ram_addr
2061  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2062  *
2063  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2064  *
2065  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2066  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2067  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2068  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2069  * ram_addr_t.
2070  */
2071 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2072                                    ram_addr_t *offset)
2073 {
2074     RAMBlock *block;
2075     uint8_t *host = ptr;
2076
2077     if (xen_enabled()) {
2078         ram_addr_t ram_addr;
2079         rcu_read_lock();
2080         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2081         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2082         if (block) {
2083             *offset = ram_addr - block->offset;
2084         }
2085         rcu_read_unlock();
2086         return block;
2087     }
2088
2089     rcu_read_lock();
2090     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2091     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2092         goto found;
2093     }
2094
2095     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2096         /* This case append when the block is not mapped. */
2097         if (block->host == NULL) {
2098             continue;
2099         }
2100         if (host - block->host < block->max_length) {
2101             goto found;
2102         }
2103     }
2104
2105     rcu_read_unlock();
2106     return NULL;
2107
2108 found:
2109     *offset = (host - block->host);
2110     if (round_offset) {
2111         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2112     }
2113     rcu_read_unlock();
2114     return block;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Finds the named RAMBlock
2119  *
2120  * name: The name of RAMBlock to find
2121  *
2122  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2123  */
2124 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2125 {
2126     RAMBlock *block;
2127
2128     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2129         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2130             return block;
2131         }
2132     }
2133
2134     return NULL;
2135 }
2136
2137 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2138    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2139 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2140 {
2141     RAMBlock *block;
2142     ram_addr_t offset;
2143
2144     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2145     if (!block) {
2146         return RAM_ADDR_INVALID;
2147     }
2148
2149     return block->offset + offset;
2150 }
2151
2152 /* Called within RCU critical section.  */
2153 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2154                                uint64_t val, unsigned size)
2155 {
2156     bool locked = false;
2157
2158     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2159         locked = true;
2160         tb_lock();
2161         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2162     }
2163     switch (size) {
2164     case 1:
2165         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2166         break;
2167     case 2:
2168         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2169         break;
2170     case 4:
2171         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2172         break;
2173     default:
2174         abort();
2175     }
2176
2177     if (locked) {
2178         tb_unlock();
2179     }
2180
2181     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2182      * the notdirty callback faster.
2183      */
2184     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2185                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2186     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2187        flushed */
2188     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2189         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2190     }
2191 }
2192
2193 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2194                                  unsigned size, bool is_write)
2195 {
2196     return is_write;
2197 }
2198
2199 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2200     .write = notdirty_mem_write,
2201     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2202     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2203 };
2204
2205 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2206 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2207 {
2208     CPUState *cpu = current_cpu;
2209     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2210     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2211     target_ulong pc, cs_base;
2212     target_ulong vaddr;
2213     CPUWatchpoint *wp;
2214     uint32_t cpu_flags;
2215
2216     if (cpu->watchpoint_hit) {
2217         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2218          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2219          * current instruction. */
2220         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2221         return;
2222     }
2223     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2224     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2225     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2226         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2227             && (wp->flags & flags)) {
2228             if (flags == BP_MEM_READ) {
2229                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2230             } else {
2231                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2232             }
2233             wp->hitaddr = vaddr;
2234             wp->hitattrs = attrs;
2235             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2236                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2237                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2238                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2239                     continue;
2240                 }
2241                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2242
2243                 /* Both tb_lock and iothread_mutex will be reset when
2244                  * cpu_loop_exit or cpu_loop_exit_noexc longjmp
2245                  * back into the cpu_exec main loop.
2246                  */
2247                 tb_lock();
2248                 tb_check_watchpoint(cpu);
2249                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2250                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2251                     cpu_loop_exit(cpu);
2252                 } else {
2253                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2254                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2255                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2256                 }
2257             }
2258         } else {
2259             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2260         }
2261     }
2262 }
2263
2264 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2265    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2266    phys routines.  */
2267 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2268                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2269 {
2270     MemTxResult res;
2271     uint64_t data;
2272     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2273     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2274
2275     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2276     switch (size) {
2277     case 1:
2278         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2279         break;
2280     case 2:
2281         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2282         break;
2283     case 4:
2284         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2285         break;
2286     default: abort();
2287     }
2288     *pdata = data;
2289     return res;
2290 }
2291
2292 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2293                                    uint64_t val, unsigned size,
2294                                    MemTxAttrs attrs)
2295 {
2296     MemTxResult res;
2297     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2298     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2299
2300     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2301     switch (size) {
2302     case 1:
2303         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2304         break;
2305     case 2:
2306         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2307         break;
2308     case 4:
2309         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2310         break;
2311     default: abort();
2312     }
2313     return res;
2314 }
2315
2316 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2317     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2318     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2319     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2320 };
2321
2322 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2323                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2324 {
2325     subpage_t *subpage = opaque;
2326     uint8_t buf[8];
2327     MemTxResult res;
2328
2329 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2330     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2331            subpage, len, addr);
2332 #endif
2333     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2334                              attrs, buf, len);
2335     if (res) {
2336         return res;
2337     }
2338     switch (len) {
2339     case 1:
2340         *data = ldub_p(buf);
2341         return MEMTX_OK;
2342     case 2:
2343         *data = lduw_p(buf);
2344         return MEMTX_OK;
2345     case 4:
2346         *data = ldl_p(buf);
2347         return MEMTX_OK;
2348     case 8:
2349         *data = ldq_p(buf);
2350         return MEMTX_OK;
2351     default:
2352         abort();
2353     }
2354 }
2355
2356 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2357                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2358 {
2359     subpage_t *subpage = opaque;
2360     uint8_t buf[8];
2361
2362 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2363     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2364            " value %"PRIx64"\n",
2365            __func__, subpage, len, addr, value);
2366 #endif
2367     switch (len) {
2368     case 1:
2369         stb_p(buf, value);
2370         break;
2371     case 2:
2372         stw_p(buf, value);
2373         break;
2374     case 4:
2375         stl_p(buf, value);
2376         break;
2377     case 8:
2378         stq_p(buf, value);
2379         break;
2380     default:
2381         abort();
2382     }
2383     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2384                                attrs, buf, len);
2385 }
2386
2387 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2388                             unsigned len, bool is_write)
2389 {
2390     subpage_t *subpage = opaque;
2391 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2392     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2393            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2394 #endif
2395
2396     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2397                                       len, is_write);
2398 }
2399
2400 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2401     .read_with_attrs = subpage_read,
2402     .write_with_attrs = subpage_write,
2403     .impl.min_access_size = 1,
2404     .impl.max_access_size = 8,
2405     .valid.min_access_size = 1,
2406     .valid.max_access_size = 8,
2407     .valid.accepts = subpage_accepts,
2408     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2409 };
2410
2411 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2412                              uint16_t section)
2413 {
2414     int idx, eidx;
2415
2416     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2417         return -1;
2418     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2419     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2420 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2421     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2422            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2423 #endif
2424     for (; idx <= eidx; idx++) {
2425         mmio->sub_section[idx] = section;
2426     }
2427
2428     return 0;
2429 }
2430
2431 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2432 {
2433     subpage_t *mmio;
2434
2435     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2436     mmio->as = as;
2437     mmio->base = base;
2438     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2439                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2440     mmio->iomem.subpage = true;
2441 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2442     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2443            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2444 #endif
2445     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2446
2447     return mmio;
2448 }
2449
2450 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2451                               MemoryRegion *mr)
2452 {
2453     assert(as);
2454     MemoryRegionSection section = {
2455         .address_space = as,
2456         .mr = mr,
2457         .offset_within_address_space = 0,
2458         .offset_within_region = 0,
2459         .size = int128_2_64(),
2460     };
2461
2462     return phys_section_add(map, &section);
2463 }
2464
2465 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2466 {
2467     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2468     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2469     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2470     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2471
2472     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2473 }
2474
2475 static void io_mem_init(void)
2476 {
2477     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2478     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2479                           NULL, UINT64_MAX);
2480
2481     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
2482      * which can be called without the iothread mutex.
2483      */
2484     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2485                           NULL, UINT64_MAX);
2486     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
2487
2488     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2489                           NULL, UINT64_MAX);
2490 }
2491
2492 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2493 {
2494     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2495     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2496     uint16_t n;
2497
2498     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2499     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2500     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2501     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2502     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2503     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2504     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2505     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2506
2507     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2508     d->as = as;
2509     as->next_dispatch = d;
2510 }
2511
2512 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2513 {
2514     phys_sections_free(&d->map);
2515     g_free(d);
2516 }
2517
2518 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2519 {
2520     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2521     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2522     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2523
2524     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2525
2526     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2527     if (cur) {
2528         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2529     }
2530 }
2531
2532 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2533 {
2534     CPUAddressSpace *cpuas;
2535     AddressSpaceDispatch *d;
2536
2537     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2538        reset the modified entries */
2539     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2540     cpu_reloading_memory_map();
2541     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2542      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2543      * may have split the RCU critical section.
2544      */
2545     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2546     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2547     tlb_flush(cpuas->cpu);
2548 }
2549
2550 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2551 {
2552     as->dispatch = NULL;
2553     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2554         .begin = mem_begin,
2555         .commit = mem_commit,
2556         .region_add = mem_add,
2557         .region_nop = mem_add,
2558         .priority = 0,
2559     };
2560     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2561 }
2562
2563 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2564 {
2565     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2566 }
2567
2568 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2569 {
2570     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2571
2572     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2573     if (d) {
2574         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2575     }
2576 }
2577
2578 static void memory_map_init(void)
2579 {
2580     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2581
2582     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2583     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2584
2585     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2586     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2587                           65536);
2588     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2589 }
2590
2591 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2592 {
2593     return system_memory;
2594 }
2595
2596 MemoryRegion *get_system_io(void)
2597 {
2598     return system_io;
2599 }
2600
2601 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2602
2603 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2604 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2605 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2606                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2607 {
2608     int l, flags;
2609     target_ulong page;
2610     void * p;
2611
2612     while (len > 0) {
2613         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2614         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2615         if (l > len)
2616             l = len;
2617         flags = page_get_flags(page);
2618         if (!(flags & PAGE_VALID))
2619             return -1;
2620         if (is_write) {
2621             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2622                 return -1;
2623             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2624             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2625                 return -1;
2626             memcpy(p, buf, l);
2627             unlock_user(p, addr, l);
2628         } else {
2629             if (!(flags & PAGE_READ))
2630                 return -1;
2631             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2632             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2633                 return -1;
2634             memcpy(buf, p, l);
2635             unlock_user(p, addr, 0);
2636         }
2637         len -= l;
2638         buf += l;
2639         addr += l;
2640     }
2641     return 0;
2642 }
2643
2644 #else
2645
2646 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2647                                      hwaddr length)
2648 {
2649     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2650     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2651
2652     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2653      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2654      * xen_modified_memory.
2655      */
2656     if (dirty_log_mask) {
2657         dirty_log_mask =
2658             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2659     }
2660     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2661         tb_lock();
2662         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2663         tb_unlock();
2664         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2665     }
2666     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2667 }
2668
2669 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2670 {
2671     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2672
2673     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2674        otherwise specified.  */
2675     if (access_size_max == 0) {
2676         access_size_max = 4;
2677     }
2678
2679     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2680     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2681         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2682         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2683             access_size_max = align_size_max;
2684         }
2685     }
2686
2687     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2688     if (l > access_size_max) {
2689         l = access_size_max;
2690     }
2691     l = pow2floor(l);
2692
2693     return l;
2694 }
2695
2696 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2697 {
2698     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2699     bool release_lock = false;
2700
2701     if (unlocked && mr->global_locking) {
2702         qemu_mutex_lock_iothread();
2703         unlocked = false;
2704         release_lock = true;
2705     }
2706     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2707         if (unlocked) {
2708             qemu_mutex_lock_iothread();
2709         }
2710         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2711         if (unlocked) {
2712             qemu_mutex_unlock_iothread();
2713         }
2714     }
2715
2716     return release_lock;
2717 }
2718
2719 /* Called within RCU critical section.  */
2720 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2721                                                 MemTxAttrs attrs,
2722                                                 const uint8_t *buf,
2723                                                 int len, hwaddr addr1,
2724                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2725 {
2726     uint8_t *ptr;
2727     uint64_t val;
2728     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2729     bool release_lock = false;
2730
2731     for (;;) {
2732         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2733             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2734             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2735             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2736                potential bugs */
2737             switch (l) {
2738             case 8:
2739                 /* 64 bit write access */
2740                 val = ldq_p(buf);
2741                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2742                                                        attrs);
2743                 break;
2744             case 4:
2745                 /* 32 bit write access */
2746                 val = (uint32_t)ldl_p(buf);
2747                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2748                                                        attrs);
2749                 break;
2750             case 2:
2751                 /* 16 bit write access */
2752                 val = lduw_p(buf);
2753                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2754                                                        attrs);
2755                 break;
2756             case 1:
2757                 /* 8 bit write access */
2758                 val = ldub_p(buf);
2759                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2760                                                        attrs);
2761                 break;
2762             default:
2763                 abort();
2764             }
2765         } else {
2766             /* RAM case */
2767             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2768             memcpy(ptr, buf, l);
2769             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2770         }
2771
2772         if (release_lock) {
2773             qemu_mutex_unlock_iothread();
2774             release_lock = false;
2775         }
2776
2777         len -= l;
2778         buf += l;
2779         addr += l;
2780
2781         if (!len) {
2782             break;
2783         }
2784
2785         l = len;
2786         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2787     }
2788
2789     return result;
2790 }
2791
2792 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2793                                 const uint8_t *buf, int len)
2794 {
2795     hwaddr l;
2796     hwaddr addr1;
2797     MemoryRegion *mr;
2798     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2799
2800     if (len > 0) {
2801         rcu_read_lock();
2802         l = len;
2803         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2804         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2805                                               addr1, l, mr);
2806         rcu_read_unlock();
2807     }
2808
2809     return result;
2810 }
2811
2812 /* Called within RCU critical section.  */
2813 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2814                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2815                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2816                                         MemoryRegion *mr)
2817 {
2818     uint8_t *ptr;
2819     uint64_t val;
2820     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2821     bool release_lock = false;
2822
2823     for (;;) {
2824         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2825             /* I/O case */
2826             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2827             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2828             switch (l) {
2829             case 8:
2830                 /* 64 bit read access */
2831                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2832                                                       attrs);
2833                 stq_p(buf, val);
2834                 break;
2835             case 4:
2836                 /* 32 bit read access */
2837                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2838                                                       attrs);
2839                 stl_p(buf, val);
2840                 break;
2841             case 2:
2842                 /* 16 bit read access */
2843                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2844                                                       attrs);
2845                 stw_p(buf, val);
2846                 break;
2847             case 1:
2848                 /* 8 bit read access */
2849                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2850                                                       attrs);
2851                 stb_p(buf, val);
2852                 break;
2853             default:
2854                 abort();
2855             }
2856         } else {
2857             /* RAM case */
2858             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2859             memcpy(buf, ptr, l);
2860         }
2861
2862         if (release_lock) {
2863             qemu_mutex_unlock_iothread();
2864             release_lock = false;
2865         }
2866
2867         len -= l;
2868         buf += l;
2869         addr += l;
2870
2871         if (!len) {
2872             break;
2873         }
2874
2875         l = len;
2876         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2877     }
2878
2879     return result;
2880 }
2881
2882 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2883                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
2884 {
2885     hwaddr l;
2886     hwaddr addr1;
2887     MemoryRegion *mr;
2888     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2889
2890     if (len > 0) {
2891         rcu_read_lock();
2892         l = len;
2893         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2894         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2895                                              addr1, l, mr);
2896         rcu_read_unlock();
2897     }
2898
2899     return result;
2900 }
2901
2902 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2903                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
2904 {
2905     if (is_write) {
2906         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2907     } else {
2908         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2909     }
2910 }
2911
2912 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
2913                             int len, int is_write)
2914 {
2915     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2916                      buf, len, is_write);
2917 }
2918
2919 enum write_rom_type {
2920     WRITE_DATA,
2921     FLUSH_CACHE,
2922 };
2923
2924 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
2925     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
2926 {
2927     hwaddr l;
2928     uint8_t *ptr;
2929     hwaddr addr1;
2930     MemoryRegion *mr;
2931
2932     rcu_read_lock();
2933     while (len > 0) {
2934         l = len;
2935         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2936
2937         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
2938               memory_region_is_romd(mr))) {
2939             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2940         } else {
2941             /* ROM/RAM case */
2942             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2943             switch (type) {
2944             case WRITE_DATA:
2945                 memcpy(ptr, buf, l);
2946                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2947                 break;
2948             case FLUSH_CACHE:
2949                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
2950                 break;
2951             }
2952         }
2953         len -= l;
2954         buf += l;
2955         addr += l;
2956     }
2957     rcu_read_unlock();
2958 }
2959
2960 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
2961 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2962                                    const uint8_t *buf, int len)
2963 {
2964     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
2965 }
2966
2967 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
2968 {
2969     /*
2970      * This function should do the same thing as an icache flush that was
2971      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
2972      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
2973      * the host's instruction cache at least.
2974      */
2975     if (tcg_enabled()) {
2976         return;
2977     }
2978
2979     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
2980                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
2981 }
2982
2983 typedef struct {
2984     MemoryRegion *mr;
2985     void *buffer;
2986     hwaddr addr;
2987     hwaddr len;
2988     bool in_use;
2989 } BounceBuffer;
2990
2991 static BounceBuffer bounce;
2992
2993 typedef struct MapClient {
2994     QEMUBH *bh;
2995     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
2996 } MapClient;
2997
2998 QemuMutex map_client_list_lock;
2999 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
3000     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3001
3002 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3003 {
3004     QLIST_REMOVE(client, link);
3005     g_free(client);
3006 }
3007
3008 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3009 {
3010     MapClient *client;
3011
3012     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3013         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3014         qemu_bh_schedule(client->bh);
3015         cpu_unregister_map_client_do(client);
3016     }
3017 }
3018
3019 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3020 {
3021     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3022
3023     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3024     client->bh = bh;
3025     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3026     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3027         cpu_notify_map_clients_locked();
3028     }
3029     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3030 }
3031
3032 void cpu_exec_init_all(void)
3033 {
3034     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3035     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3036      * so no more changes can be made after this point.
3037      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3038      * machine setup would care about the target page size, and we could
3039      * do this much later, rather than requiring board models to state
3040      * up front what their requirements are.
3041      */
3042     finalize_target_page_bits();
3043     io_mem_init();
3044     memory_map_init();
3045     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3046 }
3047
3048 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3049 {
3050     MapClient *client;
3051
3052     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3053     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3054         if (client->bh == bh) {
3055             cpu_unregister_map_client_do(client);
3056             break;
3057         }
3058     }
3059     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3060 }
3061
3062 static void cpu_notify_map_clients(void)
3063 {
3064     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3065     cpu_notify_map_clients_locked();
3066     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3067 }
3068
3069 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
3070 {
3071     MemoryRegion *mr;
3072     hwaddr l, xlat;
3073
3074     rcu_read_lock();
3075     while (len > 0) {
3076         l = len;
3077         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3078         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3079             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3080             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
3081                 rcu_read_unlock();
3082                 return false;
3083             }
3084         }
3085
3086         len -= l;
3087         addr += l;
3088     }
3089     rcu_read_unlock();
3090     return true;
3091 }
3092
3093 static hwaddr
3094 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
3095                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3096                                  bool is_write)
3097 {
3098     hwaddr done = 0;
3099     hwaddr xlat;
3100     MemoryRegion *this_mr;
3101
3102     for (;;) {
3103         target_len -= len;
3104         addr += len;
3105         done += len;
3106         if (target_len == 0) {
3107             return done;
3108         }
3109
3110         len = target_len;
3111         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
3112         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3113             return done;
3114         }
3115     }
3116 }
3117
3118 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3119  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3120  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3121  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3122  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3123  * likely to succeed.
3124  */
3125 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3126                         hwaddr addr,
3127                         hwaddr *plen,
3128                         bool is_write)
3129 {
3130     hwaddr len = *plen;
3131     hwaddr l, xlat;
3132     MemoryRegion *mr;
3133     void *ptr;
3134
3135     if (len == 0) {
3136         return NULL;
3137     }
3138
3139     l = len;
3140     rcu_read_lock();
3141     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3142
3143     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3144         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3145             rcu_read_unlock();
3146             return NULL;
3147         }
3148         /* Avoid unbounded allocations */
3149         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3150         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3151         bounce.addr = addr;
3152         bounce.len = l;
3153
3154         memory_region_ref(mr);
3155         bounce.mr = mr;
3156         if (!is_write) {
3157             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3158                                bounce.buffer, l);
3159         }
3160
3161         rcu_read_unlock();
3162         *plen = l;
3163         return bounce.buffer;
3164     }
3165
3166
3167     memory_region_ref(mr);
3168     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3169     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3170     rcu_read_unlock();
3171
3172     return ptr;
3173 }
3174
3175 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3176  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3177  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3178  */
3179 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3180                          int is_write, hwaddr access_len)
3181 {
3182     if (buffer != bounce.buffer) {
3183         MemoryRegion *mr;
3184         ram_addr_t addr1;
3185
3186         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3187         assert(mr != NULL);
3188         if (is_write) {
3189             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3190         }
3191         if (xen_enabled()) {
3192             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3193         }
3194         memory_region_unref(mr);
3195         return;
3196     }
3197     if (is_write) {
3198         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3199                             bounce.buffer, access_len);
3200     }
3201     qemu_vfree(bounce.buffer);
3202     bounce.buffer = NULL;
3203     memory_region_unref(bounce.mr);
3204     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3205     cpu_notify_map_clients();
3206 }
3207
3208 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3209                               hwaddr *plen,
3210                               int is_write)
3211 {
3212     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3213 }
3214
3215 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3216                                int is_write, hwaddr access_len)
3217 {
3218     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3219 }
3220
3221 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3222 #define ARG1                     as
3223 #define SUFFIX
3224 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3225 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3226 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3227 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3228 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3229 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3230 #include "memory_ldst.inc.c"
3231
3232 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3233                                  AddressSpace *as,
3234                                  hwaddr addr,
3235                                  hwaddr len,
3236                                  bool is_write)
3237 {
3238     cache->len = len;
3239     cache->as = as;
3240     cache->xlat = addr;
3241     return len;
3242 }
3243
3244 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3245                                     hwaddr addr,
3246                                     hwaddr access_len)
3247 {
3248 }
3249
3250 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3251 {
3252     cache->as = NULL;
3253 }
3254
3255 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3256 #define ARG1                     cache
3257 #define SUFFIX                   _cached
3258 #define TRANSLATE(addr, ...)     \
3259     address_space_translate(cache->as, cache->xlat + (addr), __VA_ARGS__)
3260 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3261 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3262 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3263 #define RCU_READ_LOCK()          rcu_read_lock()
3264 #define RCU_READ_UNLOCK()        rcu_read_unlock()
3265 #include "memory_ldst.inc.c"
3266
3267 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3268 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3269                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3270 {
3271     int l;
3272     hwaddr phys_addr;
3273     target_ulong page;
3274
3275     cpu_synchronize_state(cpu);
3276     while (len > 0) {
3277         int asidx;
3278         MemTxAttrs attrs;
3279
3280         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3281         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3282         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3283         /* if no physical page mapped, return an error */
3284         if (phys_addr == -1)
3285             return -1;
3286         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3287         if (l > len)
3288             l = len;
3289         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3290         if (is_write) {
3291             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3292                                           phys_addr, buf, l);
3293         } else {
3294             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3295                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3296                              buf, l, 0);
3297         }
3298         len -= l;
3299         buf += l;
3300         addr += l;
3301     }
3302     return 0;
3303 }
3304
3305 /*
3306  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3307  * target independent.
3308  */
3309 size_t qemu_target_page_size(void)
3310 {
3311     return TARGET_PAGE_SIZE;
3312 }
3313
3314 #endif
3315
3316 /*
3317  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3318  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3319  */
3320 bool target_words_bigendian(void);
3321 bool target_words_bigendian(void)
3322 {
3323 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3324     return true;
3325 #else
3326     return false;
3327 #endif
3328 }
3329
3330 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3331 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3332 {
3333     MemoryRegion*mr;
3334     hwaddr l = 1;
3335     bool res;
3336
3337     rcu_read_lock();
3338     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3339                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3340
3341     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3342     rcu_read_unlock();
3343     return res;
3344 }
3345
3346 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3347 {
3348     RAMBlock *block;
3349     int ret = 0;
3350
3351     rcu_read_lock();
3352     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
3353         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3354                    block->used_length, opaque);
3355         if (ret) {
3356             break;
3357         }
3358     }
3359     rcu_read_unlock();
3360     return ret;
3361 }
3362
3363 /*
3364  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3365  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3366  * the OS provides for postcopy.
3367  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3368  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3369  *
3370  */
3371 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3372 {
3373     int ret = -1;
3374
3375     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3376
3377     if ((uintptr_t)host_startaddr & (rb->page_size - 1)) {
3378         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3379                      host_startaddr);
3380         goto err;
3381     }
3382
3383     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3384         uint8_t *host_endaddr = host_startaddr + length;
3385         if ((uintptr_t)host_endaddr & (rb->page_size - 1)) {
3386             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned end address: %p",
3387                          host_endaddr);
3388             goto err;
3389         }
3390
3391         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3392
3393         if (rb->page_size == qemu_host_page_size) {
3394 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3395             /* Note: We need the madvise MADV_DONTNEED behaviour of definitely
3396              * freeing the page.
3397              */
3398             ret = madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3399 #endif
3400         } else {
3401             /* Huge page case  - unfortunately it can't do DONTNEED, but
3402              * it can do the equivalent by FALLOC_FL_PUNCH_HOLE in the
3403              * huge page file.
3404              */
3405 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3406             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3407                             start, length);
3408 #endif
3409         }
3410         if (ret) {
3411             ret = -errno;
3412             error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3413                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3414                          rb->idstr, start, length, ret);
3415         }
3416     } else {
3417         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3418                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3419                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3420     }
3421
3422 err:
3423     return ret;
3424 }
3425
3426 #endif
This page took 0.206516 seconds and 4 git commands to generate.