]> Git Repo - qemu.git/blob - softmmu/physmem.c
qapi: introduce x-query-roms QMP command
[qemu.git] / softmmu / physmem.c
1 /*
2  * RAM allocation and memory access
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 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "qemu-common.h"
22 #include "qapi/error.h"
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "qemu/cacheflush.h"
26
27 #ifdef CONFIG_TCG
28 #include "hw/core/tcg-cpu-ops.h"
29 #endif /* CONFIG_TCG */
30
31 #include "exec/exec-all.h"
32 #include "exec/target_page.h"
33 #include "hw/qdev-core.h"
34 #include "hw/qdev-properties.h"
35 #include "hw/boards.h"
36 #include "hw/xen/xen.h"
37 #include "sysemu/kvm.h"
38 #include "sysemu/tcg.h"
39 #include "sysemu/qtest.h"
40 #include "qemu/timer.h"
41 #include "qemu/config-file.h"
42 #include "qemu/error-report.h"
43 #include "qemu/qemu-print.h"
44 #include "exec/memory.h"
45 #include "exec/ioport.h"
46 #include "sysemu/dma.h"
47 #include "sysemu/hostmem.h"
48 #include "sysemu/hw_accel.h"
49 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
50 #include "trace/trace-root.h"
51
52 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
53 #include <linux/falloc.h>
54 #endif
55
56 #include "qemu/rcu_queue.h"
57 #include "qemu/main-loop.h"
58 #include "exec/translate-all.h"
59 #include "sysemu/replay.h"
60
61 #include "exec/memory-internal.h"
62 #include "exec/ram_addr.h"
63 #include "exec/log.h"
64
65 #include "qemu/pmem.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 #include "monitor/monitor.h"
75
76 #ifdef CONFIG_LIBDAXCTL
77 #include <daxctl/libdaxctl.h>
78 #endif
79
80 //#define DEBUG_SUBPAGE
81
82 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
83  * are protected by the ramlist lock.
84  */
85 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
86
87 static MemoryRegion *system_memory;
88 static MemoryRegion *system_io;
89
90 AddressSpace address_space_io;
91 AddressSpace address_space_memory;
92
93 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
94
95 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
96
97 struct PhysPageEntry {
98     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
99     uint32_t skip : 6;
100      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
101     uint32_t ptr : 26;
102 };
103
104 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
105
106 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
107 #define ADDR_SPACE_BITS 64
108
109 #define P_L2_BITS 9
110 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
111
112 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
113
114 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
115
116 typedef struct PhysPageMap {
117     struct rcu_head rcu;
118
119     unsigned sections_nb;
120     unsigned sections_nb_alloc;
121     unsigned nodes_nb;
122     unsigned nodes_nb_alloc;
123     Node *nodes;
124     MemoryRegionSection *sections;
125 } PhysPageMap;
126
127 struct AddressSpaceDispatch {
128     MemoryRegionSection *mru_section;
129     /* This is a multi-level map on the physical address space.
130      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
131      */
132     PhysPageEntry phys_map;
133     PhysPageMap map;
134 };
135
136 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
137 typedef struct subpage_t {
138     MemoryRegion iomem;
139     FlatView *fv;
140     hwaddr base;
141     uint16_t sub_section[];
142 } subpage_t;
143
144 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
145
146 static void io_mem_init(void);
147 static void memory_map_init(void);
148 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener);
149 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
150
151 /**
152  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
153  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
154  * @as: the AddressSpace itself
155  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
156  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
157  */
158 struct CPUAddressSpace {
159     CPUState *cpu;
160     AddressSpace *as;
161     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
162     MemoryListener tcg_as_listener;
163 };
164
165 struct DirtyBitmapSnapshot {
166     ram_addr_t start;
167     ram_addr_t end;
168     unsigned long dirty[];
169 };
170
171 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
172 {
173     static unsigned alloc_hint = 16;
174     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
175         map->nodes_nb_alloc = MAX(alloc_hint, map->nodes_nb + nodes);
176         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
177         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
178     }
179 }
180
181 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
182 {
183     unsigned i;
184     uint32_t ret;
185     PhysPageEntry e;
186     PhysPageEntry *p;
187
188     ret = map->nodes_nb++;
189     p = map->nodes[ret];
190     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
191     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
192
193     e.skip = leaf ? 0 : 1;
194     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
195     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
196         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
197     }
198     return ret;
199 }
200
201 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
202                                 hwaddr *index, uint64_t *nb, uint16_t leaf,
203                                 int level)
204 {
205     PhysPageEntry *p;
206     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
207
208     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
209         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
210     }
211     p = map->nodes[lp->ptr];
212     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
213
214     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
215         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
216             lp->skip = 0;
217             lp->ptr = leaf;
218             *index += step;
219             *nb -= step;
220         } else {
221             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
222         }
223         ++lp;
224     }
225 }
226
227 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
228                           hwaddr index, uint64_t nb,
229                           uint16_t leaf)
230 {
231     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
232     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
233
234     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
235 }
236
237 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
238  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
239  */
240 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
241 {
242     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
243     int valid = 0;
244     PhysPageEntry *p;
245     int i;
246
247     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
248         return;
249     }
250
251     p = nodes[lp->ptr];
252     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
253         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
254             continue;
255         }
256
257         valid_ptr = i;
258         valid++;
259         if (p[i].skip) {
260             phys_page_compact(&p[i], nodes);
261         }
262     }
263
264     /* We can only compress if there's only one child. */
265     if (valid != 1) {
266         return;
267     }
268
269     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
270
271     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
272     if (P_L2_LEVELS >= (1 << 6) &&
273         lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 6)) {
274         return;
275     }
276
277     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
278     if (!p[valid_ptr].skip) {
279         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
280         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
281          * should never reach here.
282          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
283          * change this rule.
284          */
285         lp->skip = 0;
286     } else {
287         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
288     }
289 }
290
291 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
292 {
293     if (d->phys_map.skip) {
294         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
295     }
296 }
297
298 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
299                                        hwaddr addr)
300 {
301     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
302      * the section must cover the entire address space.
303      */
304     return int128_gethi(section->size) ||
305            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
306                              int128_getlo(section->size), addr);
307 }
308
309 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
310 {
311     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
312     Node *nodes = d->map.nodes;
313     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
314     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
315     int i;
316
317     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
318         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
319             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
320         }
321         p = nodes[lp.ptr];
322         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
323     }
324
325     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
326         return &sections[lp.ptr];
327     } else {
328         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
329     }
330 }
331
332 /* Called from RCU critical section */
333 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
334                                                         hwaddr addr,
335                                                         bool resolve_subpage)
336 {
337     MemoryRegionSection *section = qatomic_read(&d->mru_section);
338     subpage_t *subpage;
339
340     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
341         !section_covers_addr(section, addr)) {
342         section = phys_page_find(d, addr);
343         qatomic_set(&d->mru_section, section);
344     }
345     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
346         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
347         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
348     }
349     return section;
350 }
351
352 /* Called from RCU critical section */
353 static MemoryRegionSection *
354 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
355                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
356 {
357     MemoryRegionSection *section;
358     MemoryRegion *mr;
359     Int128 diff;
360
361     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
362     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
363     addr -= section->offset_within_address_space;
364
365     /* Compute offset within MemoryRegion */
366     *xlat = addr + section->offset_within_region;
367
368     mr = section->mr;
369
370     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
371      * on their address, without considering adjacent registers that could
372      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
373      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
374      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
375      * here.
376      *
377      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
378      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
379      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
380      */
381     if (memory_region_is_ram(mr)) {
382         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
383         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
384     }
385     return section;
386 }
387
388 /**
389  * address_space_translate_iommu - translate an address through an IOMMU
390  * memory region and then through the target address space.
391  *
392  * @iommu_mr: the IOMMU memory region that we start the translation from
393  * @addr: the address to be translated through the MMU
394  * @xlat: the translated address offset within the destination memory region.
395  *        It cannot be %NULL.
396  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
397  *            cannot be %NULL.
398  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
399  *            should only be meaningful for IOMMU translated
400  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
401  *            would tell. It can be %NULL if we don't care about it.
402  * @is_write: whether the translation operation is for write
403  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
404  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
405  * @attrs: transaction attributes
406  *
407  * This function is called from RCU critical section.  It is the common
408  * part of flatview_do_translate and address_space_translate_cached.
409  */
410 static MemoryRegionSection address_space_translate_iommu(IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
411                                                          hwaddr *xlat,
412                                                          hwaddr *plen_out,
413                                                          hwaddr *page_mask_out,
414                                                          bool is_write,
415                                                          bool is_mmio,
416                                                          AddressSpace **target_as,
417                                                          MemTxAttrs attrs)
418 {
419     MemoryRegionSection *section;
420     hwaddr page_mask = (hwaddr)-1;
421
422     do {
423         hwaddr addr = *xlat;
424         IOMMUMemoryRegionClass *imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
425         int iommu_idx = 0;
426         IOMMUTLBEntry iotlb;
427
428         if (imrc->attrs_to_index) {
429             iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
430         }
431
432         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
433                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO, iommu_idx);
434
435         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
436             goto unassigned;
437         }
438
439         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
440                 | (addr & iotlb.addr_mask));
441         page_mask &= iotlb.addr_mask;
442         *plen_out = MIN(*plen_out, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
443         *target_as = iotlb.target_as;
444
445         section = address_space_translate_internal(
446                 address_space_to_dispatch(iotlb.target_as), addr, xlat,
447                 plen_out, is_mmio);
448
449         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
450     } while (unlikely(iommu_mr));
451
452     if (page_mask_out) {
453         *page_mask_out = page_mask;
454     }
455     return *section;
456
457 unassigned:
458     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
459 }
460
461 /**
462  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
463  *
464  * @fv: the flat view that we want to translate on
465  * @addr: the address to be translated in above address space
466  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
467  *        cannot be @NULL.
468  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
469  *            can be @NULL when we don't care about it.
470  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
471  *            should only be meaningful for IOMMU translated
472  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
473  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
474  * @is_write: whether the translation operation is for write
475  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
476  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
477  * @attrs: memory transaction attributes
478  *
479  * This function is called from RCU critical section
480  */
481 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
482                                                  hwaddr addr,
483                                                  hwaddr *xlat,
484                                                  hwaddr *plen_out,
485                                                  hwaddr *page_mask_out,
486                                                  bool is_write,
487                                                  bool is_mmio,
488                                                  AddressSpace **target_as,
489                                                  MemTxAttrs attrs)
490 {
491     MemoryRegionSection *section;
492     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
493     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
494
495     if (!plen_out) {
496         plen_out = &plen;
497     }
498
499     section = address_space_translate_internal(
500             flatview_to_dispatch(fv), addr, xlat,
501             plen_out, is_mmio);
502
503     iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
504     if (unlikely(iommu_mr)) {
505         return address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat,
506                                              plen_out, page_mask_out,
507                                              is_write, is_mmio,
508                                              target_as, attrs);
509     }
510     if (page_mask_out) {
511         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
512         *page_mask_out = ~TARGET_PAGE_MASK;
513     }
514
515     return *section;
516 }
517
518 /* Called from RCU critical section */
519 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
520                                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
521 {
522     MemoryRegionSection section;
523     hwaddr xlat, page_mask;
524
525     /*
526      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
527      * but page mask.
528      */
529     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
530                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as,
531                                     attrs);
532
533     /* Illegal translation */
534     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
535         goto iotlb_fail;
536     }
537
538     /* Convert memory region offset into address space offset */
539     xlat += section.offset_within_address_space -
540         section.offset_within_region;
541
542     return (IOMMUTLBEntry) {
543         .target_as = as,
544         .iova = addr & ~page_mask,
545         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
546         .addr_mask = page_mask,
547         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
548         .perm = IOMMU_RW,
549     };
550
551 iotlb_fail:
552     return (IOMMUTLBEntry) {0};
553 }
554
555 /* Called from RCU critical section */
556 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
557                                  hwaddr *plen, bool is_write,
558                                  MemTxAttrs attrs)
559 {
560     MemoryRegion *mr;
561     MemoryRegionSection section;
562     AddressSpace *as = NULL;
563
564     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
565     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
566                                     is_write, true, &as, attrs);
567     mr = section.mr;
568
569     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
570         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
571         *plen = MIN(page, *plen);
572     }
573
574     return mr;
575 }
576
577 typedef struct TCGIOMMUNotifier {
578     IOMMUNotifier n;
579     MemoryRegion *mr;
580     CPUState *cpu;
581     int iommu_idx;
582     bool active;
583 } TCGIOMMUNotifier;
584
585 static void tcg_iommu_unmap_notify(IOMMUNotifier *n, IOMMUTLBEntry *iotlb)
586 {
587     TCGIOMMUNotifier *notifier = container_of(n, TCGIOMMUNotifier, n);
588
589     if (!notifier->active) {
590         return;
591     }
592     tlb_flush(notifier->cpu);
593     notifier->active = false;
594     /* We leave the notifier struct on the list to avoid reallocating it later.
595      * Generally the number of IOMMUs a CPU deals with will be small.
596      * In any case we can't unregister the iommu notifier from a notify
597      * callback.
598      */
599 }
600
601 static void tcg_register_iommu_notifier(CPUState *cpu,
602                                         IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
603                                         int iommu_idx)
604 {
605     /* Make sure this CPU has an IOMMU notifier registered for this
606      * IOMMU/IOMMU index combination, so that we can flush its TLB
607      * when the IOMMU tells us the mappings we've cached have changed.
608      */
609     MemoryRegion *mr = MEMORY_REGION(iommu_mr);
610     TCGIOMMUNotifier *notifier = NULL;
611     int i;
612
613     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
614         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
615         if (notifier->mr == mr && notifier->iommu_idx == iommu_idx) {
616             break;
617         }
618     }
619     if (i == cpu->iommu_notifiers->len) {
620         /* Not found, add a new entry at the end of the array */
621         cpu->iommu_notifiers = g_array_set_size(cpu->iommu_notifiers, i + 1);
622         notifier = g_new0(TCGIOMMUNotifier, 1);
623         g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i) = notifier;
624
625         notifier->mr = mr;
626         notifier->iommu_idx = iommu_idx;
627         notifier->cpu = cpu;
628         /* Rather than trying to register interest in the specific part
629          * of the iommu's address space that we've accessed and then
630          * expand it later as subsequent accesses touch more of it, we
631          * just register interest in the whole thing, on the assumption
632          * that iommu reconfiguration will be rare.
633          */
634         iommu_notifier_init(&notifier->n,
635                             tcg_iommu_unmap_notify,
636                             IOMMU_NOTIFIER_UNMAP,
637                             0,
638                             HWADDR_MAX,
639                             iommu_idx);
640         memory_region_register_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n,
641                                               &error_fatal);
642     }
643
644     if (!notifier->active) {
645         notifier->active = true;
646     }
647 }
648
649 void tcg_iommu_free_notifier_list(CPUState *cpu)
650 {
651     /* Destroy the CPU's notifier list */
652     int i;
653     TCGIOMMUNotifier *notifier;
654
655     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
656         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
657         memory_region_unregister_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
658         g_free(notifier);
659     }
660     g_array_free(cpu->iommu_notifiers, true);
661 }
662
663 void tcg_iommu_init_notifier_list(CPUState *cpu)
664 {
665     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
666 }
667
668 /* Called from RCU critical section */
669 MemoryRegionSection *
670 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
671                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
672                                   MemTxAttrs attrs, int *prot)
673 {
674     MemoryRegionSection *section;
675     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
676     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
677     IOMMUTLBEntry iotlb;
678     int iommu_idx;
679     AddressSpaceDispatch *d =
680         qatomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
681
682     for (;;) {
683         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, false);
684
685         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
686         if (!iommu_mr) {
687             break;
688         }
689
690         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
691
692         iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
693         tcg_register_iommu_notifier(cpu, iommu_mr, iommu_idx);
694         /* We need all the permissions, so pass IOMMU_NONE so the IOMMU
695          * doesn't short-cut its translation table walk.
696          */
697         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, IOMMU_NONE, iommu_idx);
698         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
699                 | (addr & iotlb.addr_mask));
700         /* Update the caller's prot bits to remove permissions the IOMMU
701          * is giving us a failure response for. If we get down to no
702          * permissions left at all we can give up now.
703          */
704         if (!(iotlb.perm & IOMMU_RO)) {
705             *prot &= ~(PAGE_READ | PAGE_EXEC);
706         }
707         if (!(iotlb.perm & IOMMU_WO)) {
708             *prot &= ~PAGE_WRITE;
709         }
710
711         if (!*prot) {
712             goto translate_fail;
713         }
714
715         d = flatview_to_dispatch(address_space_to_flatview(iotlb.target_as));
716     }
717
718     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
719     *xlat = addr;
720     return section;
721
722 translate_fail:
723     return &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
724 }
725
726 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
727                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
728 {
729     CPUAddressSpace *newas;
730     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
731     char *as_name;
732
733     assert(mr);
734     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
735     address_space_init(as, mr, as_name);
736     g_free(as_name);
737
738     /* Target code should have set num_ases before calling us */
739     assert(asidx < cpu->num_ases);
740
741     if (asidx == 0) {
742         /* address space 0 gets the convenience alias */
743         cpu->as = as;
744     }
745
746     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
747     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
748
749     if (!cpu->cpu_ases) {
750         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
751     }
752
753     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
754     newas->cpu = cpu;
755     newas->as = as;
756     if (tcg_enabled()) {
757         newas->tcg_as_listener.log_global_after_sync = tcg_log_global_after_sync;
758         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
759         newas->tcg_as_listener.name = "tcg";
760         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
761     }
762 }
763
764 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
765 {
766     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
767     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
768 }
769
770 /* Add a watchpoint.  */
771 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
772                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
773 {
774     CPUWatchpoint *wp;
775     vaddr in_page;
776
777     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
778     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
779         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
780                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
781         return -EINVAL;
782     }
783     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
784
785     wp->vaddr = addr;
786     wp->len = len;
787     wp->flags = flags;
788
789     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
790     if (flags & BP_GDB) {
791         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
792     } else {
793         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
794     }
795
796     in_page = -(addr | TARGET_PAGE_MASK);
797     if (len <= in_page) {
798         tlb_flush_page(cpu, addr);
799     } else {
800         tlb_flush(cpu);
801     }
802
803     if (watchpoint)
804         *watchpoint = wp;
805     return 0;
806 }
807
808 /* Remove a specific watchpoint.  */
809 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
810                           int flags)
811 {
812     CPUWatchpoint *wp;
813
814     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
815         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
816                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
817             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
818             return 0;
819         }
820     }
821     return -ENOENT;
822 }
823
824 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
825 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
826 {
827     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
828
829     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
830
831     g_free(watchpoint);
832 }
833
834 /* Remove all matching watchpoints.  */
835 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
836 {
837     CPUWatchpoint *wp, *next;
838
839     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
840         if (wp->flags & mask) {
841             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
842         }
843     }
844 }
845
846 #ifdef CONFIG_TCG
847 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
848  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
849  * partially or completely with the address range covered by the
850  * access).
851  */
852 static inline bool watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
853                                               vaddr addr, vaddr len)
854 {
855     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
856      * required to avoid errors in the case where the range ends
857      * exactly at the top of the address space and so addr + len
858      * wraps round to zero.
859      */
860     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
861     vaddr addrend = addr + len - 1;
862
863     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
864 }
865
866 /* Return flags for watchpoints that match addr + prot.  */
867 int cpu_watchpoint_address_matches(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len)
868 {
869     CPUWatchpoint *wp;
870     int ret = 0;
871
872     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
873         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)) {
874             ret |= wp->flags;
875         }
876     }
877     return ret;
878 }
879
880 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
881 void cpu_check_watchpoint(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
882                           MemTxAttrs attrs, int flags, uintptr_t ra)
883 {
884     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
885     CPUWatchpoint *wp;
886
887     assert(tcg_enabled());
888     if (cpu->watchpoint_hit) {
889         /*
890          * We re-entered the check after replacing the TB.
891          * Now raise the debug interrupt so that it will
892          * trigger after the current instruction.
893          */
894         qemu_mutex_lock_iothread();
895         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
896         qemu_mutex_unlock_iothread();
897         return;
898     }
899
900     if (cc->tcg_ops->adjust_watchpoint_address) {
901         /* this is currently used only by ARM BE32 */
902         addr = cc->tcg_ops->adjust_watchpoint_address(cpu, addr, len);
903     }
904     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
905         if (watchpoint_address_matches(wp, addr, len)
906             && (wp->flags & flags)) {
907             if (replay_running_debug()) {
908                 /*
909                  * replay_breakpoint reads icount.
910                  * Force recompile to succeed, because icount may
911                  * be read only at the end of the block.
912                  */
913                 if (!cpu->can_do_io) {
914                     /* Force execution of one insn next time.  */
915                     cpu->cflags_next_tb = 1 | CF_LAST_IO | curr_cflags(cpu);
916                     cpu_loop_exit_restore(cpu, ra);
917                 }
918                 /*
919                  * Don't process the watchpoints when we are
920                  * in a reverse debugging operation.
921                  */
922                 replay_breakpoint();
923                 return;
924             }
925             if (flags == BP_MEM_READ) {
926                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
927             } else {
928                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
929             }
930             wp->hitaddr = MAX(addr, wp->vaddr);
931             wp->hitattrs = attrs;
932
933             if (wp->flags & BP_CPU && cc->tcg_ops->debug_check_watchpoint &&
934                 !cc->tcg_ops->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
935                 wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
936                 continue;
937             }
938             cpu->watchpoint_hit = wp;
939
940             mmap_lock();
941             /* This call also restores vCPU state */
942             tb_check_watchpoint(cpu, ra);
943             if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
944                 cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
945                 mmap_unlock();
946                 cpu_loop_exit(cpu);
947             } else {
948                 /* Force execution of one insn next time.  */
949                 cpu->cflags_next_tb = 1 | CF_LAST_IO | curr_cflags(cpu);
950                 mmap_unlock();
951                 cpu_loop_exit_noexc(cpu);
952             }
953         } else {
954             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
955         }
956     }
957 }
958
959 #endif /* CONFIG_TCG */
960
961 /* Called from RCU critical section */
962 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
963 {
964     RAMBlock *block;
965
966     block = qatomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
967     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
968         return block;
969     }
970     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
971         if (addr - block->offset < block->max_length) {
972             goto found;
973         }
974     }
975
976     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
977     abort();
978
979 found:
980     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
981      * is what happens:
982      *
983      *     mru_block = xxx
984      *     rcu_read_unlock()
985      *                                        xxx removed from list
986      *                  rcu_read_lock()
987      *                  read mru_block
988      *                                        mru_block = NULL;
989      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
990      *                  rcu_read_unlock()
991      *
992      * qatomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
993      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
994      * copy of the pointer.
995      */
996     ram_list.mru_block = block;
997     return block;
998 }
999
1000 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1001 {
1002     CPUState *cpu;
1003     ram_addr_t start1;
1004     RAMBlock *block;
1005     ram_addr_t end;
1006
1007     assert(tcg_enabled());
1008     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1009     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1010
1011     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1012     block = qemu_get_ram_block(start);
1013     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1014     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1015     CPU_FOREACH(cpu) {
1016         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1017     }
1018 }
1019
1020 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1021 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1022                                               ram_addr_t length,
1023                                               unsigned client)
1024 {
1025     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1026     unsigned long end, page, start_page;
1027     bool dirty = false;
1028     RAMBlock *ramblock;
1029     uint64_t mr_offset, mr_size;
1030
1031     if (length == 0) {
1032         return false;
1033     }
1034
1035     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1036     start_page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1037     page = start_page;
1038
1039     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1040         blocks = qatomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1041         ramblock = qemu_get_ram_block(start);
1042         /* Range sanity check on the ramblock */
1043         assert(start >= ramblock->offset &&
1044                start + length <= ramblock->offset + ramblock->used_length);
1045
1046         while (page < end) {
1047             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1048             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1049             unsigned long num = MIN(end - page,
1050                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1051
1052             dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1053                                                   offset, num);
1054             page += num;
1055         }
1056
1057         mr_offset = (ram_addr_t)(start_page << TARGET_PAGE_BITS) - ramblock->offset;
1058         mr_size = (end - start_page) << TARGET_PAGE_BITS;
1059         memory_region_clear_dirty_bitmap(ramblock->mr, mr_offset, mr_size);
1060     }
1061
1062     if (dirty && tcg_enabled()) {
1063         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1064     }
1065
1066     return dirty;
1067 }
1068
1069 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1070     (MemoryRegion *mr, hwaddr offset, hwaddr length, unsigned client)
1071 {
1072     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1073     ram_addr_t start = memory_region_get_ram_addr(mr) + offset;
1074     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1075     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1076     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1077     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1078     unsigned long page, end, dest;
1079
1080     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1081                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1082     snap->start = first;
1083     snap->end   = last;
1084
1085     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1086     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1087     dest = 0;
1088
1089     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1090         blocks = qatomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1091
1092         while (page < end) {
1093             unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1094             unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1095             unsigned long num = MIN(end - page,
1096                                     DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1097
1098             assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1099             assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1100             offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1101
1102             bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1103                                          blocks->blocks[idx] + offset,
1104                                          num);
1105             page += num;
1106             dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1107         }
1108     }
1109
1110     if (tcg_enabled()) {
1111         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1112     }
1113
1114     memory_region_clear_dirty_bitmap(mr, offset, length);
1115
1116     return snap;
1117 }
1118
1119 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1120                                             ram_addr_t start,
1121                                             ram_addr_t length)
1122 {
1123     unsigned long page, end;
1124
1125     assert(start >= snap->start);
1126     assert(start + length <= snap->end);
1127
1128     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1129     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1130
1131     while (page < end) {
1132         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1133             return true;
1134         }
1135         page++;
1136     }
1137     return false;
1138 }
1139
1140 /* Called from RCU critical section */
1141 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1142                                        MemoryRegionSection *section)
1143 {
1144     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1145     return section - d->map.sections;
1146 }
1147
1148 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1149                             uint16_t section);
1150 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1151
1152 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1153                                  MemoryRegionSection *section)
1154 {
1155     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1156      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1157      * never overflow into the page-aligned value.
1158      */
1159     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1160
1161     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1162         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1163         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1164                                 map->sections_nb_alloc);
1165     }
1166     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1167     memory_region_ref(section->mr);
1168     return map->sections_nb++;
1169 }
1170
1171 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1172 {
1173     bool have_sub_page = mr->subpage;
1174
1175     memory_region_unref(mr);
1176
1177     if (have_sub_page) {
1178         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1179         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1180         g_free(subpage);
1181     }
1182 }
1183
1184 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1185 {
1186     while (map->sections_nb > 0) {
1187         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1188         phys_section_destroy(section->mr);
1189     }
1190     g_free(map->sections);
1191     g_free(map->nodes);
1192 }
1193
1194 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1195 {
1196     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1197     subpage_t *subpage;
1198     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1199         & TARGET_PAGE_MASK;
1200     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1201     MemoryRegionSection subsection = {
1202         .offset_within_address_space = base,
1203         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1204     };
1205     hwaddr start, end;
1206
1207     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1208
1209     if (!(existing->mr->subpage)) {
1210         subpage = subpage_init(fv, base);
1211         subsection.fv = fv;
1212         subsection.mr = &subpage->iomem;
1213         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1214                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1215     } else {
1216         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1217     }
1218     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1219     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1220     subpage_register(subpage, start, end,
1221                      phys_section_add(&d->map, section));
1222 }
1223
1224
1225 static void register_multipage(FlatView *fv,
1226                                MemoryRegionSection *section)
1227 {
1228     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1229     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1230     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1231     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1232                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1233
1234     assert(num_pages);
1235     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * The range in *section* may look like this:
1240  *
1241  *      |s|PPPPPPP|s|
1242  *
1243  * where s stands for subpage and P for page.
1244  */
1245 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1246 {
1247     MemoryRegionSection remain = *section;
1248     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1249
1250     /* register first subpage */
1251     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1252         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1253                         - remain.offset_within_address_space;
1254
1255         MemoryRegionSection now = remain;
1256         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1257         register_subpage(fv, &now);
1258         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1259             return;
1260         }
1261         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1262         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1263         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1264     }
1265
1266     /* register whole pages */
1267     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1268         MemoryRegionSection now = remain;
1269         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1270         register_multipage(fv, &now);
1271         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1272             return;
1273         }
1274         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1275         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1276         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1277     }
1278
1279     /* register last subpage */
1280     register_subpage(fv, &remain);
1281 }
1282
1283 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1284 {
1285     if (kvm_enabled())
1286         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1287 }
1288
1289 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1290 {
1291     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1292 }
1293
1294 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1295 {
1296     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1297 }
1298
1299 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1300 {
1301     RAMBlock *block;
1302     char *psize;
1303
1304     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1305     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1306                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1307     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1308         psize = size_to_str(block->page_size);
1309         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1310                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1311                        (uint64_t)block->offset,
1312                        (uint64_t)block->used_length,
1313                        (uint64_t)block->max_length);
1314         g_free(psize);
1315     }
1316 }
1317
1318 #ifdef __linux__
1319 /*
1320  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1321  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1322  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1323  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1324  */
1325 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1326 {
1327     long *hpsize_min = opaque;
1328
1329     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1330         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1331         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1332
1333         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1334             *hpsize_min = hpsize;
1335         }
1336     }
1337
1338     return 0;
1339 }
1340
1341 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1342 {
1343     long *hpsize_max = opaque;
1344
1345     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1346         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1347         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1348
1349         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1350             *hpsize_max = hpsize;
1351         }
1352     }
1353
1354     return 0;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1359  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1360  */
1361 long qemu_minrampagesize(void)
1362 {
1363     long hpsize = LONG_MAX;
1364     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1365
1366     object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1367     return hpsize;
1368 }
1369
1370 long qemu_maxrampagesize(void)
1371 {
1372     long pagesize = 0;
1373     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1374
1375     object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize, &pagesize);
1376     return pagesize;
1377 }
1378 #else
1379 long qemu_minrampagesize(void)
1380 {
1381     return qemu_real_host_page_size;
1382 }
1383 long qemu_maxrampagesize(void)
1384 {
1385     return qemu_real_host_page_size;
1386 }
1387 #endif
1388
1389 #ifdef CONFIG_POSIX
1390 static int64_t get_file_size(int fd)
1391 {
1392     int64_t size;
1393 #if defined(__linux__)
1394     struct stat st;
1395
1396     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1397         return -errno;
1398     }
1399
1400     /* Special handling for devdax character devices */
1401     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1402         g_autofree char *subsystem_path = NULL;
1403         g_autofree char *subsystem = NULL;
1404
1405         subsystem_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/subsystem",
1406                                          major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1407         subsystem = g_file_read_link(subsystem_path, NULL);
1408
1409         if (subsystem && g_str_has_suffix(subsystem, "/dax")) {
1410             g_autofree char *size_path = NULL;
1411             g_autofree char *size_str = NULL;
1412
1413             size_path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d/size",
1414                                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1415
1416             if (g_file_get_contents(size_path, &size_str, NULL, NULL)) {
1417                 return g_ascii_strtoll(size_str, NULL, 0);
1418             }
1419         }
1420     }
1421 #endif /* defined(__linux__) */
1422
1423     /* st.st_size may be zero for special files yet lseek(2) works */
1424     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1425     if (size < 0) {
1426         return -errno;
1427     }
1428     return size;
1429 }
1430
1431 static int64_t get_file_align(int fd)
1432 {
1433     int64_t align = -1;
1434 #if defined(__linux__) && defined(CONFIG_LIBDAXCTL)
1435     struct stat st;
1436
1437     if (fstat(fd, &st) < 0) {
1438         return -errno;
1439     }
1440
1441     /* Special handling for devdax character devices */
1442     if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1443         g_autofree char *path = NULL;
1444         g_autofree char *rpath = NULL;
1445         struct daxctl_ctx *ctx;
1446         struct daxctl_region *region;
1447         int rc = 0;
1448
1449         path = g_strdup_printf("/sys/dev/char/%d:%d",
1450                     major(st.st_rdev), minor(st.st_rdev));
1451         rpath = realpath(path, NULL);
1452         if (!rpath) {
1453             return -errno;
1454         }
1455
1456         rc = daxctl_new(&ctx);
1457         if (rc) {
1458             return -1;
1459         }
1460
1461         daxctl_region_foreach(ctx, region) {
1462             if (strstr(rpath, daxctl_region_get_path(region))) {
1463                 align = daxctl_region_get_align(region);
1464                 break;
1465             }
1466         }
1467         daxctl_unref(ctx);
1468     }
1469 #endif /* defined(__linux__) && defined(CONFIG_LIBDAXCTL) */
1470
1471     return align;
1472 }
1473
1474 static int file_ram_open(const char *path,
1475                          const char *region_name,
1476                          bool readonly,
1477                          bool *created,
1478                          Error **errp)
1479 {
1480     char *filename;
1481     char *sanitized_name;
1482     char *c;
1483     int fd = -1;
1484
1485     *created = false;
1486     for (;;) {
1487         fd = open(path, readonly ? O_RDONLY : O_RDWR);
1488         if (fd >= 0) {
1489             /* @path names an existing file, use it */
1490             break;
1491         }
1492         if (errno == ENOENT) {
1493             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1494             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1495             if (fd >= 0) {
1496                 *created = true;
1497                 break;
1498             }
1499         } else if (errno == EISDIR) {
1500             /* @path names a directory, create a file there */
1501             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1502             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1503             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1504                 if (*c == '/') {
1505                     *c = '_';
1506                 }
1507             }
1508
1509             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1510                                        sanitized_name);
1511             g_free(sanitized_name);
1512
1513             fd = mkstemp(filename);
1514             if (fd >= 0) {
1515                 unlink(filename);
1516                 g_free(filename);
1517                 break;
1518             }
1519             g_free(filename);
1520         }
1521         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1522             error_setg_errno(errp, errno,
1523                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1524                              path);
1525             return -1;
1526         }
1527         /*
1528          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1529          * something else creates the file between our two open().
1530          */
1531     }
1532
1533     return fd;
1534 }
1535
1536 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1537                             ram_addr_t memory,
1538                             int fd,
1539                             bool readonly,
1540                             bool truncate,
1541                             off_t offset,
1542                             Error **errp)
1543 {
1544     uint32_t qemu_map_flags;
1545     void *area;
1546
1547     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1548     if (block->mr->align % block->page_size) {
1549         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1550                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1551                    block->mr->align, block->page_size);
1552         return NULL;
1553     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1554         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1555                    " must be a power of two", block->mr->align);
1556         return NULL;
1557     }
1558     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1559 #if defined(__s390x__)
1560     if (kvm_enabled()) {
1561         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1562     }
1563 #endif
1564
1565     if (memory < block->page_size) {
1566         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1567                    "or larger than page size 0x%zx",
1568                    memory, block->page_size);
1569         return NULL;
1570     }
1571
1572     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1573
1574     /*
1575      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1576      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1577      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1578      * mmap will fail.
1579      *
1580      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1581      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1582      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1583      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1584      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1585      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1586      * is disabled as well.
1587      */
1588     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1589         perror("ftruncate");
1590     }
1591
1592     qemu_map_flags = readonly ? QEMU_MAP_READONLY : 0;
1593     qemu_map_flags |= (block->flags & RAM_SHARED) ? QEMU_MAP_SHARED : 0;
1594     qemu_map_flags |= (block->flags & RAM_PMEM) ? QEMU_MAP_SYNC : 0;
1595     qemu_map_flags |= (block->flags & RAM_NORESERVE) ? QEMU_MAP_NORESERVE : 0;
1596     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align, qemu_map_flags, offset);
1597     if (area == MAP_FAILED) {
1598         error_setg_errno(errp, errno,
1599                          "unable to map backing store for guest RAM");
1600         return NULL;
1601     }
1602
1603     block->fd = fd;
1604     return area;
1605 }
1606 #endif
1607
1608 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1609  * dirty bitmaps.
1610  * Called with the ramlist lock held.
1611  */
1612 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1613 {
1614     RAMBlock *block, *next_block;
1615     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1616
1617     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1618
1619     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1620         return 0;
1621     }
1622
1623     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1624         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1625
1626         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1627          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1628          */
1629         candidate = block->offset + block->max_length;
1630         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1631
1632         /* Search for the closest following block
1633          * and find the gap.
1634          */
1635         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1636             if (next_block->offset >= candidate) {
1637                 next = MIN(next, next_block->offset);
1638             }
1639         }
1640
1641         /* If it fits remember our place and remember the size
1642          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1643          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1644          */
1645         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1646             offset = candidate;
1647             mingap = next - candidate;
1648         }
1649
1650         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1651     }
1652
1653     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1654         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1655                 (uint64_t)size);
1656         abort();
1657     }
1658
1659     trace_find_ram_offset(size, offset);
1660
1661     return offset;
1662 }
1663
1664 static unsigned long last_ram_page(void)
1665 {
1666     RAMBlock *block;
1667     ram_addr_t last = 0;
1668
1669     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1670     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1671         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1672     }
1673     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1674 }
1675
1676 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1677 {
1678     int ret;
1679
1680     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1681     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1682         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1683         if (ret) {
1684             perror("qemu_madvise");
1685             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1686                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1687         }
1688     }
1689 }
1690
1691 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1692 {
1693     return rb->idstr;
1694 }
1695
1696 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
1697 {
1698     return rb->host;
1699 }
1700
1701 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
1702 {
1703     return rb->offset;
1704 }
1705
1706 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
1707 {
1708     return rb->used_length;
1709 }
1710
1711 ram_addr_t qemu_ram_get_max_length(RAMBlock *rb)
1712 {
1713     return rb->max_length;
1714 }
1715
1716 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1717 {
1718     return rb->flags & RAM_SHARED;
1719 }
1720
1721 bool qemu_ram_is_noreserve(RAMBlock *rb)
1722 {
1723     return rb->flags & RAM_NORESERVE;
1724 }
1725
1726 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1727 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1728 {
1729     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1730 }
1731
1732 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1733 {
1734     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1735 }
1736
1737 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
1738 {
1739     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
1740 }
1741
1742 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
1743 {
1744     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
1745 }
1746
1747 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
1748 {
1749     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
1750 }
1751
1752 /* Called with iothread lock held.  */
1753 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1754 {
1755     RAMBlock *block;
1756
1757     assert(new_block);
1758     assert(!new_block->idstr[0]);
1759
1760     if (dev) {
1761         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1762         if (id) {
1763             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1764             g_free(id);
1765         }
1766     }
1767     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1768
1769     RCU_READ_LOCK_GUARD();
1770     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1771         if (block != new_block &&
1772             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1773             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1774                     new_block->idstr);
1775             abort();
1776         }
1777     }
1778 }
1779
1780 /* Called with iothread lock held.  */
1781 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1782 {
1783     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1784      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1785      * does not work anyway.
1786      */
1787     if (block) {
1788         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1789     }
1790 }
1791
1792 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1793 {
1794     return rb->page_size;
1795 }
1796
1797 /* Returns the largest size of page in use */
1798 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
1799 {
1800     RAMBlock *block;
1801     size_t largest = 0;
1802
1803     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1804         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
1805     }
1806
1807     return largest;
1808 }
1809
1810 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1811 {
1812     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1813         /* disabled by the user */
1814         return 0;
1815     }
1816
1817     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Resizing RAM while migrating can result in the migration being canceled.
1822  * Care has to be taken if the guest might have already detected the memory.
1823  *
1824  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1825  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1826  * misuse, if necessary.
1827  */
1828 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1829 {
1830     const ram_addr_t oldsize = block->used_length;
1831     const ram_addr_t unaligned_size = newsize;
1832
1833     assert(block);
1834
1835     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1836
1837     if (block->used_length == newsize) {
1838         /*
1839          * We don't have to resize the ram block (which only knows aligned
1840          * sizes), however, we have to notify if the unaligned size changed.
1841          */
1842         if (unaligned_size != memory_region_size(block->mr)) {
1843             memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
1844             if (block->resized) {
1845                 block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
1846             }
1847         }
1848         return 0;
1849     }
1850
1851     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1852         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1853                          "Size mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1854                          " != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1855                          newsize, block->used_length);
1856         return -EINVAL;
1857     }
1858
1859     if (block->max_length < newsize) {
1860         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1861                          "Size too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1862                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1863                          newsize, block->max_length);
1864         return -EINVAL;
1865     }
1866
1867     /* Notify before modifying the ram block and touching the bitmaps. */
1868     if (block->host) {
1869         ram_block_notify_resize(block->host, oldsize, newsize);
1870     }
1871
1872     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1873     block->used_length = newsize;
1874     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1875                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1876     memory_region_set_size(block->mr, unaligned_size);
1877     if (block->resized) {
1878         block->resized(block->idstr, unaligned_size, block->host);
1879     }
1880     return 0;
1881 }
1882
1883 /*
1884  * Trigger sync on the given ram block for range [start, start + length]
1885  * with the backing store if one is available.
1886  * Otherwise no-op.
1887  * @Note: this is supposed to be a synchronous op.
1888  */
1889 void qemu_ram_msync(RAMBlock *block, ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1890 {
1891     /* The requested range should fit in within the block range */
1892     g_assert((start + length) <= block->used_length);
1893
1894 #ifdef CONFIG_LIBPMEM
1895     /* The lack of support for pmem should not block the sync */
1896     if (ramblock_is_pmem(block)) {
1897         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
1898         pmem_persist(addr, length);
1899         return;
1900     }
1901 #endif
1902     if (block->fd >= 0) {
1903         /**
1904          * Case there is no support for PMEM or the memory has not been
1905          * specified as persistent (or is not one) - use the msync.
1906          * Less optimal but still achieves the same goal
1907          */
1908         void *addr = ramblock_ptr(block, start);
1909         if (qemu_msync(addr, length, block->fd)) {
1910             warn_report("%s: failed to sync memory range: start: "
1911                     RAM_ADDR_FMT " length: " RAM_ADDR_FMT,
1912                     __func__, start, length);
1913         }
1914     }
1915 }
1916
1917 /* Called with ram_list.mutex held */
1918 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1919                                 ram_addr_t new_ram_size)
1920 {
1921     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1922                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1923     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1924                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1925     int i;
1926
1927     /* Only need to extend if block count increased */
1928     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1929         return;
1930     }
1931
1932     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1933         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1934         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1935         int j;
1936
1937         old_blocks = qatomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1938         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1939                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1940
1941         if (old_num_blocks) {
1942             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1943                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1944         }
1945
1946         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1947             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1948         }
1949
1950         qatomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1951
1952         if (old_blocks) {
1953             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1954         }
1955     }
1956 }
1957
1958 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1959 {
1960     const bool noreserve = qemu_ram_is_noreserve(new_block);
1961     const bool shared = qemu_ram_is_shared(new_block);
1962     RAMBlock *block;
1963     RAMBlock *last_block = NULL;
1964     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1965     Error *err = NULL;
1966
1967     old_ram_size = last_ram_page();
1968
1969     qemu_mutex_lock_ramlist();
1970     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1971
1972     if (!new_block->host) {
1973         if (xen_enabled()) {
1974             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1975                           new_block->mr, &err);
1976             if (err) {
1977                 error_propagate(errp, err);
1978                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1979                 return;
1980             }
1981         } else {
1982             new_block->host = qemu_anon_ram_alloc(new_block->max_length,
1983                                                   &new_block->mr->align,
1984                                                   shared, noreserve);
1985             if (!new_block->host) {
1986                 error_setg_errno(errp, errno,
1987                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1988                                  memory_region_name(new_block->mr));
1989                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1990                 return;
1991             }
1992             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1993         }
1994     }
1995
1996     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1997               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1998     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1999         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2000     }
2001     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2002      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2003      * tail, so save the last element in last_block.
2004      */
2005     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2006         last_block = block;
2007         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2008             break;
2009         }
2010     }
2011     if (block) {
2012         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2013     } else if (last_block) {
2014         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2015     } else { /* list is empty */
2016         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2017     }
2018     ram_list.mru_block = NULL;
2019
2020     /* Write list before version */
2021     smp_wmb();
2022     ram_list.version++;
2023     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2024
2025     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2026                                         new_block->used_length,
2027                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2028
2029     if (new_block->host) {
2030         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2031         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2032         /*
2033          * MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU
2034          * Configure it unless the machine is a qtest server, in which case
2035          * KVM is not used and it may be forked (eg for fuzzing purposes).
2036          */
2037         if (!qtest_enabled()) {
2038             qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length,
2039                          QEMU_MADV_DONTFORK);
2040         }
2041         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->used_length,
2042                              new_block->max_length);
2043     }
2044 }
2045
2046 #ifdef CONFIG_POSIX
2047 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2048                                  uint32_t ram_flags, int fd, off_t offset,
2049                                  bool readonly, Error **errp)
2050 {
2051     RAMBlock *new_block;
2052     Error *local_err = NULL;
2053     int64_t file_size, file_align;
2054
2055     /* Just support these ram flags by now. */
2056     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM | RAM_NORESERVE |
2057                           RAM_PROTECTED)) == 0);
2058
2059     if (xen_enabled()) {
2060         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2061         return NULL;
2062     }
2063
2064     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2065         error_setg(errp,
2066                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2067         return NULL;
2068     }
2069
2070     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2071     file_size = get_file_size(fd);
2072     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2073         error_setg(errp, "backing store size 0x%" PRIx64
2074                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2075                    file_size, size);
2076         return NULL;
2077     }
2078
2079     file_align = get_file_align(fd);
2080     if (file_align > 0 && file_align > mr->align) {
2081         error_setg(errp, "backing store align 0x%" PRIx64
2082                    " is larger than 'align' option 0x%" PRIx64,
2083                    file_align, mr->align);
2084         return NULL;
2085     }
2086
2087     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2088     new_block->mr = mr;
2089     new_block->used_length = size;
2090     new_block->max_length = size;
2091     new_block->flags = ram_flags;
2092     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, readonly,
2093                                      !file_size, offset, errp);
2094     if (!new_block->host) {
2095         g_free(new_block);
2096         return NULL;
2097     }
2098
2099     ram_block_add(new_block, &local_err);
2100     if (local_err) {
2101         g_free(new_block);
2102         error_propagate(errp, local_err);
2103         return NULL;
2104     }
2105     return new_block;
2106
2107 }
2108
2109
2110 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2111                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2112                                    bool readonly, Error **errp)
2113 {
2114     int fd;
2115     bool created;
2116     RAMBlock *block;
2117
2118     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), readonly, &created,
2119                        errp);
2120     if (fd < 0) {
2121         return NULL;
2122     }
2123
2124     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, 0, readonly, errp);
2125     if (!block) {
2126         if (created) {
2127             unlink(mem_path);
2128         }
2129         close(fd);
2130         return NULL;
2131     }
2132
2133     return block;
2134 }
2135 #endif
2136
2137 static
2138 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2139                                   void (*resized)(const char*,
2140                                                   uint64_t length,
2141                                                   void *host),
2142                                   void *host, uint32_t ram_flags,
2143                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2144 {
2145     RAMBlock *new_block;
2146     Error *local_err = NULL;
2147
2148     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_RESIZEABLE | RAM_PREALLOC |
2149                           RAM_NORESERVE)) == 0);
2150     assert(!host ^ (ram_flags & RAM_PREALLOC));
2151
2152     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2153     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2154     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2155     new_block->mr = mr;
2156     new_block->resized = resized;
2157     new_block->used_length = size;
2158     new_block->max_length = max_size;
2159     assert(max_size >= size);
2160     new_block->fd = -1;
2161     new_block->page_size = qemu_real_host_page_size;
2162     new_block->host = host;
2163     new_block->flags = ram_flags;
2164     ram_block_add(new_block, &local_err);
2165     if (local_err) {
2166         g_free(new_block);
2167         error_propagate(errp, local_err);
2168         return NULL;
2169     }
2170     return new_block;
2171 }
2172
2173 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2174                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2175 {
2176     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, RAM_PREALLOC, mr,
2177                                    errp);
2178 }
2179
2180 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, uint32_t ram_flags,
2181                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2182 {
2183     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_NORESERVE)) == 0);
2184     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, ram_flags, mr, errp);
2185 }
2186
2187 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2188                                      void (*resized)(const char*,
2189                                                      uint64_t length,
2190                                                      void *host),
2191                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2192 {
2193     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL,
2194                                    RAM_RESIZEABLE, mr, errp);
2195 }
2196
2197 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2198 {
2199     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2200         ;
2201     } else if (xen_enabled()) {
2202         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2203 #ifndef _WIN32
2204     } else if (block->fd >= 0) {
2205         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2206         close(block->fd);
2207 #endif
2208     } else {
2209         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2210     }
2211     g_free(block);
2212 }
2213
2214 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2215 {
2216     if (!block) {
2217         return;
2218     }
2219
2220     if (block->host) {
2221         ram_block_notify_remove(block->host, block->used_length,
2222                                 block->max_length);
2223     }
2224
2225     qemu_mutex_lock_ramlist();
2226     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2227     ram_list.mru_block = NULL;
2228     /* Write list before version */
2229     smp_wmb();
2230     ram_list.version++;
2231     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2232     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2233 }
2234
2235 #ifndef _WIN32
2236 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2237 {
2238     RAMBlock *block;
2239     ram_addr_t offset;
2240     int flags;
2241     void *area, *vaddr;
2242
2243     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2244         offset = addr - block->offset;
2245         if (offset < block->max_length) {
2246             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2247             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2248                 ;
2249             } else if (xen_enabled()) {
2250                 abort();
2251             } else {
2252                 flags = MAP_FIXED;
2253                 flags |= block->flags & RAM_SHARED ?
2254                          MAP_SHARED : MAP_PRIVATE;
2255                 flags |= block->flags & RAM_NORESERVE ? MAP_NORESERVE : 0;
2256                 if (block->fd >= 0) {
2257                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2258                                 flags, block->fd, offset);
2259                 } else {
2260                     flags |= MAP_ANONYMOUS;
2261                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2262                                 flags, -1, 0);
2263                 }
2264                 if (area != vaddr) {
2265                     error_report("Could not remap addr: "
2266                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2267                                  length, addr);
2268                     exit(1);
2269                 }
2270                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2271                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2272             }
2273         }
2274     }
2275 }
2276 #endif /* !_WIN32 */
2277
2278 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2279  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2280  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2281  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2282  *
2283  * Called within RCU critical section.
2284  */
2285 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2286 {
2287     RAMBlock *block = ram_block;
2288
2289     if (block == NULL) {
2290         block = qemu_get_ram_block(addr);
2291         addr -= block->offset;
2292     }
2293
2294     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2295         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2296          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2297          * In that case just map until the end of the page.
2298          */
2299         if (block->offset == 0) {
2300             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2301         }
2302
2303         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2304     }
2305     return ramblock_ptr(block, addr);
2306 }
2307
2308 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2309  * but takes a size argument.
2310  *
2311  * Called within RCU critical section.
2312  */
2313 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2314                                  hwaddr *size, bool lock)
2315 {
2316     RAMBlock *block = ram_block;
2317     if (*size == 0) {
2318         return NULL;
2319     }
2320
2321     if (block == NULL) {
2322         block = qemu_get_ram_block(addr);
2323         addr -= block->offset;
2324     }
2325     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2326
2327     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2328         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2329          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2330          * In that case just map the requested area.
2331          */
2332         if (block->offset == 0) {
2333             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2334         }
2335
2336         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2337     }
2338
2339     return ramblock_ptr(block, addr);
2340 }
2341
2342 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2343 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2344 {
2345     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2346     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2347     assert(res < rb->max_length);
2348
2349     return res;
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2354  * in that RAMBlock.
2355  *
2356  * ptr: Host pointer to look up
2357  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2358  * *ram_addr: set to result ram_addr
2359  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2360  *
2361  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2362  *
2363  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2364  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2365  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2366  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2367  * ram_addr_t.
2368  */
2369 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2370                                    ram_addr_t *offset)
2371 {
2372     RAMBlock *block;
2373     uint8_t *host = ptr;
2374
2375     if (xen_enabled()) {
2376         ram_addr_t ram_addr;
2377         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2378         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2379         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2380         if (block) {
2381             *offset = ram_addr - block->offset;
2382         }
2383         return block;
2384     }
2385
2386     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2387     block = qatomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2388     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2389         goto found;
2390     }
2391
2392     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2393         /* This case append when the block is not mapped. */
2394         if (block->host == NULL) {
2395             continue;
2396         }
2397         if (host - block->host < block->max_length) {
2398             goto found;
2399         }
2400     }
2401
2402     return NULL;
2403
2404 found:
2405     *offset = (host - block->host);
2406     if (round_offset) {
2407         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2408     }
2409     return block;
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Finds the named RAMBlock
2414  *
2415  * name: The name of RAMBlock to find
2416  *
2417  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2418  */
2419 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2420 {
2421     RAMBlock *block;
2422
2423     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2424         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2425             return block;
2426         }
2427     }
2428
2429     return NULL;
2430 }
2431
2432 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2433    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2434 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2435 {
2436     RAMBlock *block;
2437     ram_addr_t offset;
2438
2439     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2440     if (!block) {
2441         return RAM_ADDR_INVALID;
2442     }
2443
2444     return block->offset + offset;
2445 }
2446
2447 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2448                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len);
2449 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2450                                   const void *buf, hwaddr len);
2451 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2452                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2453
2454 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2455                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2456 {
2457     subpage_t *subpage = opaque;
2458     uint8_t buf[8];
2459     MemTxResult res;
2460
2461 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2462     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2463            subpage, len, addr);
2464 #endif
2465     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2466     if (res) {
2467         return res;
2468     }
2469     *data = ldn_p(buf, len);
2470     return MEMTX_OK;
2471 }
2472
2473 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2474                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2475 {
2476     subpage_t *subpage = opaque;
2477     uint8_t buf[8];
2478
2479 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2480     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2481            " value %"PRIx64"\n",
2482            __func__, subpage, len, addr, value);
2483 #endif
2484     stn_p(buf, len, value);
2485     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2486 }
2487
2488 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2489                             unsigned len, bool is_write,
2490                             MemTxAttrs attrs)
2491 {
2492     subpage_t *subpage = opaque;
2493 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2494     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2495            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2496 #endif
2497
2498     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2499                                  len, is_write, attrs);
2500 }
2501
2502 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2503     .read_with_attrs = subpage_read,
2504     .write_with_attrs = subpage_write,
2505     .impl.min_access_size = 1,
2506     .impl.max_access_size = 8,
2507     .valid.min_access_size = 1,
2508     .valid.max_access_size = 8,
2509     .valid.accepts = subpage_accepts,
2510     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2511 };
2512
2513 static int subpage_register(subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2514                             uint16_t section)
2515 {
2516     int idx, eidx;
2517
2518     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2519         return -1;
2520     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2521     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2522 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2523     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2524            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2525 #endif
2526     for (; idx <= eidx; idx++) {
2527         mmio->sub_section[idx] = section;
2528     }
2529
2530     return 0;
2531 }
2532
2533 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2534 {
2535     subpage_t *mmio;
2536
2537     /* mmio->sub_section is set to PHYS_SECTION_UNASSIGNED with g_malloc0 */
2538     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2539     mmio->fv = fv;
2540     mmio->base = base;
2541     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2542                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2543     mmio->iomem.subpage = true;
2544 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2545     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2546            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2547 #endif
2548
2549     return mmio;
2550 }
2551
2552 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2553 {
2554     assert(fv);
2555     MemoryRegionSection section = {
2556         .fv = fv,
2557         .mr = mr,
2558         .offset_within_address_space = 0,
2559         .offset_within_region = 0,
2560         .size = int128_2_64(),
2561     };
2562
2563     return phys_section_add(map, &section);
2564 }
2565
2566 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
2567                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2568 {
2569     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2570     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2571     AddressSpaceDispatch *d = qatomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2572     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2573
2574     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
2575 }
2576
2577 static void io_mem_init(void)
2578 {
2579     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2580                           NULL, UINT64_MAX);
2581 }
2582
2583 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2584 {
2585     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2586     uint16_t n;
2587
2588     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2589     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2590
2591     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2592
2593     return d;
2594 }
2595
2596 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2597 {
2598     phys_sections_free(&d->map);
2599     g_free(d);
2600 }
2601
2602 static void do_nothing(CPUState *cpu, run_on_cpu_data d)
2603 {
2604 }
2605
2606 static void tcg_log_global_after_sync(MemoryListener *listener)
2607 {
2608     CPUAddressSpace *cpuas;
2609
2610     /* Wait for the CPU to end the current TB.  This avoids the following
2611      * incorrect race:
2612      *
2613      *      vCPU                         migration
2614      *      ----------------------       -------------------------
2615      *      TLB check -> slow path
2616      *        notdirty_mem_write
2617      *          write to RAM
2618      *          mark dirty
2619      *                                   clear dirty flag
2620      *      TLB check -> fast path
2621      *                                   read memory
2622      *        write to RAM
2623      *
2624      * by pushing the migration thread's memory read after the vCPU thread has
2625      * written the memory.
2626      */
2627     if (replay_mode == REPLAY_MODE_NONE) {
2628         /*
2629          * VGA can make calls to this function while updating the screen.
2630          * In record/replay mode this causes a deadlock, because
2631          * run_on_cpu waits for rr mutex. Therefore no races are possible
2632          * in this case and no need for making run_on_cpu when
2633          * record/replay is enabled.
2634          */
2635         cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2636         run_on_cpu(cpuas->cpu, do_nothing, RUN_ON_CPU_NULL);
2637     }
2638 }
2639
2640 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2641 {
2642     CPUAddressSpace *cpuas;
2643     AddressSpaceDispatch *d;
2644
2645     assert(tcg_enabled());
2646     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2647        reset the modified entries */
2648     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2649     cpu_reloading_memory_map();
2650     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2651      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2652      * may have split the RCU critical section.
2653      */
2654     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2655     qatomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2656     tlb_flush(cpuas->cpu);
2657 }
2658
2659 static void memory_map_init(void)
2660 {
2661     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2662
2663     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2664     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2665
2666     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2667     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2668                           65536);
2669     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2670 }
2671
2672 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2673 {
2674     return system_memory;
2675 }
2676
2677 MemoryRegion *get_system_io(void)
2678 {
2679     return system_io;
2680 }
2681
2682 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2683                                      hwaddr length)
2684 {
2685     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2686     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2687
2688     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2689      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2690      * xen_modified_memory.
2691      */
2692     if (dirty_log_mask) {
2693         dirty_log_mask =
2694             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2695     }
2696     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2697         assert(tcg_enabled());
2698         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2699         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2700     }
2701     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2702 }
2703
2704 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
2705 {
2706     /*
2707      * In principle this function would work on other memory region types too,
2708      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
2709      * necessary.  Other memory regions should use the
2710      * address_space_read/write() APIs.
2711      */
2712     assert(memory_region_is_romd(mr));
2713
2714     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
2715 }
2716
2717 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2718 {
2719     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2720
2721     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2722        otherwise specified.  */
2723     if (access_size_max == 0) {
2724         access_size_max = 4;
2725     }
2726
2727     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2728     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2729         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2730         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2731             access_size_max = align_size_max;
2732         }
2733     }
2734
2735     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2736     if (l > access_size_max) {
2737         l = access_size_max;
2738     }
2739     l = pow2floor(l);
2740
2741     return l;
2742 }
2743
2744 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2745 {
2746     bool release_lock = false;
2747
2748     if (!qemu_mutex_iothread_locked()) {
2749         qemu_mutex_lock_iothread();
2750         release_lock = true;
2751     }
2752     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2753         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2754     }
2755
2756     return release_lock;
2757 }
2758
2759 /* Called within RCU critical section.  */
2760 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
2761                                            MemTxAttrs attrs,
2762                                            const void *ptr,
2763                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
2764                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2765 {
2766     uint8_t *ram_ptr;
2767     uint64_t val;
2768     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2769     bool release_lock = false;
2770     const uint8_t *buf = ptr;
2771
2772     for (;;) {
2773         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2774             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2775             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2776             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2777                potential bugs */
2778             val = ldn_he_p(buf, l);
2779             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val,
2780                                                    size_memop(l), attrs);
2781         } else {
2782             /* RAM case */
2783             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
2784             memcpy(ram_ptr, buf, l);
2785             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2786         }
2787
2788         if (release_lock) {
2789             qemu_mutex_unlock_iothread();
2790             release_lock = false;
2791         }
2792
2793         len -= l;
2794         buf += l;
2795         addr += l;
2796
2797         if (!len) {
2798             break;
2799         }
2800
2801         l = len;
2802         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
2803     }
2804
2805     return result;
2806 }
2807
2808 /* Called from RCU critical section.  */
2809 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2810                                   const void *buf, hwaddr len)
2811 {
2812     hwaddr l;
2813     hwaddr addr1;
2814     MemoryRegion *mr;
2815     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2816
2817     l = len;
2818     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
2819     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
2820                                      addr1, l, mr);
2821
2822     return result;
2823 }
2824
2825 /* Called within RCU critical section.  */
2826 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
2827                                    MemTxAttrs attrs, void *ptr,
2828                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2829                                    MemoryRegion *mr)
2830 {
2831     uint8_t *ram_ptr;
2832     uint64_t val;
2833     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2834     bool release_lock = false;
2835     uint8_t *buf = ptr;
2836
2837     fuzz_dma_read_cb(addr, len, mr);
2838     for (;;) {
2839         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2840             /* I/O case */
2841             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2842             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2843             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val,
2844                                                   size_memop(l), attrs);
2845             stn_he_p(buf, l, val);
2846         } else {
2847             /* RAM case */
2848             ram_ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
2849             memcpy(buf, ram_ptr, l);
2850         }
2851
2852         if (release_lock) {
2853             qemu_mutex_unlock_iothread();
2854             release_lock = false;
2855         }
2856
2857         len -= l;
2858         buf += l;
2859         addr += l;
2860
2861         if (!len) {
2862             break;
2863         }
2864
2865         l = len;
2866         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
2867     }
2868
2869     return result;
2870 }
2871
2872 /* Called from RCU critical section.  */
2873 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2874                                  MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
2875 {
2876     hwaddr l;
2877     hwaddr addr1;
2878     MemoryRegion *mr;
2879
2880     l = len;
2881     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
2882     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
2883                                   addr1, l, mr);
2884 }
2885
2886 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2887                                     MemTxAttrs attrs, void *buf, hwaddr len)
2888 {
2889     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2890     FlatView *fv;
2891
2892     if (len > 0) {
2893         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2894         fv = address_space_to_flatview(as);
2895         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
2896     }
2897
2898     return result;
2899 }
2900
2901 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2902                                 MemTxAttrs attrs,
2903                                 const void *buf, hwaddr len)
2904 {
2905     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2906     FlatView *fv;
2907
2908     if (len > 0) {
2909         RCU_READ_LOCK_GUARD();
2910         fv = address_space_to_flatview(as);
2911         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
2912     }
2913
2914     return result;
2915 }
2916
2917 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2918                              void *buf, hwaddr len, bool is_write)
2919 {
2920     if (is_write) {
2921         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
2922     } else {
2923         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
2924     }
2925 }
2926
2927 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, void *buf,
2928                             hwaddr len, bool is_write)
2929 {
2930     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2931                      buf, len, is_write);
2932 }
2933
2934 enum write_rom_type {
2935     WRITE_DATA,
2936     FLUSH_CACHE,
2937 };
2938
2939 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
2940                                                            hwaddr addr,
2941                                                            MemTxAttrs attrs,
2942                                                            const void *ptr,
2943                                                            hwaddr len,
2944                                                            enum write_rom_type type)
2945 {
2946     hwaddr l;
2947     uint8_t *ram_ptr;
2948     hwaddr addr1;
2949     MemoryRegion *mr;
2950     const uint8_t *buf = ptr;
2951
2952     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2953     while (len > 0) {
2954         l = len;
2955         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
2956
2957         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
2958               memory_region_is_romd(mr))) {
2959             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2960         } else {
2961             /* ROM/RAM case */
2962             ram_ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2963             switch (type) {
2964             case WRITE_DATA:
2965                 memcpy(ram_ptr, buf, l);
2966                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2967                 break;
2968             case FLUSH_CACHE:
2969                 flush_idcache_range((uintptr_t)ram_ptr, (uintptr_t)ram_ptr, l);
2970                 break;
2971             }
2972         }
2973         len -= l;
2974         buf += l;
2975         addr += l;
2976     }
2977     return MEMTX_OK;
2978 }
2979
2980 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
2981 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2982                                     MemTxAttrs attrs,
2983                                     const void *buf, hwaddr len)
2984 {
2985     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
2986                                             buf, len, WRITE_DATA);
2987 }
2988
2989 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
2990 {
2991     /*
2992      * This function should do the same thing as an icache flush that was
2993      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
2994      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
2995      * the host's instruction cache at least.
2996      */
2997     if (tcg_enabled()) {
2998         return;
2999     }
3000
3001     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3002                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3003                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3004 }
3005
3006 typedef struct {
3007     MemoryRegion *mr;
3008     void *buffer;
3009     hwaddr addr;
3010     hwaddr len;
3011     bool in_use;
3012 } BounceBuffer;
3013
3014 static BounceBuffer bounce;
3015
3016 typedef struct MapClient {
3017     QEMUBH *bh;
3018     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3019 } MapClient;
3020
3021 QemuMutex map_client_list_lock;
3022 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3023     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3024
3025 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3026 {
3027     QLIST_REMOVE(client, link);
3028     g_free(client);
3029 }
3030
3031 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3032 {
3033     MapClient *client;
3034
3035     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3036         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3037         qemu_bh_schedule(client->bh);
3038         cpu_unregister_map_client_do(client);
3039     }
3040 }
3041
3042 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3043 {
3044     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3045
3046     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3047     client->bh = bh;
3048     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3049     if (!qatomic_read(&bounce.in_use)) {
3050         cpu_notify_map_clients_locked();
3051     }
3052     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3053 }
3054
3055 void cpu_exec_init_all(void)
3056 {
3057     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3058     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3059      * so no more changes can be made after this point.
3060      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3061      * machine setup would care about the target page size, and we could
3062      * do this much later, rather than requiring board models to state
3063      * up front what their requirements are.
3064      */
3065     finalize_target_page_bits();
3066     io_mem_init();
3067     memory_map_init();
3068     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3069 }
3070
3071 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3072 {
3073     MapClient *client;
3074
3075     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3076     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3077         if (client->bh == bh) {
3078             cpu_unregister_map_client_do(client);
3079             break;
3080         }
3081     }
3082     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3083 }
3084
3085 static void cpu_notify_map_clients(void)
3086 {
3087     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3088     cpu_notify_map_clients_locked();
3089     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3090 }
3091
3092 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3093                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3094 {
3095     MemoryRegion *mr;
3096     hwaddr l, xlat;
3097
3098     while (len > 0) {
3099         l = len;
3100         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3101         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3102             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3103             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3104                 return false;
3105             }
3106         }
3107
3108         len -= l;
3109         addr += l;
3110     }
3111     return true;
3112 }
3113
3114 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3115                                 hwaddr len, bool is_write,
3116                                 MemTxAttrs attrs)
3117 {
3118     FlatView *fv;
3119     bool result;
3120
3121     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3122     fv = address_space_to_flatview(as);
3123     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3124     return result;
3125 }
3126
3127 static hwaddr
3128 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3129                             hwaddr target_len,
3130                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3131                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3132 {
3133     hwaddr done = 0;
3134     hwaddr xlat;
3135     MemoryRegion *this_mr;
3136
3137     for (;;) {
3138         target_len -= len;
3139         addr += len;
3140         done += len;
3141         if (target_len == 0) {
3142             return done;
3143         }
3144
3145         len = target_len;
3146         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3147                                      &len, is_write, attrs);
3148         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3149             return done;
3150         }
3151     }
3152 }
3153
3154 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3155  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3156  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3157  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3158  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3159  * likely to succeed.
3160  */
3161 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3162                         hwaddr addr,
3163                         hwaddr *plen,
3164                         bool is_write,
3165                         MemTxAttrs attrs)
3166 {
3167     hwaddr len = *plen;
3168     hwaddr l, xlat;
3169     MemoryRegion *mr;
3170     void *ptr;
3171     FlatView *fv;
3172
3173     if (len == 0) {
3174         return NULL;
3175     }
3176
3177     l = len;
3178     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3179     fv = address_space_to_flatview(as);
3180     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3181
3182     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3183         if (qatomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3184             *plen = 0;
3185             return NULL;
3186         }
3187         /* Avoid unbounded allocations */
3188         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3189         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3190         bounce.addr = addr;
3191         bounce.len = l;
3192
3193         memory_region_ref(mr);
3194         bounce.mr = mr;
3195         if (!is_write) {
3196             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3197                                bounce.buffer, l);
3198         }
3199
3200         *plen = l;
3201         return bounce.buffer;
3202     }
3203
3204
3205     memory_region_ref(mr);
3206     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3207                                         l, is_write, attrs);
3208     fuzz_dma_read_cb(addr, *plen, mr);
3209     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3210
3211     return ptr;
3212 }
3213
3214 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3215  * Will also mark the memory as dirty if is_write is true.  access_len gives
3216  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3217  */
3218 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3219                          bool is_write, hwaddr access_len)
3220 {
3221     if (buffer != bounce.buffer) {
3222         MemoryRegion *mr;
3223         ram_addr_t addr1;
3224
3225         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3226         assert(mr != NULL);
3227         if (is_write) {
3228             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3229         }
3230         if (xen_enabled()) {
3231             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3232         }
3233         memory_region_unref(mr);
3234         return;
3235     }
3236     if (is_write) {
3237         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3238                             bounce.buffer, access_len);
3239     }
3240     qemu_vfree(bounce.buffer);
3241     bounce.buffer = NULL;
3242     memory_region_unref(bounce.mr);
3243     qatomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3244     cpu_notify_map_clients();
3245 }
3246
3247 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3248                               hwaddr *plen,
3249                               bool is_write)
3250 {
3251     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3252                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3253 }
3254
3255 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3256                                bool is_write, hwaddr access_len)
3257 {
3258     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3259 }
3260
3261 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3262 #define ARG1                     as
3263 #define SUFFIX
3264 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3265 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3266 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3267 #include "memory_ldst.c.inc"
3268
3269 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3270                                  AddressSpace *as,
3271                                  hwaddr addr,
3272                                  hwaddr len,
3273                                  bool is_write)
3274 {
3275     AddressSpaceDispatch *d;
3276     hwaddr l;
3277     MemoryRegion *mr;
3278     Int128 diff;
3279
3280     assert(len > 0);
3281
3282     l = len;
3283     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3284     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3285     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3286
3287     /*
3288      * cache->xlat is now relative to cache->mrs.mr, not to the section itself.
3289      * Take that into account to compute how many bytes are there between
3290      * cache->xlat and the end of the section.
3291      */
3292     diff = int128_sub(cache->mrs.size,
3293                       int128_make64(cache->xlat - cache->mrs.offset_within_region));
3294     l = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(l)));
3295
3296     mr = cache->mrs.mr;
3297     memory_region_ref(mr);
3298     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3299         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3300          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3301          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3302          */
3303         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3304                                         cache->xlat, l, is_write,
3305                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3306         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3307     } else {
3308         cache->ptr = NULL;
3309     }
3310
3311     cache->len = l;
3312     cache->is_write = is_write;
3313     return l;
3314 }
3315
3316 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3317                                     hwaddr addr,
3318                                     hwaddr access_len)
3319 {
3320     assert(cache->is_write);
3321     if (likely(cache->ptr)) {
3322         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3323     }
3324 }
3325
3326 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3327 {
3328     if (!cache->mrs.mr) {
3329         return;
3330     }
3331
3332     if (xen_enabled()) {
3333         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3334     }
3335     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3336     flatview_unref(cache->fv);
3337     cache->mrs.mr = NULL;
3338     cache->fv = NULL;
3339 }
3340
3341 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3342  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3343  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3344  * address_space_cache_init.
3345  */
3346 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3347     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3348     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3349 {
3350     MemoryRegionSection section;
3351     MemoryRegion *mr;
3352     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3353     AddressSpace *target_as;
3354
3355     assert(!cache->ptr);
3356     *xlat = addr + cache->xlat;
3357
3358     mr = cache->mrs.mr;
3359     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3360     if (!iommu_mr) {
3361         /* MMIO region.  */
3362         return mr;
3363     }
3364
3365     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3366                                             NULL, is_write, true,
3367                                             &target_as, attrs);
3368     return section.mr;
3369 }
3370
3371 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3372  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3373  */
3374 MemTxResult
3375 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3376                                    void *buf, hwaddr len)
3377 {
3378     hwaddr addr1, l;
3379     MemoryRegion *mr;
3380
3381     l = len;
3382     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3383                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3384     return flatview_read_continue(cache->fv,
3385                                   addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3386                                   addr1, l, mr);
3387 }
3388
3389 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3390  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3391  */
3392 MemTxResult
3393 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3394                                     const void *buf, hwaddr len)
3395 {
3396     hwaddr addr1, l;
3397     MemoryRegion *mr;
3398
3399     l = len;
3400     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3401                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3402     return flatview_write_continue(cache->fv,
3403                                    addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3404                                    addr1, l, mr);
3405 }
3406
3407 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3408 #define ARG1                     cache
3409 #define SUFFIX                   _cached_slow
3410 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3411 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3412 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3413 #include "memory_ldst.c.inc"
3414
3415 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3416 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3417                         void *ptr, target_ulong len, bool is_write)
3418 {
3419     hwaddr phys_addr;
3420     target_ulong l, page;
3421     uint8_t *buf = ptr;
3422
3423     cpu_synchronize_state(cpu);
3424     while (len > 0) {
3425         int asidx;
3426         MemTxAttrs attrs;
3427         MemTxResult res;
3428
3429         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3430         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3431         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3432         /* if no physical page mapped, return an error */
3433         if (phys_addr == -1)
3434             return -1;
3435         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3436         if (l > len)
3437             l = len;
3438         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3439         if (is_write) {
3440             res = address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3441                                           attrs, buf, l);
3442         } else {
3443             res = address_space_read(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3444                                      attrs, buf, l);
3445         }
3446         if (res != MEMTX_OK) {
3447             return -1;
3448         }
3449         len -= l;
3450         buf += l;
3451         addr += l;
3452     }
3453     return 0;
3454 }
3455
3456 /*
3457  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3458  * target independent.
3459  */
3460 size_t qemu_target_page_size(void)
3461 {
3462     return TARGET_PAGE_SIZE;
3463 }
3464
3465 int qemu_target_page_bits(void)
3466 {
3467     return TARGET_PAGE_BITS;
3468 }
3469
3470 int qemu_target_page_bits_min(void)
3471 {
3472     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3473 }
3474
3475 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3476 {
3477     MemoryRegion*mr;
3478     hwaddr l = 1;
3479     bool res;
3480
3481     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3482     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3483                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
3484                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3485
3486     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3487     return res;
3488 }
3489
3490 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3491 {
3492     RAMBlock *block;
3493     int ret = 0;
3494
3495     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3496     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3497         ret = func(block, opaque);
3498         if (ret) {
3499             break;
3500         }
3501     }
3502     return ret;
3503 }
3504
3505 /*
3506  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3507  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3508  * the OS provides for postcopy.
3509  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3510  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3511  *
3512  */
3513 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3514 {
3515     int ret = -1;
3516
3517     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3518
3519     if (!QEMU_PTR_IS_ALIGNED(host_startaddr, rb->page_size)) {
3520         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3521                      host_startaddr);
3522         goto err;
3523     }
3524
3525     if ((start + length) <= rb->max_length) {
3526         bool need_madvise, need_fallocate;
3527         if (!QEMU_IS_ALIGNED(length, rb->page_size)) {
3528             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned length: %zx",
3529                          length);
3530             goto err;
3531         }
3532
3533         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3534
3535         /* The logic here is messy;
3536          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3537          *    fallocate works on hugepages and shmem
3538          *    shared anonymous memory requires madvise REMOVE
3539          */
3540         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3541         need_fallocate = rb->fd != -1;
3542         if (need_fallocate) {
3543             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3544              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3545              * so a userfault will trigger.
3546              */
3547 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3548             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3549                             start, length);
3550             if (ret) {
3551                 ret = -errno;
3552                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3553                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3554                              rb->idstr, start, length, ret);
3555                 goto err;
3556             }
3557 #else
3558             ret = -ENOSYS;
3559             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3560                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3561                          rb->idstr, start, length, ret);
3562             goto err;
3563 #endif
3564         }
3565         if (need_madvise) {
3566             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3567              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3568              * and to fall back on the file contents (which we just
3569              * fallocate'd away).
3570              */
3571 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3572             if (qemu_ram_is_shared(rb) && rb->fd < 0) {
3573                 ret = madvise(host_startaddr, length, QEMU_MADV_REMOVE);
3574             } else {
3575                 ret = madvise(host_startaddr, length, QEMU_MADV_DONTNEED);
3576             }
3577             if (ret) {
3578                 ret = -errno;
3579                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3580                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3581                              rb->idstr, start, length, ret);
3582                 goto err;
3583             }
3584 #else
3585             ret = -ENOSYS;
3586             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3587                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3588                          rb->idstr, start, length, ret);
3589             goto err;
3590 #endif
3591         }
3592         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3593                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3594     } else {
3595         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3596                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3597                      rb->idstr, start, length, rb->max_length);
3598     }
3599
3600 err:
3601     return ret;
3602 }
3603
3604 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
3605 {
3606     return rb->flags & RAM_PMEM;
3607 }
3608
3609 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
3610 {
3611     if (start == end - 1) {
3612         qemu_printf("\t%3d      ", start);
3613     } else {
3614         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3615     }
3616     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
3617     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3618         qemu_printf(" ptr=NIL");
3619     } else if (!skip) {
3620         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
3621     } else {
3622         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
3623     }
3624     qemu_printf("\n");
3625 }
3626
3627 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
3628                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
3629
3630 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
3631 {
3632     int i;
3633
3634     qemu_printf("  Dispatch\n");
3635     qemu_printf("    Physical sections\n");
3636
3637     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
3638         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
3639         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
3640                                 " [ROM]", " [watch]" };
3641
3642         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
3643                     " %s%s%s%s%s",
3644             i,
3645             s->offset_within_address_space,
3646             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
3647             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
3648             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
3649             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
3650             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
3651             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
3652
3653         if (s->mr->alias) {
3654             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
3655                     s->mr->alias->name : "noname");
3656         }
3657         qemu_printf("\n");
3658     }
3659
3660     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
3661                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
3662     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
3663         int j, jprev;
3664         PhysPageEntry prev;
3665         Node *n = d->map.nodes + i;
3666
3667         qemu_printf("      [%d]\n", i);
3668
3669         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
3670             PhysPageEntry *pe = *n + j;
3671
3672             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
3673                 continue;
3674             }
3675
3676             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
3677
3678             jprev = j;
3679             prev = *pe;
3680         }
3681
3682         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
3683             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
3684         }
3685     }
3686 }
3687
3688 /* Require any discards to work. */
3689 static unsigned int ram_block_discard_required_cnt;
3690 /* Require only coordinated discards to work. */
3691 static unsigned int ram_block_coordinated_discard_required_cnt;
3692 /* Disable any discards. */
3693 static unsigned int ram_block_discard_disabled_cnt;
3694 /* Disable only uncoordinated discards. */
3695 static unsigned int ram_block_uncoordinated_discard_disabled_cnt;
3696 static QemuMutex ram_block_discard_disable_mutex;
3697
3698 static void ram_block_discard_disable_mutex_lock(void)
3699 {
3700     static gsize initialized;
3701
3702     if (g_once_init_enter(&initialized)) {
3703         qemu_mutex_init(&ram_block_discard_disable_mutex);
3704         g_once_init_leave(&initialized, 1);
3705     }
3706     qemu_mutex_lock(&ram_block_discard_disable_mutex);
3707 }
3708
3709 static void ram_block_discard_disable_mutex_unlock(void)
3710 {
3711     qemu_mutex_unlock(&ram_block_discard_disable_mutex);
3712 }
3713
3714 int ram_block_discard_disable(bool state)
3715 {
3716     int ret = 0;
3717
3718     ram_block_discard_disable_mutex_lock();
3719     if (!state) {
3720         ram_block_discard_disabled_cnt--;
3721     } else if (ram_block_discard_required_cnt ||
3722                ram_block_coordinated_discard_required_cnt) {
3723         ret = -EBUSY;
3724     } else {
3725         ram_block_discard_disabled_cnt++;
3726     }
3727     ram_block_discard_disable_mutex_unlock();
3728     return ret;
3729 }
3730
3731 int ram_block_uncoordinated_discard_disable(bool state)
3732 {
3733     int ret = 0;
3734
3735     ram_block_discard_disable_mutex_lock();
3736     if (!state) {
3737         ram_block_uncoordinated_discard_disabled_cnt--;
3738     } else if (ram_block_discard_required_cnt) {
3739         ret = -EBUSY;
3740     } else {
3741         ram_block_uncoordinated_discard_disabled_cnt++;
3742     }
3743     ram_block_discard_disable_mutex_unlock();
3744     return ret;
3745 }
3746
3747 int ram_block_discard_require(bool state)
3748 {
3749     int ret = 0;
3750
3751     ram_block_discard_disable_mutex_lock();
3752     if (!state) {
3753         ram_block_discard_required_cnt--;
3754     } else if (ram_block_discard_disabled_cnt ||
3755                ram_block_uncoordinated_discard_disabled_cnt) {
3756         ret = -EBUSY;
3757     } else {
3758         ram_block_discard_required_cnt++;
3759     }
3760     ram_block_discard_disable_mutex_unlock();
3761     return ret;
3762 }
3763
3764 int ram_block_coordinated_discard_require(bool state)
3765 {
3766     int ret = 0;
3767
3768     ram_block_discard_disable_mutex_lock();
3769     if (!state) {
3770         ram_block_coordinated_discard_required_cnt--;
3771     } else if (ram_block_discard_disabled_cnt) {
3772         ret = -EBUSY;
3773     } else {
3774         ram_block_coordinated_discard_required_cnt++;
3775     }
3776     ram_block_discard_disable_mutex_unlock();
3777     return ret;
3778 }
3779
3780 bool ram_block_discard_is_disabled(void)
3781 {
3782     return qatomic_read(&ram_block_discard_disabled_cnt) ||
3783            qatomic_read(&ram_block_uncoordinated_discard_disabled_cnt);
3784 }
3785
3786 bool ram_block_discard_is_required(void)
3787 {
3788     return qatomic_read(&ram_block_discard_required_cnt) ||
3789            qatomic_read(&ram_block_coordinated_discard_required_cnt);
3790 }
This page took 0.235132 seconds and 4 git commands to generate.