]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
postcopy: enhance ram_block_discard_range for hugepages
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include "qemu/osdep.h"
20 #include "qapi/error.h"
21 #ifndef _WIN32
22 #endif
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "tcg.h"
28 #include "hw/qdev-core.h"
29 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
30 #include "hw/boards.h"
31 #include "hw/xen/xen.h"
32 #endif
33 #include "sysemu/kvm.h"
34 #include "sysemu/sysemu.h"
35 #include "qemu/timer.h"
36 #include "qemu/config-file.h"
37 #include "qemu/error-report.h"
38 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
39 #include "qemu.h"
40 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
41 #include "hw/hw.h"
42 #include "exec/memory.h"
43 #include "exec/ioport.h"
44 #include "sysemu/dma.h"
45 #include "exec/address-spaces.h"
46 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
47 #include "trace-root.h"
48
49 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
50 #include <fcntl.h>
51 #include <linux/falloc.h>
52 #endif
53
54 #endif
55 #include "exec/cpu-all.h"
56 #include "qemu/rcu_queue.h"
57 #include "qemu/main-loop.h"
58 #include "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 "migration/vmstate.h"
66
67 #include "qemu/range.h"
68 #ifndef _WIN32
69 #include "qemu/mmap-alloc.h"
70 #endif
71
72 //#define DEBUG_SUBPAGE
73
74 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
75 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
76  * are protected by the ramlist lock.
77  */
78 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
79
80 static MemoryRegion *system_memory;
81 static MemoryRegion *system_io;
82
83 AddressSpace address_space_io;
84 AddressSpace address_space_memory;
85
86 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
87 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
88
89 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
90 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
91
92 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
93 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
94
95 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
96  * This used_length size can change across reboots.
97  */
98 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
99
100 #endif
101
102 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
103 int target_page_bits;
104 bool target_page_bits_decided;
105 #endif
106
107 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
108 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
109    cpu_exec() */
110 __thread CPUState *current_cpu;
111 /* 0 = Do not count executed instructions.
112    1 = Precise instruction counting.
113    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
114 int use_icount;
115
116 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
117 {
118     /* The target page size is the lowest common denominator for all
119      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
120      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
121      * a particular size.
122      */
123 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
124     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
125     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
126         if (target_page_bits_decided) {
127             return false;
128         }
129         target_page_bits = bits;
130     }
131 #endif
132     return true;
133 }
134
135 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
136
137 static void finalize_target_page_bits(void)
138 {
139 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
140     if (target_page_bits == 0) {
141         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
142     }
143     target_page_bits_decided = true;
144 #endif
145 }
146
147 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
148
149 struct PhysPageEntry {
150     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
151     uint32_t skip : 6;
152      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
153     uint32_t ptr : 26;
154 };
155
156 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
157
158 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
159 #define ADDR_SPACE_BITS 64
160
161 #define P_L2_BITS 9
162 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
163
164 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
165
166 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
167
168 typedef struct PhysPageMap {
169     struct rcu_head rcu;
170
171     unsigned sections_nb;
172     unsigned sections_nb_alloc;
173     unsigned nodes_nb;
174     unsigned nodes_nb_alloc;
175     Node *nodes;
176     MemoryRegionSection *sections;
177 } PhysPageMap;
178
179 struct AddressSpaceDispatch {
180     struct rcu_head rcu;
181
182     MemoryRegionSection *mru_section;
183     /* This is a multi-level map on the physical address space.
184      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
185      */
186     PhysPageEntry phys_map;
187     PhysPageMap map;
188     AddressSpace *as;
189 };
190
191 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
192 typedef struct subpage_t {
193     MemoryRegion iomem;
194     AddressSpace *as;
195     hwaddr base;
196     uint16_t sub_section[];
197 } subpage_t;
198
199 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
200 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
201 #define PHYS_SECTION_ROM 2
202 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
203
204 static void io_mem_init(void);
205 static void memory_map_init(void);
206 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
207
208 static MemoryRegion io_mem_watch;
209
210 /**
211  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
212  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
213  * @as: the AddressSpace itself
214  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
215  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
216  */
217 struct CPUAddressSpace {
218     CPUState *cpu;
219     AddressSpace *as;
220     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
221     MemoryListener tcg_as_listener;
222 };
223
224 #endif
225
226 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
227
228 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
229 {
230     static unsigned alloc_hint = 16;
231     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
232         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
233         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
234         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
235         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
236     }
237 }
238
239 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
240 {
241     unsigned i;
242     uint32_t ret;
243     PhysPageEntry e;
244     PhysPageEntry *p;
245
246     ret = map->nodes_nb++;
247     p = map->nodes[ret];
248     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
249     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
250
251     e.skip = leaf ? 0 : 1;
252     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
253     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
254         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
255     }
256     return ret;
257 }
258
259 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
260                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
261                                 int level)
262 {
263     PhysPageEntry *p;
264     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
265
266     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
267         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
268     }
269     p = map->nodes[lp->ptr];
270     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
271
272     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
273         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
274             lp->skip = 0;
275             lp->ptr = leaf;
276             *index += step;
277             *nb -= step;
278         } else {
279             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
280         }
281         ++lp;
282     }
283 }
284
285 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
286                           hwaddr index, hwaddr nb,
287                           uint16_t leaf)
288 {
289     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
290     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
291
292     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
293 }
294
295 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
296  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
297  */
298 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
299 {
300     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
301     int valid = 0;
302     PhysPageEntry *p;
303     int i;
304
305     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
306         return;
307     }
308
309     p = nodes[lp->ptr];
310     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
311         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
312             continue;
313         }
314
315         valid_ptr = i;
316         valid++;
317         if (p[i].skip) {
318             phys_page_compact(&p[i], nodes);
319         }
320     }
321
322     /* We can only compress if there's only one child. */
323     if (valid != 1) {
324         return;
325     }
326
327     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
328
329     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
330     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
331         return;
332     }
333
334     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
335     if (!p[valid_ptr].skip) {
336         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
337         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
338          * should never reach here.
339          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
340          * change this rule.
341          */
342         lp->skip = 0;
343     } else {
344         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
345     }
346 }
347
348 static void phys_page_compact_all(AddressSpaceDispatch *d, int nodes_nb)
349 {
350     if (d->phys_map.skip) {
351         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
352     }
353 }
354
355 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
356                                        hwaddr addr)
357 {
358     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
359      * the section must cover the entire address space.
360      */
361     return int128_gethi(section->size) ||
362            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
363                              int128_getlo(section->size), addr);
364 }
365
366 static MemoryRegionSection *phys_page_find(PhysPageEntry lp, hwaddr addr,
367                                            Node *nodes, MemoryRegionSection *sections)
368 {
369     PhysPageEntry *p;
370     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
371     int i;
372
373     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
374         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
375             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
376         }
377         p = nodes[lp.ptr];
378         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
379     }
380
381     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
382         return &sections[lp.ptr];
383     } else {
384         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
385     }
386 }
387
388 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
389 {
390     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
391         && mr != &io_mem_watch;
392 }
393
394 /* Called from RCU critical section */
395 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
396                                                         hwaddr addr,
397                                                         bool resolve_subpage)
398 {
399     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
400     subpage_t *subpage;
401     bool update;
402
403     if (section && section != &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] &&
404         section_covers_addr(section, addr)) {
405         update = false;
406     } else {
407         section = phys_page_find(d->phys_map, addr, d->map.nodes,
408                                  d->map.sections);
409         update = true;
410     }
411     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
412         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
413         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
414     }
415     if (update) {
416         atomic_set(&d->mru_section, section);
417     }
418     return section;
419 }
420
421 /* Called from RCU critical section */
422 static MemoryRegionSection *
423 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
424                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
425 {
426     MemoryRegionSection *section;
427     MemoryRegion *mr;
428     Int128 diff;
429
430     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
431     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
432     addr -= section->offset_within_address_space;
433
434     /* Compute offset within MemoryRegion */
435     *xlat = addr + section->offset_within_region;
436
437     mr = section->mr;
438
439     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
440      * on their address, without considering adjacent registers that could
441      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
442      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
443      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
444      * here.
445      *
446      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
447      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
448      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
449      */
450     if (memory_region_is_ram(mr)) {
451         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
452         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
453     }
454     return section;
455 }
456
457 /* Called from RCU critical section */
458 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
459                                             bool is_write)
460 {
461     IOMMUTLBEntry iotlb = {0};
462     MemoryRegionSection *section;
463     MemoryRegion *mr;
464
465     for (;;) {
466         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
467         section = address_space_lookup_region(d, addr, false);
468         addr = addr - section->offset_within_address_space
469                + section->offset_within_region;
470         mr = section->mr;
471
472         if (!mr->iommu_ops) {
473             break;
474         }
475
476         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
477         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
478             iotlb.target_as = NULL;
479             break;
480         }
481
482         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
483                 | (addr & iotlb.addr_mask));
484         as = iotlb.target_as;
485     }
486
487     return iotlb;
488 }
489
490 /* Called from RCU critical section */
491 MemoryRegion *address_space_translate(AddressSpace *as, hwaddr addr,
492                                       hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
493                                       bool is_write)
494 {
495     IOMMUTLBEntry iotlb;
496     MemoryRegionSection *section;
497     MemoryRegion *mr;
498
499     for (;;) {
500         AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&as->dispatch);
501         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, true);
502         mr = section->mr;
503
504         if (!mr->iommu_ops) {
505             break;
506         }
507
508         iotlb = mr->iommu_ops->translate(mr, addr, is_write);
509         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
510                 | (addr & iotlb.addr_mask));
511         *plen = MIN(*plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
512         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
513             mr = &io_mem_unassigned;
514             break;
515         }
516
517         as = iotlb.target_as;
518     }
519
520     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
521         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
522         *plen = MIN(page, *plen);
523     }
524
525     *xlat = addr;
526     return mr;
527 }
528
529 /* Called from RCU critical section */
530 MemoryRegionSection *
531 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
532                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
533 {
534     MemoryRegionSection *section;
535     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
536
537     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
538
539     assert(!section->mr->iommu_ops);
540     return section;
541 }
542 #endif
543
544 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
545
546 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
547 {
548     CPUState *cpu = opaque;
549
550     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
551        version_id is increased. */
552     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
553     tlb_flush(cpu);
554
555     return 0;
556 }
557
558 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
559 {
560     CPUState *cpu = opaque;
561
562     cpu->exception_index = -1;
563
564     return 0;
565 }
566
567 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
568 {
569     CPUState *cpu = opaque;
570
571     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
572 }
573
574 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
575     .name = "cpu_common/exception_index",
576     .version_id = 1,
577     .minimum_version_id = 1,
578     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
579     .fields = (VMStateField[]) {
580         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
581         VMSTATE_END_OF_LIST()
582     }
583 };
584
585 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
586 {
587     CPUState *cpu = opaque;
588
589     return cpu->crash_occurred;
590 }
591
592 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
593     .name = "cpu_common/crash_occurred",
594     .version_id = 1,
595     .minimum_version_id = 1,
596     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
597     .fields = (VMStateField[]) {
598         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
599         VMSTATE_END_OF_LIST()
600     }
601 };
602
603 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
604     .name = "cpu_common",
605     .version_id = 1,
606     .minimum_version_id = 1,
607     .pre_load = cpu_common_pre_load,
608     .post_load = cpu_common_post_load,
609     .fields = (VMStateField[]) {
610         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
611         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
612         VMSTATE_END_OF_LIST()
613     },
614     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
615         &vmstate_cpu_common_exception_index,
616         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
617         NULL
618     }
619 };
620
621 #endif
622
623 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
624 {
625     CPUState *cpu;
626
627     CPU_FOREACH(cpu) {
628         if (cpu->cpu_index == index) {
629             return cpu;
630         }
631     }
632
633     return NULL;
634 }
635
636 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
637 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, AddressSpace *as, int asidx)
638 {
639     CPUAddressSpace *newas;
640
641     /* Target code should have set num_ases before calling us */
642     assert(asidx < cpu->num_ases);
643
644     if (asidx == 0) {
645         /* address space 0 gets the convenience alias */
646         cpu->as = as;
647     }
648
649     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
650     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
651
652     if (!cpu->cpu_ases) {
653         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
654     }
655
656     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
657     newas->cpu = cpu;
658     newas->as = as;
659     if (tcg_enabled()) {
660         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
661         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
662     }
663 }
664
665 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
666 {
667     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
668     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
669 }
670 #endif
671
672 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
673 {
674     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
675
676     cpu_list_remove(cpu);
677
678     if (cc->vmsd != NULL) {
679         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
680     }
681     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
682         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
683     }
684 }
685
686 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
687 {
688     cpu->as = NULL;
689     cpu->num_ases = 0;
690
691 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
692     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
693
694     /* This is a softmmu CPU object, so create a property for it
695      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
696      * because that file is compiled only once for both user-mode
697      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
698      * the system address space.
699      */
700     object_property_add_link(OBJECT(cpu), "memory", TYPE_MEMORY_REGION,
701                              (Object **)&cpu->memory,
702                              qdev_prop_allow_set_link_before_realize,
703                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE,
704                              &error_abort);
705     cpu->memory = system_memory;
706     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
707 #endif
708 }
709
710 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
711 {
712     CPUClass *cc ATTRIBUTE_UNUSED = CPU_GET_CLASS(cpu);
713
714     cpu_list_add(cpu);
715
716 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
717     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
718         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
719     }
720     if (cc->vmsd != NULL) {
721         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
722     }
723 #endif
724 }
725
726 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
727 {
728     /* Flush the whole TB as this will not have race conditions
729      * even if we don't have proper locking yet.
730      * Ideally we would just invalidate the TBs for the
731      * specified PC.
732      */
733     tb_flush(cpu);
734 }
735
736 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
737 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
738
739 {
740 }
741
742 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
743                           int flags)
744 {
745     return -ENOSYS;
746 }
747
748 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
749 {
750 }
751
752 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
753                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
754 {
755     return -ENOSYS;
756 }
757 #else
758 /* Add a watchpoint.  */
759 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
760                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
761 {
762     CPUWatchpoint *wp;
763
764     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
765     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
766         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
767                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
768         return -EINVAL;
769     }
770     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
771
772     wp->vaddr = addr;
773     wp->len = len;
774     wp->flags = flags;
775
776     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
777     if (flags & BP_GDB) {
778         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
779     } else {
780         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
781     }
782
783     tlb_flush_page(cpu, addr);
784
785     if (watchpoint)
786         *watchpoint = wp;
787     return 0;
788 }
789
790 /* Remove a specific watchpoint.  */
791 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
792                           int flags)
793 {
794     CPUWatchpoint *wp;
795
796     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
797         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
798                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
799             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
800             return 0;
801         }
802     }
803     return -ENOENT;
804 }
805
806 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
807 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
808 {
809     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
810
811     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
812
813     g_free(watchpoint);
814 }
815
816 /* Remove all matching watchpoints.  */
817 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
818 {
819     CPUWatchpoint *wp, *next;
820
821     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
822         if (wp->flags & mask) {
823             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
824         }
825     }
826 }
827
828 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
829  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
830  * partially or completely with the address range covered by the
831  * access).
832  */
833 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
834                                                   vaddr addr,
835                                                   vaddr len)
836 {
837     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
838      * required to avoid errors in the case where the range ends
839      * exactly at the top of the address space and so addr + len
840      * wraps round to zero.
841      */
842     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
843     vaddr addrend = addr + len - 1;
844
845     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
846 }
847
848 #endif
849
850 /* Add a breakpoint.  */
851 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
852                           CPUBreakpoint **breakpoint)
853 {
854     CPUBreakpoint *bp;
855
856     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
857
858     bp->pc = pc;
859     bp->flags = flags;
860
861     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
862     if (flags & BP_GDB) {
863         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
864     } else {
865         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
866     }
867
868     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
869
870     if (breakpoint) {
871         *breakpoint = bp;
872     }
873     return 0;
874 }
875
876 /* Remove a specific breakpoint.  */
877 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
878 {
879     CPUBreakpoint *bp;
880
881     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
882         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
883             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
884             return 0;
885         }
886     }
887     return -ENOENT;
888 }
889
890 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
891 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
892 {
893     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
894
895     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
896
897     g_free(breakpoint);
898 }
899
900 /* Remove all matching breakpoints. */
901 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
902 {
903     CPUBreakpoint *bp, *next;
904
905     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
906         if (bp->flags & mask) {
907             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
908         }
909     }
910 }
911
912 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
913    CPU loop after each instruction */
914 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
915 {
916     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
917         cpu->singlestep_enabled = enabled;
918         if (kvm_enabled()) {
919             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
920         } else {
921             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
922             /* XXX: only flush what is necessary */
923             tb_flush(cpu);
924         }
925     }
926 }
927
928 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
929 {
930     va_list ap;
931     va_list ap2;
932
933     va_start(ap, fmt);
934     va_copy(ap2, ap);
935     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
936     vfprintf(stderr, fmt, ap);
937     fprintf(stderr, "\n");
938     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
939     if (qemu_log_separate()) {
940         qemu_log_lock();
941         qemu_log("qemu: fatal: ");
942         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
943         qemu_log("\n");
944         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
945         qemu_log_flush();
946         qemu_log_unlock();
947         qemu_log_close();
948     }
949     va_end(ap2);
950     va_end(ap);
951     replay_finish();
952 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
953     {
954         struct sigaction act;
955         sigfillset(&act.sa_mask);
956         act.sa_handler = SIG_DFL;
957         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
958     }
959 #endif
960     abort();
961 }
962
963 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
964 /* Called from RCU critical section */
965 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
966 {
967     RAMBlock *block;
968
969     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
970     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
971         return block;
972     }
973     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
974         if (addr - block->offset < block->max_length) {
975             goto found;
976         }
977     }
978
979     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
980     abort();
981
982 found:
983     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
984      * is what happens:
985      *
986      *     mru_block = xxx
987      *     rcu_read_unlock()
988      *                                        xxx removed from list
989      *                  rcu_read_lock()
990      *                  read mru_block
991      *                                        mru_block = NULL;
992      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
993      *                  rcu_read_unlock()
994      *
995      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
996      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
997      * copy of the pointer.
998      */
999     ram_list.mru_block = block;
1000     return block;
1001 }
1002
1003 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1004 {
1005     CPUState *cpu;
1006     ram_addr_t start1;
1007     RAMBlock *block;
1008     ram_addr_t end;
1009
1010     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1011     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1012
1013     rcu_read_lock();
1014     block = qemu_get_ram_block(start);
1015     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1016     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1017     CPU_FOREACH(cpu) {
1018         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1019     }
1020     rcu_read_unlock();
1021 }
1022
1023 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1024 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1025                                               ram_addr_t length,
1026                                               unsigned client)
1027 {
1028     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1029     unsigned long end, page;
1030     bool dirty = false;
1031
1032     if (length == 0) {
1033         return false;
1034     }
1035
1036     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1037     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1038
1039     rcu_read_lock();
1040
1041     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1042
1043     while (page < end) {
1044         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1045         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1046         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1047
1048         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1049                                               offset, num);
1050         page += num;
1051     }
1052
1053     rcu_read_unlock();
1054
1055     if (dirty && tcg_enabled()) {
1056         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1057     }
1058
1059     return dirty;
1060 }
1061
1062 /* Called from RCU critical section */
1063 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1064                                        MemoryRegionSection *section,
1065                                        target_ulong vaddr,
1066                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1067                                        int prot,
1068                                        target_ulong *address)
1069 {
1070     hwaddr iotlb;
1071     CPUWatchpoint *wp;
1072
1073     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1074         /* Normal RAM.  */
1075         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1076         if (!section->readonly) {
1077             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1078         } else {
1079             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1080         }
1081     } else {
1082         AddressSpaceDispatch *d;
1083
1084         d = atomic_rcu_read(&section->address_space->dispatch);
1085         iotlb = section - d->map.sections;
1086         iotlb += xlat;
1087     }
1088
1089     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1090        watchpoint trap routines.  */
1091     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1092         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1093             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1094             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1095                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1096                 *address |= TLB_MMIO;
1097                 break;
1098             }
1099         }
1100     }
1101
1102     return iotlb;
1103 }
1104 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1105
1106 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1107
1108 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1109                              uint16_t section);
1110 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base);
1111
1112 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align) =
1113                                qemu_anon_ram_alloc;
1114
1115 /*
1116  * Set a custom physical guest memory alloator.
1117  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1118  * get rid of it eventually.
1119  */
1120 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align))
1121 {
1122     phys_mem_alloc = alloc;
1123 }
1124
1125 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1126                                  MemoryRegionSection *section)
1127 {
1128     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1129      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1130      * never overflow into the page-aligned value.
1131      */
1132     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1133
1134     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1135         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1136         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1137                                 map->sections_nb_alloc);
1138     }
1139     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1140     memory_region_ref(section->mr);
1141     return map->sections_nb++;
1142 }
1143
1144 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1145 {
1146     bool have_sub_page = mr->subpage;
1147
1148     memory_region_unref(mr);
1149
1150     if (have_sub_page) {
1151         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1152         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1153         g_free(subpage);
1154     }
1155 }
1156
1157 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1158 {
1159     while (map->sections_nb > 0) {
1160         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1161         phys_section_destroy(section->mr);
1162     }
1163     g_free(map->sections);
1164     g_free(map->nodes);
1165 }
1166
1167 static void register_subpage(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegionSection *section)
1168 {
1169     subpage_t *subpage;
1170     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1171         & TARGET_PAGE_MASK;
1172     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d->phys_map, base,
1173                                                    d->map.nodes, d->map.sections);
1174     MemoryRegionSection subsection = {
1175         .offset_within_address_space = base,
1176         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1177     };
1178     hwaddr start, end;
1179
1180     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1181
1182     if (!(existing->mr->subpage)) {
1183         subpage = subpage_init(d->as, base);
1184         subsection.address_space = d->as;
1185         subsection.mr = &subpage->iomem;
1186         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1187                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1188     } else {
1189         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1190     }
1191     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1192     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1193     subpage_register(subpage, start, end,
1194                      phys_section_add(&d->map, section));
1195 }
1196
1197
1198 static void register_multipage(AddressSpaceDispatch *d,
1199                                MemoryRegionSection *section)
1200 {
1201     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1202     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1203     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1204                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1205
1206     assert(num_pages);
1207     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1208 }
1209
1210 static void mem_add(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
1211 {
1212     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
1213     AddressSpaceDispatch *d = as->next_dispatch;
1214     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1215     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1216
1217     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1218         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1219                        - now.offset_within_address_space;
1220
1221         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1222         register_subpage(d, &now);
1223     } else {
1224         now.size = int128_zero();
1225     }
1226     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1227         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1228         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1229         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1230         now = remain;
1231         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1232             register_subpage(d, &now);
1233         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1234             now.size = page_size;
1235             register_subpage(d, &now);
1236         } else {
1237             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1238             register_multipage(d, &now);
1239         }
1240     }
1241 }
1242
1243 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1244 {
1245     if (kvm_enabled())
1246         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1247 }
1248
1249 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1250 {
1251     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1252 }
1253
1254 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1255 {
1256     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1257 }
1258
1259 #ifdef __linux__
1260 static int64_t get_file_size(int fd)
1261 {
1262     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1263     if (size < 0) {
1264         return -errno;
1265     }
1266     return size;
1267 }
1268
1269 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1270                             ram_addr_t memory,
1271                             const char *path,
1272                             Error **errp)
1273 {
1274     bool unlink_on_error = false;
1275     char *filename;
1276     char *sanitized_name;
1277     char *c;
1278     void *area = MAP_FAILED;
1279     int fd = -1;
1280     int64_t file_size;
1281
1282     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
1283         error_setg(errp,
1284                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
1285         return NULL;
1286     }
1287
1288     for (;;) {
1289         fd = open(path, O_RDWR);
1290         if (fd >= 0) {
1291             /* @path names an existing file, use it */
1292             break;
1293         }
1294         if (errno == ENOENT) {
1295             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1296             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1297             if (fd >= 0) {
1298                 unlink_on_error = true;
1299                 break;
1300             }
1301         } else if (errno == EISDIR) {
1302             /* @path names a directory, create a file there */
1303             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1304             sanitized_name = g_strdup(memory_region_name(block->mr));
1305             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1306                 if (*c == '/') {
1307                     *c = '_';
1308                 }
1309             }
1310
1311             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1312                                        sanitized_name);
1313             g_free(sanitized_name);
1314
1315             fd = mkstemp(filename);
1316             if (fd >= 0) {
1317                 unlink(filename);
1318                 g_free(filename);
1319                 break;
1320             }
1321             g_free(filename);
1322         }
1323         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1324             error_setg_errno(errp, errno,
1325                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1326                              path);
1327             goto error;
1328         }
1329         /*
1330          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1331          * something else creates the file between our two open().
1332          */
1333     }
1334
1335     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1336     block->mr->align = block->page_size;
1337 #if defined(__s390x__)
1338     if (kvm_enabled()) {
1339         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1340     }
1341 #endif
1342
1343     file_size = get_file_size(fd);
1344
1345     if (memory < block->page_size) {
1346         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1347                    "or larger than page size 0x%zx",
1348                    memory, block->page_size);
1349         goto error;
1350     }
1351
1352     if (file_size > 0 && file_size < memory) {
1353         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
1354                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
1355                    path, file_size, memory);
1356         goto error;
1357     }
1358
1359     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1360
1361     /*
1362      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1363      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1364      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1365      * mmap will fail.
1366      *
1367      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1368      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1369      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1370      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1371      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1372      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1373      * is disabled as well.
1374      */
1375     if (!file_size && ftruncate(fd, memory)) {
1376         perror("ftruncate");
1377     }
1378
1379     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1380                          block->flags & RAM_SHARED);
1381     if (area == MAP_FAILED) {
1382         error_setg_errno(errp, errno,
1383                          "unable to map backing store for guest RAM");
1384         goto error;
1385     }
1386
1387     if (mem_prealloc) {
1388         os_mem_prealloc(fd, area, memory, errp);
1389         if (errp && *errp) {
1390             goto error;
1391         }
1392     }
1393
1394     block->fd = fd;
1395     return area;
1396
1397 error:
1398     if (area != MAP_FAILED) {
1399         qemu_ram_munmap(area, memory);
1400     }
1401     if (unlink_on_error) {
1402         unlink(path);
1403     }
1404     if (fd != -1) {
1405         close(fd);
1406     }
1407     return NULL;
1408 }
1409 #endif
1410
1411 /* Called with the ramlist lock held.  */
1412 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1413 {
1414     RAMBlock *block, *next_block;
1415     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1416
1417     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1418
1419     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1420         return 0;
1421     }
1422
1423     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1424         ram_addr_t end, next = RAM_ADDR_MAX;
1425
1426         end = block->offset + block->max_length;
1427
1428         QLIST_FOREACH_RCU(next_block, &ram_list.blocks, next) {
1429             if (next_block->offset >= end) {
1430                 next = MIN(next, next_block->offset);
1431             }
1432         }
1433         if (next - end >= size && next - end < mingap) {
1434             offset = end;
1435             mingap = next - end;
1436         }
1437     }
1438
1439     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1440         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1441                 (uint64_t)size);
1442         abort();
1443     }
1444
1445     return offset;
1446 }
1447
1448 ram_addr_t last_ram_offset(void)
1449 {
1450     RAMBlock *block;
1451     ram_addr_t last = 0;
1452
1453     rcu_read_lock();
1454     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1455         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1456     }
1457     rcu_read_unlock();
1458     return last;
1459 }
1460
1461 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1462 {
1463     int ret;
1464
1465     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1466     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1467         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1468         if (ret) {
1469             perror("qemu_madvise");
1470             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1471                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1472         }
1473     }
1474 }
1475
1476 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1477 {
1478     return rb->idstr;
1479 }
1480
1481 /* Called with iothread lock held.  */
1482 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1483 {
1484     RAMBlock *block;
1485
1486     assert(new_block);
1487     assert(!new_block->idstr[0]);
1488
1489     if (dev) {
1490         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1491         if (id) {
1492             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1493             g_free(id);
1494         }
1495     }
1496     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1497
1498     rcu_read_lock();
1499     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1500         if (block != new_block &&
1501             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1502             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1503                     new_block->idstr);
1504             abort();
1505         }
1506     }
1507     rcu_read_unlock();
1508 }
1509
1510 /* Called with iothread lock held.  */
1511 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1512 {
1513     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1514      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1515      * does not work anyway.
1516      */
1517     if (block) {
1518         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1519     }
1520 }
1521
1522 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1523 {
1524     return rb->page_size;
1525 }
1526
1527 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1528 {
1529     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1530         /* disabled by the user */
1531         return 0;
1532     }
1533
1534     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1535 }
1536
1537 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1538  * incoming migration, or right after reset.
1539  *
1540  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1541  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1542  * misuse, if necessary.
1543  */
1544 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1545 {
1546     assert(block);
1547
1548     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1549
1550     if (block->used_length == newsize) {
1551         return 0;
1552     }
1553
1554     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1555         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1556                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1557                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1558                          newsize, block->used_length);
1559         return -EINVAL;
1560     }
1561
1562     if (block->max_length < newsize) {
1563         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1564                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1565                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1566                          newsize, block->max_length);
1567         return -EINVAL;
1568     }
1569
1570     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1571     block->used_length = newsize;
1572     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1573                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1574     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1575     if (block->resized) {
1576         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1577     }
1578     return 0;
1579 }
1580
1581 /* Called with ram_list.mutex held */
1582 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1583                                 ram_addr_t new_ram_size)
1584 {
1585     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1586                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1587     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1588                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1589     int i;
1590
1591     /* Only need to extend if block count increased */
1592     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1593         return;
1594     }
1595
1596     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1597         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1598         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1599         int j;
1600
1601         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1602         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1603                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1604
1605         if (old_num_blocks) {
1606             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1607                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1608         }
1609
1610         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1611             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1612         }
1613
1614         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1615
1616         if (old_blocks) {
1617             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1618         }
1619     }
1620 }
1621
1622 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp)
1623 {
1624     RAMBlock *block;
1625     RAMBlock *last_block = NULL;
1626     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1627     Error *err = NULL;
1628
1629     old_ram_size = last_ram_offset() >> TARGET_PAGE_BITS;
1630
1631     qemu_mutex_lock_ramlist();
1632     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1633
1634     if (!new_block->host) {
1635         if (xen_enabled()) {
1636             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1637                           new_block->mr, &err);
1638             if (err) {
1639                 error_propagate(errp, err);
1640                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1641                 return;
1642             }
1643         } else {
1644             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1645                                              &new_block->mr->align);
1646             if (!new_block->host) {
1647                 error_setg_errno(errp, errno,
1648                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1649                                  memory_region_name(new_block->mr));
1650                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1651                 return;
1652             }
1653             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1654         }
1655     }
1656
1657     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
1658               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
1659     if (new_ram_size > old_ram_size) {
1660         migration_bitmap_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1661         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
1662     }
1663     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
1664      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
1665      * tail, so save the last element in last_block.
1666      */
1667     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1668         last_block = block;
1669         if (block->max_length < new_block->max_length) {
1670             break;
1671         }
1672     }
1673     if (block) {
1674         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
1675     } else if (last_block) {
1676         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
1677     } else { /* list is empty */
1678         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
1679     }
1680     ram_list.mru_block = NULL;
1681
1682     /* Write list before version */
1683     smp_wmb();
1684     ram_list.version++;
1685     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1686
1687     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
1688                                         new_block->used_length,
1689                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1690
1691     if (new_block->host) {
1692         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
1693         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
1694         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
1695         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
1696         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
1697     }
1698 }
1699
1700 #ifdef __linux__
1701 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
1702                                    bool share, const char *mem_path,
1703                                    Error **errp)
1704 {
1705     RAMBlock *new_block;
1706     Error *local_err = NULL;
1707
1708     if (xen_enabled()) {
1709         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
1710         return NULL;
1711     }
1712
1713     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
1714         /*
1715          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
1716          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
1717          * a hook there.
1718          */
1719         error_setg(errp,
1720                    "-mem-path not supported with this accelerator");
1721         return NULL;
1722     }
1723
1724     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1725     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1726     new_block->mr = mr;
1727     new_block->used_length = size;
1728     new_block->max_length = size;
1729     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
1730     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size,
1731                                      mem_path, errp);
1732     if (!new_block->host) {
1733         g_free(new_block);
1734         return NULL;
1735     }
1736
1737     ram_block_add(new_block, &local_err);
1738     if (local_err) {
1739         g_free(new_block);
1740         error_propagate(errp, local_err);
1741         return NULL;
1742     }
1743     return new_block;
1744 }
1745 #endif
1746
1747 static
1748 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
1749                                   void (*resized)(const char*,
1750                                                   uint64_t length,
1751                                                   void *host),
1752                                   void *host, bool resizeable,
1753                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
1754 {
1755     RAMBlock *new_block;
1756     Error *local_err = NULL;
1757
1758     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
1759     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
1760     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
1761     new_block->mr = mr;
1762     new_block->resized = resized;
1763     new_block->used_length = size;
1764     new_block->max_length = max_size;
1765     assert(max_size >= size);
1766     new_block->fd = -1;
1767     new_block->page_size = getpagesize();
1768     new_block->host = host;
1769     if (host) {
1770         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
1771     }
1772     if (resizeable) {
1773         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
1774     }
1775     ram_block_add(new_block, &local_err);
1776     if (local_err) {
1777         g_free(new_block);
1778         error_propagate(errp, local_err);
1779         return NULL;
1780     }
1781     return new_block;
1782 }
1783
1784 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
1785                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
1786 {
1787     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false, mr, errp);
1788 }
1789
1790 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr, Error **errp)
1791 {
1792     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false, mr, errp);
1793 }
1794
1795 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
1796                                      void (*resized)(const char*,
1797                                                      uint64_t length,
1798                                                      void *host),
1799                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
1800 {
1801     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true, mr, errp);
1802 }
1803
1804 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
1805 {
1806     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1807         ;
1808     } else if (xen_enabled()) {
1809         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
1810 #ifndef _WIN32
1811     } else if (block->fd >= 0) {
1812         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
1813         close(block->fd);
1814 #endif
1815     } else {
1816         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
1817     }
1818     g_free(block);
1819 }
1820
1821 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
1822 {
1823     if (!block) {
1824         return;
1825     }
1826
1827     if (block->host) {
1828         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
1829     }
1830
1831     qemu_mutex_lock_ramlist();
1832     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
1833     ram_list.mru_block = NULL;
1834     /* Write list before version */
1835     smp_wmb();
1836     ram_list.version++;
1837     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
1838     qemu_mutex_unlock_ramlist();
1839 }
1840
1841 #ifndef _WIN32
1842 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
1843 {
1844     RAMBlock *block;
1845     ram_addr_t offset;
1846     int flags;
1847     void *area, *vaddr;
1848
1849     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1850         offset = addr - block->offset;
1851         if (offset < block->max_length) {
1852             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
1853             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
1854                 ;
1855             } else if (xen_enabled()) {
1856                 abort();
1857             } else {
1858                 flags = MAP_FIXED;
1859                 if (block->fd >= 0) {
1860                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
1861                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
1862                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1863                                 flags, block->fd, offset);
1864                 } else {
1865                     /*
1866                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
1867                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
1868                      * we'd need a remap hook here.
1869                      */
1870                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
1871
1872                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
1873                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
1874                                 flags, -1, 0);
1875                 }
1876                 if (area != vaddr) {
1877                     fprintf(stderr, "Could not remap addr: "
1878                             RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "\n",
1879                             length, addr);
1880                     exit(1);
1881                 }
1882                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
1883                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
1884             }
1885         }
1886     }
1887 }
1888 #endif /* !_WIN32 */
1889
1890 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
1891  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
1892  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
1893  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
1894  *
1895  * Called within RCU critical section.
1896  */
1897 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
1898 {
1899     RAMBlock *block = ram_block;
1900
1901     if (block == NULL) {
1902         block = qemu_get_ram_block(addr);
1903         addr -= block->offset;
1904     }
1905
1906     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1907         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1908          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1909          * In that case just map until the end of the page.
1910          */
1911         if (block->offset == 0) {
1912             return xen_map_cache(addr, 0, 0);
1913         }
1914
1915         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1916     }
1917     return ramblock_ptr(block, addr);
1918 }
1919
1920 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
1921  * but takes a size argument.
1922  *
1923  * Called within RCU critical section.
1924  */
1925 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
1926                                  hwaddr *size)
1927 {
1928     RAMBlock *block = ram_block;
1929     if (*size == 0) {
1930         return NULL;
1931     }
1932
1933     if (block == NULL) {
1934         block = qemu_get_ram_block(addr);
1935         addr -= block->offset;
1936     }
1937     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
1938
1939     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
1940         /* We need to check if the requested address is in the RAM
1941          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
1942          * In that case just map the requested area.
1943          */
1944         if (block->offset == 0) {
1945             return xen_map_cache(addr, *size, 1);
1946         }
1947
1948         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1);
1949     }
1950
1951     return ramblock_ptr(block, addr);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
1956  * in that RAMBlock.
1957  *
1958  * ptr: Host pointer to look up
1959  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
1960  * *ram_addr: set to result ram_addr
1961  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
1962  *
1963  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
1964  *
1965  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
1966  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
1967  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
1968  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
1969  * ram_addr_t.
1970  */
1971 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
1972                                    ram_addr_t *offset)
1973 {
1974     RAMBlock *block;
1975     uint8_t *host = ptr;
1976
1977     if (xen_enabled()) {
1978         ram_addr_t ram_addr;
1979         rcu_read_lock();
1980         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
1981         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
1982         if (block) {
1983             *offset = ram_addr - block->offset;
1984         }
1985         rcu_read_unlock();
1986         return block;
1987     }
1988
1989     rcu_read_lock();
1990     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1991     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
1992         goto found;
1993     }
1994
1995     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
1996         /* This case append when the block is not mapped. */
1997         if (block->host == NULL) {
1998             continue;
1999         }
2000         if (host - block->host < block->max_length) {
2001             goto found;
2002         }
2003     }
2004
2005     rcu_read_unlock();
2006     return NULL;
2007
2008 found:
2009     *offset = (host - block->host);
2010     if (round_offset) {
2011         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2012     }
2013     rcu_read_unlock();
2014     return block;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Finds the named RAMBlock
2019  *
2020  * name: The name of RAMBlock to find
2021  *
2022  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2023  */
2024 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2025 {
2026     RAMBlock *block;
2027
2028     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
2029         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2030             return block;
2031         }
2032     }
2033
2034     return NULL;
2035 }
2036
2037 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2038    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2039 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2040 {
2041     RAMBlock *block;
2042     ram_addr_t offset;
2043
2044     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2045     if (!block) {
2046         return RAM_ADDR_INVALID;
2047     }
2048
2049     return block->offset + offset;
2050 }
2051
2052 /* Called within RCU critical section.  */
2053 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2054                                uint64_t val, unsigned size)
2055 {
2056     bool locked = false;
2057
2058     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2059         locked = true;
2060         tb_lock();
2061         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2062     }
2063     switch (size) {
2064     case 1:
2065         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2066         break;
2067     case 2:
2068         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2069         break;
2070     case 4:
2071         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2072         break;
2073     default:
2074         abort();
2075     }
2076
2077     if (locked) {
2078         tb_unlock();
2079     }
2080
2081     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2082      * the notdirty callback faster.
2083      */
2084     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ram_addr, size,
2085                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2086     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2087        flushed */
2088     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ram_addr)) {
2089         tlb_set_dirty(current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr);
2090     }
2091 }
2092
2093 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2094                                  unsigned size, bool is_write)
2095 {
2096     return is_write;
2097 }
2098
2099 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2100     .write = notdirty_mem_write,
2101     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2102     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2103 };
2104
2105 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2106 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2107 {
2108     CPUState *cpu = current_cpu;
2109     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2110     CPUArchState *env = cpu->env_ptr;
2111     target_ulong pc, cs_base;
2112     target_ulong vaddr;
2113     CPUWatchpoint *wp;
2114     uint32_t cpu_flags;
2115
2116     if (cpu->watchpoint_hit) {
2117         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2118          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2119          * current instruction. */
2120         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2121         return;
2122     }
2123     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2124     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2125     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2126         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2127             && (wp->flags & flags)) {
2128             if (flags == BP_MEM_READ) {
2129                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2130             } else {
2131                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2132             }
2133             wp->hitaddr = vaddr;
2134             wp->hitattrs = attrs;
2135             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2136                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2137                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2138                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2139                     continue;
2140                 }
2141                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2142
2143                 /* Both tb_lock and iothread_mutex will be reset when
2144                  * cpu_loop_exit or cpu_loop_exit_noexc longjmp
2145                  * back into the cpu_exec main loop.
2146                  */
2147                 tb_lock();
2148                 tb_check_watchpoint(cpu);
2149                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2150                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2151                     cpu_loop_exit(cpu);
2152                 } else {
2153                     cpu_get_tb_cpu_state(env, &pc, &cs_base, &cpu_flags);
2154                     tb_gen_code(cpu, pc, cs_base, cpu_flags, 1);
2155                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2156                 }
2157             }
2158         } else {
2159             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2160         }
2161     }
2162 }
2163
2164 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2165    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2166    phys routines.  */
2167 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2168                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2169 {
2170     MemTxResult res;
2171     uint64_t data;
2172     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2173     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2174
2175     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2176     switch (size) {
2177     case 1:
2178         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2179         break;
2180     case 2:
2181         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2182         break;
2183     case 4:
2184         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2185         break;
2186     default: abort();
2187     }
2188     *pdata = data;
2189     return res;
2190 }
2191
2192 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2193                                    uint64_t val, unsigned size,
2194                                    MemTxAttrs attrs)
2195 {
2196     MemTxResult res;
2197     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2198     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2199
2200     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2201     switch (size) {
2202     case 1:
2203         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2204         break;
2205     case 2:
2206         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2207         break;
2208     case 4:
2209         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2210         break;
2211     default: abort();
2212     }
2213     return res;
2214 }
2215
2216 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2217     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2218     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2219     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2220 };
2221
2222 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2223                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2224 {
2225     subpage_t *subpage = opaque;
2226     uint8_t buf[8];
2227     MemTxResult res;
2228
2229 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2230     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2231            subpage, len, addr);
2232 #endif
2233     res = address_space_read(subpage->as, addr + subpage->base,
2234                              attrs, buf, len);
2235     if (res) {
2236         return res;
2237     }
2238     switch (len) {
2239     case 1:
2240         *data = ldub_p(buf);
2241         return MEMTX_OK;
2242     case 2:
2243         *data = lduw_p(buf);
2244         return MEMTX_OK;
2245     case 4:
2246         *data = ldl_p(buf);
2247         return MEMTX_OK;
2248     case 8:
2249         *data = ldq_p(buf);
2250         return MEMTX_OK;
2251     default:
2252         abort();
2253     }
2254 }
2255
2256 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2257                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2258 {
2259     subpage_t *subpage = opaque;
2260     uint8_t buf[8];
2261
2262 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2263     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2264            " value %"PRIx64"\n",
2265            __func__, subpage, len, addr, value);
2266 #endif
2267     switch (len) {
2268     case 1:
2269         stb_p(buf, value);
2270         break;
2271     case 2:
2272         stw_p(buf, value);
2273         break;
2274     case 4:
2275         stl_p(buf, value);
2276         break;
2277     case 8:
2278         stq_p(buf, value);
2279         break;
2280     default:
2281         abort();
2282     }
2283     return address_space_write(subpage->as, addr + subpage->base,
2284                                attrs, buf, len);
2285 }
2286
2287 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2288                             unsigned len, bool is_write)
2289 {
2290     subpage_t *subpage = opaque;
2291 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2292     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2293            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2294 #endif
2295
2296     return address_space_access_valid(subpage->as, addr + subpage->base,
2297                                       len, is_write);
2298 }
2299
2300 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2301     .read_with_attrs = subpage_read,
2302     .write_with_attrs = subpage_write,
2303     .impl.min_access_size = 1,
2304     .impl.max_access_size = 8,
2305     .valid.min_access_size = 1,
2306     .valid.max_access_size = 8,
2307     .valid.accepts = subpage_accepts,
2308     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2309 };
2310
2311 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2312                              uint16_t section)
2313 {
2314     int idx, eidx;
2315
2316     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2317         return -1;
2318     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2319     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2320 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2321     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2322            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2323 #endif
2324     for (; idx <= eidx; idx++) {
2325         mmio->sub_section[idx] = section;
2326     }
2327
2328     return 0;
2329 }
2330
2331 static subpage_t *subpage_init(AddressSpace *as, hwaddr base)
2332 {
2333     subpage_t *mmio;
2334
2335     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2336     mmio->as = as;
2337     mmio->base = base;
2338     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2339                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2340     mmio->iomem.subpage = true;
2341 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2342     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2343            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2344 #endif
2345     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2346
2347     return mmio;
2348 }
2349
2350 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, AddressSpace *as,
2351                               MemoryRegion *mr)
2352 {
2353     assert(as);
2354     MemoryRegionSection section = {
2355         .address_space = as,
2356         .mr = mr,
2357         .offset_within_address_space = 0,
2358         .offset_within_region = 0,
2359         .size = int128_2_64(),
2360     };
2361
2362     return phys_section_add(map, &section);
2363 }
2364
2365 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2366 {
2367     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2368     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2369     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2370     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2371
2372     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2373 }
2374
2375 static void io_mem_init(void)
2376 {
2377     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL, NULL, UINT64_MAX);
2378     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2379                           NULL, UINT64_MAX);
2380
2381     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
2382      * which can be called without the iothread mutex.
2383      */
2384     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2385                           NULL, UINT64_MAX);
2386     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
2387
2388     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2389                           NULL, UINT64_MAX);
2390 }
2391
2392 static void mem_begin(MemoryListener *listener)
2393 {
2394     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2395     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2396     uint16_t n;
2397
2398     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_unassigned);
2399     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2400     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_notdirty);
2401     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2402     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_rom);
2403     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2404     n = dummy_section(&d->map, as, &io_mem_watch);
2405     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2406
2407     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2408     d->as = as;
2409     as->next_dispatch = d;
2410 }
2411
2412 static void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2413 {
2414     phys_sections_free(&d->map);
2415     g_free(d);
2416 }
2417
2418 static void mem_commit(MemoryListener *listener)
2419 {
2420     AddressSpace *as = container_of(listener, AddressSpace, dispatch_listener);
2421     AddressSpaceDispatch *cur = as->dispatch;
2422     AddressSpaceDispatch *next = as->next_dispatch;
2423
2424     phys_page_compact_all(next, next->map.nodes_nb);
2425
2426     atomic_rcu_set(&as->dispatch, next);
2427     if (cur) {
2428         call_rcu(cur, address_space_dispatch_free, rcu);
2429     }
2430 }
2431
2432 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2433 {
2434     CPUAddressSpace *cpuas;
2435     AddressSpaceDispatch *d;
2436
2437     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2438        reset the modified entries */
2439     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2440     cpu_reloading_memory_map();
2441     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2442      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2443      * may have split the RCU critical section.
2444      */
2445     d = atomic_rcu_read(&cpuas->as->dispatch);
2446     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2447     tlb_flush(cpuas->cpu);
2448 }
2449
2450 void address_space_init_dispatch(AddressSpace *as)
2451 {
2452     as->dispatch = NULL;
2453     as->dispatch_listener = (MemoryListener) {
2454         .begin = mem_begin,
2455         .commit = mem_commit,
2456         .region_add = mem_add,
2457         .region_nop = mem_add,
2458         .priority = 0,
2459     };
2460     memory_listener_register(&as->dispatch_listener, as);
2461 }
2462
2463 void address_space_unregister(AddressSpace *as)
2464 {
2465     memory_listener_unregister(&as->dispatch_listener);
2466 }
2467
2468 void address_space_destroy_dispatch(AddressSpace *as)
2469 {
2470     AddressSpaceDispatch *d = as->dispatch;
2471
2472     atomic_rcu_set(&as->dispatch, NULL);
2473     if (d) {
2474         call_rcu(d, address_space_dispatch_free, rcu);
2475     }
2476 }
2477
2478 static void memory_map_init(void)
2479 {
2480     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2481
2482     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2483     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2484
2485     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2486     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2487                           65536);
2488     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2489 }
2490
2491 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2492 {
2493     return system_memory;
2494 }
2495
2496 MemoryRegion *get_system_io(void)
2497 {
2498     return system_io;
2499 }
2500
2501 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2502
2503 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2504 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2505 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2506                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2507 {
2508     int l, flags;
2509     target_ulong page;
2510     void * p;
2511
2512     while (len > 0) {
2513         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2514         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2515         if (l > len)
2516             l = len;
2517         flags = page_get_flags(page);
2518         if (!(flags & PAGE_VALID))
2519             return -1;
2520         if (is_write) {
2521             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2522                 return -1;
2523             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2524             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2525                 return -1;
2526             memcpy(p, buf, l);
2527             unlock_user(p, addr, l);
2528         } else {
2529             if (!(flags & PAGE_READ))
2530                 return -1;
2531             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2532             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2533                 return -1;
2534             memcpy(buf, p, l);
2535             unlock_user(p, addr, 0);
2536         }
2537         len -= l;
2538         buf += l;
2539         addr += l;
2540     }
2541     return 0;
2542 }
2543
2544 #else
2545
2546 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2547                                      hwaddr length)
2548 {
2549     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2550     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2551
2552     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2553      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2554      * xen_modified_memory.
2555      */
2556     if (dirty_log_mask) {
2557         dirty_log_mask =
2558             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2559     }
2560     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2561         tb_lock();
2562         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
2563         tb_unlock();
2564         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
2565     }
2566     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
2567 }
2568
2569 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
2570 {
2571     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
2572
2573     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
2574        otherwise specified.  */
2575     if (access_size_max == 0) {
2576         access_size_max = 4;
2577     }
2578
2579     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
2580     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
2581         unsigned align_size_max = addr & -addr;
2582         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
2583             access_size_max = align_size_max;
2584         }
2585     }
2586
2587     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
2588     if (l > access_size_max) {
2589         l = access_size_max;
2590     }
2591     l = pow2floor(l);
2592
2593     return l;
2594 }
2595
2596 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
2597 {
2598     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
2599     bool release_lock = false;
2600
2601     if (unlocked && mr->global_locking) {
2602         qemu_mutex_lock_iothread();
2603         unlocked = false;
2604         release_lock = true;
2605     }
2606     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
2607         if (unlocked) {
2608             qemu_mutex_lock_iothread();
2609         }
2610         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
2611         if (unlocked) {
2612             qemu_mutex_unlock_iothread();
2613         }
2614     }
2615
2616     return release_lock;
2617 }
2618
2619 /* Called within RCU critical section.  */
2620 static MemTxResult address_space_write_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2621                                                 MemTxAttrs attrs,
2622                                                 const uint8_t *buf,
2623                                                 int len, hwaddr addr1,
2624                                                 hwaddr l, MemoryRegion *mr)
2625 {
2626     uint8_t *ptr;
2627     uint64_t val;
2628     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2629     bool release_lock = false;
2630
2631     for (;;) {
2632         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
2633             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2634             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2635             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
2636                potential bugs */
2637             switch (l) {
2638             case 8:
2639                 /* 64 bit write access */
2640                 val = ldq_p(buf);
2641                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
2642                                                        attrs);
2643                 break;
2644             case 4:
2645                 /* 32 bit write access */
2646                 val = (uint32_t)ldl_p(buf);
2647                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
2648                                                        attrs);
2649                 break;
2650             case 2:
2651                 /* 16 bit write access */
2652                 val = lduw_p(buf);
2653                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
2654                                                        attrs);
2655                 break;
2656             case 1:
2657                 /* 8 bit write access */
2658                 val = ldub_p(buf);
2659                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
2660                                                        attrs);
2661                 break;
2662             default:
2663                 abort();
2664             }
2665         } else {
2666             /* RAM case */
2667             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2668             memcpy(ptr, buf, l);
2669             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2670         }
2671
2672         if (release_lock) {
2673             qemu_mutex_unlock_iothread();
2674             release_lock = false;
2675         }
2676
2677         len -= l;
2678         buf += l;
2679         addr += l;
2680
2681         if (!len) {
2682             break;
2683         }
2684
2685         l = len;
2686         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2687     }
2688
2689     return result;
2690 }
2691
2692 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2693                                 const uint8_t *buf, int len)
2694 {
2695     hwaddr l;
2696     hwaddr addr1;
2697     MemoryRegion *mr;
2698     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2699
2700     if (len > 0) {
2701         rcu_read_lock();
2702         l = len;
2703         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2704         result = address_space_write_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2705                                               addr1, l, mr);
2706         rcu_read_unlock();
2707     }
2708
2709     return result;
2710 }
2711
2712 /* Called within RCU critical section.  */
2713 MemTxResult address_space_read_continue(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2714                                         MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
2715                                         int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
2716                                         MemoryRegion *mr)
2717 {
2718     uint8_t *ptr;
2719     uint64_t val;
2720     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2721     bool release_lock = false;
2722
2723     for (;;) {
2724         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
2725             /* I/O case */
2726             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
2727             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2728             switch (l) {
2729             case 8:
2730                 /* 64 bit read access */
2731                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
2732                                                       attrs);
2733                 stq_p(buf, val);
2734                 break;
2735             case 4:
2736                 /* 32 bit read access */
2737                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
2738                                                       attrs);
2739                 stl_p(buf, val);
2740                 break;
2741             case 2:
2742                 /* 16 bit read access */
2743                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
2744                                                       attrs);
2745                 stw_p(buf, val);
2746                 break;
2747             case 1:
2748                 /* 8 bit read access */
2749                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
2750                                                       attrs);
2751                 stb_p(buf, val);
2752                 break;
2753             default:
2754                 abort();
2755             }
2756         } else {
2757             /* RAM case */
2758             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2759             memcpy(buf, ptr, l);
2760         }
2761
2762         if (release_lock) {
2763             qemu_mutex_unlock_iothread();
2764             release_lock = false;
2765         }
2766
2767         len -= l;
2768         buf += l;
2769         addr += l;
2770
2771         if (!len) {
2772             break;
2773         }
2774
2775         l = len;
2776         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2777     }
2778
2779     return result;
2780 }
2781
2782 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2783                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
2784 {
2785     hwaddr l;
2786     hwaddr addr1;
2787     MemoryRegion *mr;
2788     MemTxResult result = MEMTX_OK;
2789
2790     if (len > 0) {
2791         rcu_read_lock();
2792         l = len;
2793         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, false);
2794         result = address_space_read_continue(as, addr, attrs, buf, len,
2795                                              addr1, l, mr);
2796         rcu_read_unlock();
2797     }
2798
2799     return result;
2800 }
2801
2802 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2803                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
2804 {
2805     if (is_write) {
2806         return address_space_write(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2807     } else {
2808         return address_space_read(as, addr, attrs, (uint8_t *)buf, len);
2809     }
2810 }
2811
2812 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
2813                             int len, int is_write)
2814 {
2815     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
2816                      buf, len, is_write);
2817 }
2818
2819 enum write_rom_type {
2820     WRITE_DATA,
2821     FLUSH_CACHE,
2822 };
2823
2824 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
2825     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
2826 {
2827     hwaddr l;
2828     uint8_t *ptr;
2829     hwaddr addr1;
2830     MemoryRegion *mr;
2831
2832     rcu_read_lock();
2833     while (len > 0) {
2834         l = len;
2835         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
2836
2837         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
2838               memory_region_is_romd(mr))) {
2839             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
2840         } else {
2841             /* ROM/RAM case */
2842             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
2843             switch (type) {
2844             case WRITE_DATA:
2845                 memcpy(ptr, buf, l);
2846                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
2847                 break;
2848             case FLUSH_CACHE:
2849                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
2850                 break;
2851             }
2852         }
2853         len -= l;
2854         buf += l;
2855         addr += l;
2856     }
2857     rcu_read_unlock();
2858 }
2859
2860 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
2861 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
2862                                    const uint8_t *buf, int len)
2863 {
2864     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
2865 }
2866
2867 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
2868 {
2869     /*
2870      * This function should do the same thing as an icache flush that was
2871      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
2872      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
2873      * the host's instruction cache at least.
2874      */
2875     if (tcg_enabled()) {
2876         return;
2877     }
2878
2879     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
2880                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
2881 }
2882
2883 typedef struct {
2884     MemoryRegion *mr;
2885     void *buffer;
2886     hwaddr addr;
2887     hwaddr len;
2888     bool in_use;
2889 } BounceBuffer;
2890
2891 static BounceBuffer bounce;
2892
2893 typedef struct MapClient {
2894     QEMUBH *bh;
2895     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
2896 } MapClient;
2897
2898 QemuMutex map_client_list_lock;
2899 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
2900     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
2901
2902 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
2903 {
2904     QLIST_REMOVE(client, link);
2905     g_free(client);
2906 }
2907
2908 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
2909 {
2910     MapClient *client;
2911
2912     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
2913         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
2914         qemu_bh_schedule(client->bh);
2915         cpu_unregister_map_client_do(client);
2916     }
2917 }
2918
2919 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
2920 {
2921     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
2922
2923     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2924     client->bh = bh;
2925     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
2926     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
2927         cpu_notify_map_clients_locked();
2928     }
2929     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2930 }
2931
2932 void cpu_exec_init_all(void)
2933 {
2934     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
2935     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
2936      * so no more changes can be made after this point.
2937      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
2938      * machine setup would care about the target page size, and we could
2939      * do this much later, rather than requiring board models to state
2940      * up front what their requirements are.
2941      */
2942     finalize_target_page_bits();
2943     io_mem_init();
2944     memory_map_init();
2945     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
2946 }
2947
2948 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
2949 {
2950     MapClient *client;
2951
2952     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2953     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
2954         if (client->bh == bh) {
2955             cpu_unregister_map_client_do(client);
2956             break;
2957         }
2958     }
2959     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2960 }
2961
2962 static void cpu_notify_map_clients(void)
2963 {
2964     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
2965     cpu_notify_map_clients_locked();
2966     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
2967 }
2968
2969 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr, int len, bool is_write)
2970 {
2971     MemoryRegion *mr;
2972     hwaddr l, xlat;
2973
2974     rcu_read_lock();
2975     while (len > 0) {
2976         l = len;
2977         mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
2978         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
2979             l = memory_access_size(mr, l, addr);
2980             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
2981                 rcu_read_unlock();
2982                 return false;
2983             }
2984         }
2985
2986         len -= l;
2987         addr += l;
2988     }
2989     rcu_read_unlock();
2990     return true;
2991 }
2992
2993 static hwaddr
2994 address_space_extend_translation(AddressSpace *as, hwaddr addr, hwaddr target_len,
2995                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
2996                                  bool is_write)
2997 {
2998     hwaddr done = 0;
2999     hwaddr xlat;
3000     MemoryRegion *this_mr;
3001
3002     for (;;) {
3003         target_len -= len;
3004         addr += len;
3005         done += len;
3006         if (target_len == 0) {
3007             return done;
3008         }
3009
3010         len = target_len;
3011         this_mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &len, is_write);
3012         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3013             return done;
3014         }
3015     }
3016 }
3017
3018 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3019  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3020  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3021  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3022  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3023  * likely to succeed.
3024  */
3025 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3026                         hwaddr addr,
3027                         hwaddr *plen,
3028                         bool is_write)
3029 {
3030     hwaddr len = *plen;
3031     hwaddr l, xlat;
3032     MemoryRegion *mr;
3033     void *ptr;
3034
3035     if (len == 0) {
3036         return NULL;
3037     }
3038
3039     l = len;
3040     rcu_read_lock();
3041     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3042
3043     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3044         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3045             rcu_read_unlock();
3046             return NULL;
3047         }
3048         /* Avoid unbounded allocations */
3049         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3050         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3051         bounce.addr = addr;
3052         bounce.len = l;
3053
3054         memory_region_ref(mr);
3055         bounce.mr = mr;
3056         if (!is_write) {
3057             address_space_read(as, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3058                                bounce.buffer, l);
3059         }
3060
3061         rcu_read_unlock();
3062         *plen = l;
3063         return bounce.buffer;
3064     }
3065
3066
3067     memory_region_ref(mr);
3068     *plen = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3069     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen);
3070     rcu_read_unlock();
3071
3072     return ptr;
3073 }
3074
3075 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3076  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3077  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3078  */
3079 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3080                          int is_write, hwaddr access_len)
3081 {
3082     if (buffer != bounce.buffer) {
3083         MemoryRegion *mr;
3084         ram_addr_t addr1;
3085
3086         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3087         assert(mr != NULL);
3088         if (is_write) {
3089             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3090         }
3091         if (xen_enabled()) {
3092             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3093         }
3094         memory_region_unref(mr);
3095         return;
3096     }
3097     if (is_write) {
3098         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3099                             bounce.buffer, access_len);
3100     }
3101     qemu_vfree(bounce.buffer);
3102     bounce.buffer = NULL;
3103     memory_region_unref(bounce.mr);
3104     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3105     cpu_notify_map_clients();
3106 }
3107
3108 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3109                               hwaddr *plen,
3110                               int is_write)
3111 {
3112     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3113 }
3114
3115 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3116                                int is_write, hwaddr access_len)
3117 {
3118     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3119 }
3120
3121 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3122 #define ARG1                     as
3123 #define SUFFIX
3124 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3125 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3126 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3127 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3128 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3129 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3130 #include "memory_ldst.inc.c"
3131
3132 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3133                                  AddressSpace *as,
3134                                  hwaddr addr,
3135                                  hwaddr len,
3136                                  bool is_write)
3137 {
3138     hwaddr l, xlat;
3139     MemoryRegion *mr;
3140     void *ptr;
3141
3142     assert(len > 0);
3143
3144     l = len;
3145     mr = address_space_translate(as, addr, &xlat, &l, is_write);
3146     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3147         return -EINVAL;
3148     }
3149
3150     l = address_space_extend_translation(as, addr, len, mr, xlat, l, is_write);
3151     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, &l);
3152
3153     cache->xlat = xlat;
3154     cache->is_write = is_write;
3155     cache->mr = mr;
3156     cache->ptr = ptr;
3157     cache->len = l;
3158     memory_region_ref(cache->mr);
3159
3160     return l;
3161 }
3162
3163 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3164                                     hwaddr addr,
3165                                     hwaddr access_len)
3166 {
3167     assert(cache->is_write);
3168     invalidate_and_set_dirty(cache->mr, addr + cache->xlat, access_len);
3169 }
3170
3171 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3172 {
3173     if (!cache->mr) {
3174         return;
3175     }
3176
3177     if (xen_enabled()) {
3178         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3179     }
3180     memory_region_unref(cache->mr);
3181     cache->mr = NULL;
3182 }
3183
3184 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3185  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3186  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3187  * address_space_cache_init.
3188  */
3189 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3190     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3191     hwaddr *plen, bool is_write)
3192 {
3193     assert(addr < cache->len && *plen <= cache->len - addr);
3194     *xlat = addr + cache->xlat;
3195     return cache->mr;
3196 }
3197
3198 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3199 #define ARG1                     cache
3200 #define SUFFIX                   _cached
3201 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3202 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3203 #define MAP_RAM(mr, ofs)         (cache->ptr + (ofs - cache->xlat))
3204 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) ((void)0)
3205 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3206 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3207 #include "memory_ldst.inc.c"
3208
3209 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3210 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3211                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3212 {
3213     int l;
3214     hwaddr phys_addr;
3215     target_ulong page;
3216
3217     while (len > 0) {
3218         int asidx;
3219         MemTxAttrs attrs;
3220
3221         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3222         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3223         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3224         /* if no physical page mapped, return an error */
3225         if (phys_addr == -1)
3226             return -1;
3227         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3228         if (l > len)
3229             l = len;
3230         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3231         if (is_write) {
3232             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3233                                           phys_addr, buf, l);
3234         } else {
3235             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3236                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3237                              buf, l, 0);
3238         }
3239         len -= l;
3240         buf += l;
3241         addr += l;
3242     }
3243     return 0;
3244 }
3245
3246 /*
3247  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3248  * target independent.
3249  */
3250 size_t qemu_target_page_bits(void)
3251 {
3252     return TARGET_PAGE_BITS;
3253 }
3254
3255 #endif
3256
3257 /*
3258  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3259  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3260  */
3261 bool target_words_bigendian(void);
3262 bool target_words_bigendian(void)
3263 {
3264 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3265     return true;
3266 #else
3267     return false;
3268 #endif
3269 }
3270
3271 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3272 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3273 {
3274     MemoryRegion*mr;
3275     hwaddr l = 1;
3276     bool res;
3277
3278     rcu_read_lock();
3279     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3280                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3281
3282     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3283     rcu_read_unlock();
3284     return res;
3285 }
3286
3287 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3288 {
3289     RAMBlock *block;
3290     int ret = 0;
3291
3292     rcu_read_lock();
3293     QLIST_FOREACH_RCU(block, &ram_list.blocks, next) {
3294         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3295                    block->used_length, opaque);
3296         if (ret) {
3297             break;
3298         }
3299     }
3300     rcu_read_unlock();
3301     return ret;
3302 }
3303
3304 /*
3305  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3306  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3307  * the OS provides for postcopy.
3308  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3309  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3310  *
3311  */
3312 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3313 {
3314     int ret = -1;
3315
3316     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3317
3318     if ((uintptr_t)host_startaddr & (rb->page_size - 1)) {
3319         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3320                      host_startaddr);
3321         goto err;
3322     }
3323
3324     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3325         uint8_t *host_endaddr = host_startaddr + length;
3326         if ((uintptr_t)host_endaddr & (rb->page_size - 1)) {
3327             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned end address: %p",
3328                          host_endaddr);
3329             goto err;
3330         }
3331
3332         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3333
3334         if (rb->page_size == qemu_host_page_size) {
3335 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3336             /* Note: We need the madvise MADV_DONTNEED behaviour of definitely
3337              * freeing the page.
3338              */
3339             ret = madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3340 #endif
3341         } else {
3342             /* Huge page case  - unfortunately it can't do DONTNEED, but
3343              * it can do the equivalent by FALLOC_FL_PUNCH_HOLE in the
3344              * huge page file.
3345              */
3346 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3347             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3348                             start, length);
3349 #endif
3350         }
3351         if (ret) {
3352             ret = -errno;
3353             error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3354                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3355                          rb->idstr, start, length, ret);
3356         }
3357     } else {
3358         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3359                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3360                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3361     }
3362
3363 err:
3364     return ret;
3365 }
3366
3367 #endif
This page took 0.205262 seconds and 4 git commands to generate.