]> Git Repo - qemu.git/blob - exec.c
Merge remote-tracking branch 'remotes/xtensa/tags/20180409-xtensa' into staging
[qemu.git] / exec.c
1 /*
2  *  Virtual page mapping
3  *
4  *  Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
5  *
6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19 #include "qemu/osdep.h"
20 #include "qapi/error.h"
21
22 #include "qemu/cutils.h"
23 #include "cpu.h"
24 #include "exec/exec-all.h"
25 #include "exec/target_page.h"
26 #include "tcg.h"
27 #include "hw/qdev-core.h"
28 #include "hw/qdev-properties.h"
29 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
30 #include "hw/boards.h"
31 #include "hw/xen/xen.h"
32 #endif
33 #include "sysemu/kvm.h"
34 #include "sysemu/sysemu.h"
35 #include "qemu/timer.h"
36 #include "qemu/config-file.h"
37 #include "qemu/error-report.h"
38 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
39 #include "qemu.h"
40 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
41 #include "hw/hw.h"
42 #include "exec/memory.h"
43 #include "exec/ioport.h"
44 #include "sysemu/dma.h"
45 #include "sysemu/numa.h"
46 #include "sysemu/hw_accel.h"
47 #include "exec/address-spaces.h"
48 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
49 #include "trace-root.h"
50
51 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
52 #include <linux/falloc.h>
53 #endif
54
55 #endif
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 #include "monitor/monitor.h"
73
74 //#define DEBUG_SUBPAGE
75
76 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
77 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
78  * are protected by the ramlist lock.
79  */
80 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
81
82 static MemoryRegion *system_memory;
83 static MemoryRegion *system_io;
84
85 AddressSpace address_space_io;
86 AddressSpace address_space_memory;
87
88 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
89 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
90
91 /* RAM is pre-allocated and passed into qemu_ram_alloc_from_ptr */
92 #define RAM_PREALLOC   (1 << 0)
93
94 /* RAM is mmap-ed with MAP_SHARED */
95 #define RAM_SHARED     (1 << 1)
96
97 /* Only a portion of RAM (used_length) is actually used, and migrated.
98  * This used_length size can change across reboots.
99  */
100 #define RAM_RESIZEABLE (1 << 2)
101
102 /* UFFDIO_ZEROPAGE is available on this RAMBlock to atomically
103  * zero the page and wake waiting processes.
104  * (Set during postcopy)
105  */
106 #define RAM_UF_ZEROPAGE (1 << 3)
107 #endif
108
109 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
110 int target_page_bits;
111 bool target_page_bits_decided;
112 #endif
113
114 struct CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
115 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
116    cpu_exec() */
117 __thread CPUState *current_cpu;
118 /* 0 = Do not count executed instructions.
119    1 = Precise instruction counting.
120    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
121 int use_icount;
122
123 uintptr_t qemu_host_page_size;
124 intptr_t qemu_host_page_mask;
125
126 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
127 {
128     /* The target page size is the lowest common denominator for all
129      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
130      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
131      * a particular size.
132      */
133 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
134     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
135     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
136         if (target_page_bits_decided) {
137             return false;
138         }
139         target_page_bits = bits;
140     }
141 #endif
142     return true;
143 }
144
145 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
146
147 static void finalize_target_page_bits(void)
148 {
149 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
150     if (target_page_bits == 0) {
151         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
152     }
153     target_page_bits_decided = true;
154 #endif
155 }
156
157 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
158
159 struct PhysPageEntry {
160     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
161     uint32_t skip : 6;
162      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
163     uint32_t ptr : 26;
164 };
165
166 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
167
168 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
169 #define ADDR_SPACE_BITS 64
170
171 #define P_L2_BITS 9
172 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
173
174 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
175
176 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
177
178 typedef struct PhysPageMap {
179     struct rcu_head rcu;
180
181     unsigned sections_nb;
182     unsigned sections_nb_alloc;
183     unsigned nodes_nb;
184     unsigned nodes_nb_alloc;
185     Node *nodes;
186     MemoryRegionSection *sections;
187 } PhysPageMap;
188
189 struct AddressSpaceDispatch {
190     MemoryRegionSection *mru_section;
191     /* This is a multi-level map on the physical address space.
192      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
193      */
194     PhysPageEntry phys_map;
195     PhysPageMap map;
196 };
197
198 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
199 typedef struct subpage_t {
200     MemoryRegion iomem;
201     FlatView *fv;
202     hwaddr base;
203     uint16_t sub_section[];
204 } subpage_t;
205
206 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
207 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
208 #define PHYS_SECTION_ROM 2
209 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
210
211 static void io_mem_init(void);
212 static void memory_map_init(void);
213 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
214
215 static MemoryRegion io_mem_watch;
216
217 /**
218  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
219  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
220  * @as: the AddressSpace itself
221  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
222  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
223  */
224 struct CPUAddressSpace {
225     CPUState *cpu;
226     AddressSpace *as;
227     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
228     MemoryListener tcg_as_listener;
229 };
230
231 struct DirtyBitmapSnapshot {
232     ram_addr_t start;
233     ram_addr_t end;
234     unsigned long dirty[];
235 };
236
237 #endif
238
239 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
240
241 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
242 {
243     static unsigned alloc_hint = 16;
244     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
245         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
246         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
247         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
248         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
249     }
250 }
251
252 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
253 {
254     unsigned i;
255     uint32_t ret;
256     PhysPageEntry e;
257     PhysPageEntry *p;
258
259     ret = map->nodes_nb++;
260     p = map->nodes[ret];
261     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
262     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
263
264     e.skip = leaf ? 0 : 1;
265     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
266     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
267         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
268     }
269     return ret;
270 }
271
272 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
273                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
274                                 int level)
275 {
276     PhysPageEntry *p;
277     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
278
279     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
280         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
281     }
282     p = map->nodes[lp->ptr];
283     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
284
285     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
286         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
287             lp->skip = 0;
288             lp->ptr = leaf;
289             *index += step;
290             *nb -= step;
291         } else {
292             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
293         }
294         ++lp;
295     }
296 }
297
298 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
299                           hwaddr index, hwaddr nb,
300                           uint16_t leaf)
301 {
302     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
303     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
304
305     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
306 }
307
308 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
309  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
310  */
311 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
312 {
313     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
314     int valid = 0;
315     PhysPageEntry *p;
316     int i;
317
318     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
319         return;
320     }
321
322     p = nodes[lp->ptr];
323     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
324         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
325             continue;
326         }
327
328         valid_ptr = i;
329         valid++;
330         if (p[i].skip) {
331             phys_page_compact(&p[i], nodes);
332         }
333     }
334
335     /* We can only compress if there's only one child. */
336     if (valid != 1) {
337         return;
338     }
339
340     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
341
342     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
343     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
344         return;
345     }
346
347     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
348     if (!p[valid_ptr].skip) {
349         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
350         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
351          * should never reach here.
352          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
353          * change this rule.
354          */
355         lp->skip = 0;
356     } else {
357         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
358     }
359 }
360
361 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
362 {
363     if (d->phys_map.skip) {
364         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
365     }
366 }
367
368 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
369                                        hwaddr addr)
370 {
371     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
372      * the section must cover the entire address space.
373      */
374     return int128_gethi(section->size) ||
375            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
376                              int128_getlo(section->size), addr);
377 }
378
379 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
380 {
381     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
382     Node *nodes = d->map.nodes;
383     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
384     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
385     int i;
386
387     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
388         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
389             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
390         }
391         p = nodes[lp.ptr];
392         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
393     }
394
395     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
396         return &sections[lp.ptr];
397     } else {
398         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
399     }
400 }
401
402 bool memory_region_is_unassigned(MemoryRegion *mr)
403 {
404     return mr != &io_mem_rom && mr != &io_mem_notdirty && !mr->rom_device
405         && mr != &io_mem_watch;
406 }
407
408 /* Called from RCU critical section */
409 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
410                                                         hwaddr addr,
411                                                         bool resolve_subpage)
412 {
413     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
414     subpage_t *subpage;
415
416     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
417         !section_covers_addr(section, addr)) {
418         section = phys_page_find(d, addr);
419         atomic_set(&d->mru_section, section);
420     }
421     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
422         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
423         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
424     }
425     return section;
426 }
427
428 /* Called from RCU critical section */
429 static MemoryRegionSection *
430 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
431                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
432 {
433     MemoryRegionSection *section;
434     MemoryRegion *mr;
435     Int128 diff;
436
437     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
438     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
439     addr -= section->offset_within_address_space;
440
441     /* Compute offset within MemoryRegion */
442     *xlat = addr + section->offset_within_region;
443
444     mr = section->mr;
445
446     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
447      * on their address, without considering adjacent registers that could
448      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
449      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
450      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
451      * here.
452      *
453      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
454      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
455      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
456      */
457     if (memory_region_is_ram(mr)) {
458         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
459         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
460     }
461     return section;
462 }
463
464 /**
465  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
466  *
467  * @fv: the flat view that we want to translate on
468  * @addr: the address to be translated in above address space
469  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
470  *        cannot be @NULL.
471  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
472  *            can be @NULL when we don't care about it.
473  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
474  *            should only be meaningful for IOMMU translated
475  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
476  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
477  * @is_write: whether the translation operation is for write
478  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
479  *
480  * This function is called from RCU critical section
481  */
482 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
483                                                  hwaddr addr,
484                                                  hwaddr *xlat,
485                                                  hwaddr *plen_out,
486                                                  hwaddr *page_mask_out,
487                                                  bool is_write,
488                                                  bool is_mmio,
489                                                  AddressSpace **target_as)
490 {
491     IOMMUTLBEntry iotlb;
492     MemoryRegionSection *section;
493     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
494     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
495     hwaddr page_mask = (hwaddr)(-1);
496     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
497
498     if (plen_out) {
499         plen = *plen_out;
500     }
501
502     for (;;) {
503         section = address_space_translate_internal(
504                 flatview_to_dispatch(fv), addr, &addr,
505                 &plen, is_mmio);
506
507         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
508         if (!iommu_mr) {
509             break;
510         }
511         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
512
513         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
514                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO);
515         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
516                 | (addr & iotlb.addr_mask));
517         page_mask &= iotlb.addr_mask;
518         plen = MIN(plen, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
519         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
520             goto translate_fail;
521         }
522
523         fv = address_space_to_flatview(iotlb.target_as);
524         *target_as = iotlb.target_as;
525     }
526
527     *xlat = addr;
528
529     if (page_mask == (hwaddr)(-1)) {
530         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
531         page_mask = ~TARGET_PAGE_MASK;
532     }
533
534     if (page_mask_out) {
535         *page_mask_out = page_mask;
536     }
537
538     if (plen_out) {
539         *plen_out = plen;
540     }
541
542     return *section;
543
544 translate_fail:
545     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
546 }
547
548 /* Called from RCU critical section */
549 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
550                                             bool is_write)
551 {
552     MemoryRegionSection section;
553     hwaddr xlat, page_mask;
554
555     /*
556      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
557      * but page mask.
558      */
559     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
560                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as);
561
562     /* Illegal translation */
563     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
564         goto iotlb_fail;
565     }
566
567     /* Convert memory region offset into address space offset */
568     xlat += section.offset_within_address_space -
569         section.offset_within_region;
570
571     return (IOMMUTLBEntry) {
572         .target_as = as,
573         .iova = addr & ~page_mask,
574         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
575         .addr_mask = page_mask,
576         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
577         .perm = IOMMU_RW,
578     };
579
580 iotlb_fail:
581     return (IOMMUTLBEntry) {0};
582 }
583
584 /* Called from RCU critical section */
585 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
586                                  hwaddr *plen, bool is_write)
587 {
588     MemoryRegion *mr;
589     MemoryRegionSection section;
590     AddressSpace *as = NULL;
591
592     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
593     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
594                                     is_write, true, &as);
595     mr = section.mr;
596
597     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
598         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
599         *plen = MIN(page, *plen);
600     }
601
602     return mr;
603 }
604
605 /* Called from RCU critical section */
606 MemoryRegionSection *
607 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
608                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen)
609 {
610     MemoryRegionSection *section;
611     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
612
613     section = address_space_translate_internal(d, addr, xlat, plen, false);
614
615     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
616     return section;
617 }
618 #endif
619
620 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
621
622 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
623 {
624     CPUState *cpu = opaque;
625
626     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
627        version_id is increased. */
628     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
629     tlb_flush(cpu);
630
631     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
632      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
633      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
634      * which will now be stale.
635      */
636     tb_flush(cpu);
637
638     return 0;
639 }
640
641 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
642 {
643     CPUState *cpu = opaque;
644
645     cpu->exception_index = -1;
646
647     return 0;
648 }
649
650 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
651 {
652     CPUState *cpu = opaque;
653
654     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
655 }
656
657 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
658     .name = "cpu_common/exception_index",
659     .version_id = 1,
660     .minimum_version_id = 1,
661     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
662     .fields = (VMStateField[]) {
663         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
664         VMSTATE_END_OF_LIST()
665     }
666 };
667
668 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
669 {
670     CPUState *cpu = opaque;
671
672     return cpu->crash_occurred;
673 }
674
675 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
676     .name = "cpu_common/crash_occurred",
677     .version_id = 1,
678     .minimum_version_id = 1,
679     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
680     .fields = (VMStateField[]) {
681         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
682         VMSTATE_END_OF_LIST()
683     }
684 };
685
686 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
687     .name = "cpu_common",
688     .version_id = 1,
689     .minimum_version_id = 1,
690     .pre_load = cpu_common_pre_load,
691     .post_load = cpu_common_post_load,
692     .fields = (VMStateField[]) {
693         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
694         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
695         VMSTATE_END_OF_LIST()
696     },
697     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
698         &vmstate_cpu_common_exception_index,
699         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
700         NULL
701     }
702 };
703
704 #endif
705
706 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
707 {
708     CPUState *cpu;
709
710     CPU_FOREACH(cpu) {
711         if (cpu->cpu_index == index) {
712             return cpu;
713         }
714     }
715
716     return NULL;
717 }
718
719 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
720 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
721                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
722 {
723     CPUAddressSpace *newas;
724     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
725     char *as_name;
726
727     assert(mr);
728     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
729     address_space_init(as, mr, as_name);
730     g_free(as_name);
731
732     /* Target code should have set num_ases before calling us */
733     assert(asidx < cpu->num_ases);
734
735     if (asidx == 0) {
736         /* address space 0 gets the convenience alias */
737         cpu->as = as;
738     }
739
740     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
741     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
742
743     if (!cpu->cpu_ases) {
744         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
745     }
746
747     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
748     newas->cpu = cpu;
749     newas->as = as;
750     if (tcg_enabled()) {
751         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
752         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
753     }
754 }
755
756 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
757 {
758     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
759     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
760 }
761 #endif
762
763 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
764 {
765     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
766
767     cpu_list_remove(cpu);
768
769     if (cc->vmsd != NULL) {
770         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
771     }
772     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
773         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
774     }
775 }
776
777 Property cpu_common_props[] = {
778 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
779     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
780      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
781      * because that file is compiled only once for both user-mode
782      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
783      * the system address space.
784      */
785     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
786                      MemoryRegion *),
787 #endif
788     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
789 };
790
791 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
792 {
793     cpu->as = NULL;
794     cpu->num_ases = 0;
795
796 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
797     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
798     cpu->memory = system_memory;
799     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
800 #endif
801 }
802
803 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
804 {
805     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
806     static bool tcg_target_initialized;
807
808     cpu_list_add(cpu);
809
810     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
811         tcg_target_initialized = true;
812         cc->tcg_initialize();
813     }
814
815 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
816     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
817         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
818     }
819     if (cc->vmsd != NULL) {
820         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
821     }
822 #endif
823 }
824
825 const char *parse_cpu_model(const char *cpu_model)
826 {
827     ObjectClass *oc;
828     CPUClass *cc;
829     gchar **model_pieces;
830     const char *cpu_type;
831
832     model_pieces = g_strsplit(cpu_model, ",", 2);
833
834     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
835     if (oc == NULL) {
836         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
837         g_strfreev(model_pieces);
838         exit(EXIT_FAILURE);
839     }
840
841     cpu_type = object_class_get_name(oc);
842     cc = CPU_CLASS(oc);
843     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
844     g_strfreev(model_pieces);
845     return cpu_type;
846 }
847
848 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
849 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
850 {
851     mmap_lock();
852     tb_lock();
853     tb_invalidate_phys_page_range(pc, pc + 1, 0);
854     tb_unlock();
855     mmap_unlock();
856 }
857 #else
858 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
859 {
860     MemTxAttrs attrs;
861     hwaddr phys = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, pc, &attrs);
862     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
863     if (phys != -1) {
864         /* Locks grabbed by tb_invalidate_phys_addr */
865         tb_invalidate_phys_addr(cpu->cpu_ases[asidx].as,
866                                 phys | (pc & ~TARGET_PAGE_MASK));
867     }
868 }
869 #endif
870
871 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
872 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
873
874 {
875 }
876
877 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
878                           int flags)
879 {
880     return -ENOSYS;
881 }
882
883 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
884 {
885 }
886
887 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
888                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
889 {
890     return -ENOSYS;
891 }
892 #else
893 /* Add a watchpoint.  */
894 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
895                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
896 {
897     CPUWatchpoint *wp;
898
899     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
900     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
901         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
902                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
903         return -EINVAL;
904     }
905     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
906
907     wp->vaddr = addr;
908     wp->len = len;
909     wp->flags = flags;
910
911     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
912     if (flags & BP_GDB) {
913         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
914     } else {
915         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
916     }
917
918     tlb_flush_page(cpu, addr);
919
920     if (watchpoint)
921         *watchpoint = wp;
922     return 0;
923 }
924
925 /* Remove a specific watchpoint.  */
926 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
927                           int flags)
928 {
929     CPUWatchpoint *wp;
930
931     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
932         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
933                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
934             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
935             return 0;
936         }
937     }
938     return -ENOENT;
939 }
940
941 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
942 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
943 {
944     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
945
946     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
947
948     g_free(watchpoint);
949 }
950
951 /* Remove all matching watchpoints.  */
952 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
953 {
954     CPUWatchpoint *wp, *next;
955
956     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
957         if (wp->flags & mask) {
958             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
959         }
960     }
961 }
962
963 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
964  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
965  * partially or completely with the address range covered by the
966  * access).
967  */
968 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
969                                                   vaddr addr,
970                                                   vaddr len)
971 {
972     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
973      * required to avoid errors in the case where the range ends
974      * exactly at the top of the address space and so addr + len
975      * wraps round to zero.
976      */
977     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
978     vaddr addrend = addr + len - 1;
979
980     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
981 }
982
983 #endif
984
985 /* Add a breakpoint.  */
986 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
987                           CPUBreakpoint **breakpoint)
988 {
989     CPUBreakpoint *bp;
990
991     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
992
993     bp->pc = pc;
994     bp->flags = flags;
995
996     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
997     if (flags & BP_GDB) {
998         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
999     } else {
1000         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1001     }
1002
1003     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1004
1005     if (breakpoint) {
1006         *breakpoint = bp;
1007     }
1008     return 0;
1009 }
1010
1011 /* Remove a specific breakpoint.  */
1012 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1013 {
1014     CPUBreakpoint *bp;
1015
1016     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1017         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1018             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1019             return 0;
1020         }
1021     }
1022     return -ENOENT;
1023 }
1024
1025 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1026 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1027 {
1028     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1029
1030     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1031
1032     g_free(breakpoint);
1033 }
1034
1035 /* Remove all matching breakpoints. */
1036 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1037 {
1038     CPUBreakpoint *bp, *next;
1039
1040     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1041         if (bp->flags & mask) {
1042             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1043         }
1044     }
1045 }
1046
1047 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1048    CPU loop after each instruction */
1049 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1050 {
1051     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1052         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1053         if (kvm_enabled()) {
1054             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1055         } else {
1056             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1057             /* XXX: only flush what is necessary */
1058             tb_flush(cpu);
1059         }
1060     }
1061 }
1062
1063 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1064 {
1065     va_list ap;
1066     va_list ap2;
1067
1068     va_start(ap, fmt);
1069     va_copy(ap2, ap);
1070     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1071     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1072     fprintf(stderr, "\n");
1073     cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1074     if (qemu_log_separate()) {
1075         qemu_log_lock();
1076         qemu_log("qemu: fatal: ");
1077         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1078         qemu_log("\n");
1079         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1080         qemu_log_flush();
1081         qemu_log_unlock();
1082         qemu_log_close();
1083     }
1084     va_end(ap2);
1085     va_end(ap);
1086     replay_finish();
1087 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1088     {
1089         struct sigaction act;
1090         sigfillset(&act.sa_mask);
1091         act.sa_handler = SIG_DFL;
1092         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1093     }
1094 #endif
1095     abort();
1096 }
1097
1098 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1099 /* Called from RCU critical section */
1100 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1101 {
1102     RAMBlock *block;
1103
1104     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1105     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1106         return block;
1107     }
1108     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1109         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1110             goto found;
1111         }
1112     }
1113
1114     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1115     abort();
1116
1117 found:
1118     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1119      * is what happens:
1120      *
1121      *     mru_block = xxx
1122      *     rcu_read_unlock()
1123      *                                        xxx removed from list
1124      *                  rcu_read_lock()
1125      *                  read mru_block
1126      *                                        mru_block = NULL;
1127      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1128      *                  rcu_read_unlock()
1129      *
1130      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1131      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1132      * copy of the pointer.
1133      */
1134     ram_list.mru_block = block;
1135     return block;
1136 }
1137
1138 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1139 {
1140     CPUState *cpu;
1141     ram_addr_t start1;
1142     RAMBlock *block;
1143     ram_addr_t end;
1144
1145     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1146     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1147
1148     rcu_read_lock();
1149     block = qemu_get_ram_block(start);
1150     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1151     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1152     CPU_FOREACH(cpu) {
1153         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1154     }
1155     rcu_read_unlock();
1156 }
1157
1158 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1159 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1160                                               ram_addr_t length,
1161                                               unsigned client)
1162 {
1163     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1164     unsigned long end, page;
1165     bool dirty = false;
1166
1167     if (length == 0) {
1168         return false;
1169     }
1170
1171     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1172     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1173
1174     rcu_read_lock();
1175
1176     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1177
1178     while (page < end) {
1179         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1180         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1181         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1182
1183         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1184                                               offset, num);
1185         page += num;
1186     }
1187
1188     rcu_read_unlock();
1189
1190     if (dirty && tcg_enabled()) {
1191         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1192     }
1193
1194     return dirty;
1195 }
1196
1197 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1198      (ram_addr_t start, ram_addr_t length, unsigned client)
1199 {
1200     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1201     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1202     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1203     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1204     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1205     unsigned long page, end, dest;
1206
1207     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1208                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1209     snap->start = first;
1210     snap->end   = last;
1211
1212     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1213     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1214     dest = 0;
1215
1216     rcu_read_lock();
1217
1218     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1219
1220     while (page < end) {
1221         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1222         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1223         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1224
1225         assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1226         assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1227         offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1228
1229         bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1230                                      blocks->blocks[idx] + offset,
1231                                      num);
1232         page += num;
1233         dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1234     }
1235
1236     rcu_read_unlock();
1237
1238     if (tcg_enabled()) {
1239         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1240     }
1241
1242     return snap;
1243 }
1244
1245 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1246                                             ram_addr_t start,
1247                                             ram_addr_t length)
1248 {
1249     unsigned long page, end;
1250
1251     assert(start >= snap->start);
1252     assert(start + length <= snap->end);
1253
1254     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1255     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1256
1257     while (page < end) {
1258         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1259             return true;
1260         }
1261         page++;
1262     }
1263     return false;
1264 }
1265
1266 /* Called from RCU critical section */
1267 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1268                                        MemoryRegionSection *section,
1269                                        target_ulong vaddr,
1270                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1271                                        int prot,
1272                                        target_ulong *address)
1273 {
1274     hwaddr iotlb;
1275     CPUWatchpoint *wp;
1276
1277     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1278         /* Normal RAM.  */
1279         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1280         if (!section->readonly) {
1281             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1282         } else {
1283             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1284         }
1285     } else {
1286         AddressSpaceDispatch *d;
1287
1288         d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1289         iotlb = section - d->map.sections;
1290         iotlb += xlat;
1291     }
1292
1293     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1294        watchpoint trap routines.  */
1295     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1296         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1297             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1298             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1299                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1300                 *address |= TLB_MMIO;
1301                 break;
1302             }
1303         }
1304     }
1305
1306     return iotlb;
1307 }
1308 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1309
1310 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1311
1312 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1313                              uint16_t section);
1314 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1315
1316 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1317                                qemu_anon_ram_alloc;
1318
1319 /*
1320  * Set a custom physical guest memory alloator.
1321  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1322  * get rid of it eventually.
1323  */
1324 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1325 {
1326     phys_mem_alloc = alloc;
1327 }
1328
1329 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1330                                  MemoryRegionSection *section)
1331 {
1332     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1333      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1334      * never overflow into the page-aligned value.
1335      */
1336     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1337
1338     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1339         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1340         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1341                                 map->sections_nb_alloc);
1342     }
1343     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1344     memory_region_ref(section->mr);
1345     return map->sections_nb++;
1346 }
1347
1348 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1349 {
1350     bool have_sub_page = mr->subpage;
1351
1352     memory_region_unref(mr);
1353
1354     if (have_sub_page) {
1355         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1356         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1357         g_free(subpage);
1358     }
1359 }
1360
1361 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1362 {
1363     while (map->sections_nb > 0) {
1364         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1365         phys_section_destroy(section->mr);
1366     }
1367     g_free(map->sections);
1368     g_free(map->nodes);
1369 }
1370
1371 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1372 {
1373     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1374     subpage_t *subpage;
1375     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1376         & TARGET_PAGE_MASK;
1377     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1378     MemoryRegionSection subsection = {
1379         .offset_within_address_space = base,
1380         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1381     };
1382     hwaddr start, end;
1383
1384     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1385
1386     if (!(existing->mr->subpage)) {
1387         subpage = subpage_init(fv, base);
1388         subsection.fv = fv;
1389         subsection.mr = &subpage->iomem;
1390         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1391                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1392     } else {
1393         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1394     }
1395     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1396     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1397     subpage_register(subpage, start, end,
1398                      phys_section_add(&d->map, section));
1399 }
1400
1401
1402 static void register_multipage(FlatView *fv,
1403                                MemoryRegionSection *section)
1404 {
1405     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1406     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1407     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1408     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1409                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1410
1411     assert(num_pages);
1412     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1413 }
1414
1415 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1416 {
1417     MemoryRegionSection now = *section, remain = *section;
1418     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1419
1420     if (now.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1421         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(now.offset_within_address_space)
1422                        - now.offset_within_address_space;
1423
1424         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1425         register_subpage(fv, &now);
1426     } else {
1427         now.size = int128_zero();
1428     }
1429     while (int128_ne(remain.size, now.size)) {
1430         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1431         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1432         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1433         now = remain;
1434         if (int128_lt(remain.size, page_size)) {
1435             register_subpage(fv, &now);
1436         } else if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1437             now.size = page_size;
1438             register_subpage(fv, &now);
1439         } else {
1440             now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1441             register_multipage(fv, &now);
1442         }
1443     }
1444 }
1445
1446 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1447 {
1448     if (kvm_enabled())
1449         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1450 }
1451
1452 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1453 {
1454     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1455 }
1456
1457 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1458 {
1459     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1460 }
1461
1462 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1463 {
1464     RAMBlock *block;
1465     char *psize;
1466
1467     rcu_read_lock();
1468     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1469                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1470     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1471         psize = size_to_str(block->page_size);
1472         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1473                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1474                        (uint64_t)block->offset,
1475                        (uint64_t)block->used_length,
1476                        (uint64_t)block->max_length);
1477         g_free(psize);
1478     }
1479     rcu_read_unlock();
1480 }
1481
1482 #ifdef __linux__
1483 /*
1484  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1485  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1486  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1487  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1488  */
1489 static int find_max_supported_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1490 {
1491     char *mem_path;
1492     long *hpsize_min = opaque;
1493
1494     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1495         mem_path = object_property_get_str(obj, "mem-path", NULL);
1496         if (mem_path) {
1497             long hpsize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1498             g_free(mem_path);
1499             if (hpsize < *hpsize_min) {
1500                 *hpsize_min = hpsize;
1501             }
1502         } else {
1503             *hpsize_min = getpagesize();
1504         }
1505     }
1506
1507     return 0;
1508 }
1509
1510 long qemu_getrampagesize(void)
1511 {
1512     long hpsize = LONG_MAX;
1513     long mainrampagesize;
1514     Object *memdev_root;
1515
1516     if (mem_path) {
1517         mainrampagesize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1518     } else {
1519         mainrampagesize = getpagesize();
1520     }
1521
1522     /* it's possible we have memory-backend objects with
1523      * hugepage-backed RAM. these may get mapped into system
1524      * address space via -numa parameters or memory hotplug
1525      * hooks. we want to take these into account, but we
1526      * also want to make sure these supported hugepage
1527      * sizes are applicable across the entire range of memory
1528      * we may boot from, so we take the min across all
1529      * backends, and assume normal pages in cases where a
1530      * backend isn't backed by hugepages.
1531      */
1532     memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1533     if (memdev_root) {
1534         object_child_foreach(memdev_root, find_max_supported_pagesize, &hpsize);
1535     }
1536     if (hpsize == LONG_MAX) {
1537         /* No additional memory regions found ==> Report main RAM page size */
1538         return mainrampagesize;
1539     }
1540
1541     /* If NUMA is disabled or the NUMA nodes are not backed with a
1542      * memory-backend, then there is at least one node using "normal" RAM,
1543      * so if its page size is smaller we have got to report that size instead.
1544      */
1545     if (hpsize > mainrampagesize &&
1546         (nb_numa_nodes == 0 || numa_info[0].node_memdev == NULL)) {
1547         static bool warned;
1548         if (!warned) {
1549             error_report("Huge page support disabled (n/a for main memory).");
1550             warned = true;
1551         }
1552         return mainrampagesize;
1553     }
1554
1555     return hpsize;
1556 }
1557 #else
1558 long qemu_getrampagesize(void)
1559 {
1560     return getpagesize();
1561 }
1562 #endif
1563
1564 #ifdef __linux__
1565 static int64_t get_file_size(int fd)
1566 {
1567     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1568     if (size < 0) {
1569         return -errno;
1570     }
1571     return size;
1572 }
1573
1574 static int file_ram_open(const char *path,
1575                          const char *region_name,
1576                          bool *created,
1577                          Error **errp)
1578 {
1579     char *filename;
1580     char *sanitized_name;
1581     char *c;
1582     int fd = -1;
1583
1584     *created = false;
1585     for (;;) {
1586         fd = open(path, O_RDWR);
1587         if (fd >= 0) {
1588             /* @path names an existing file, use it */
1589             break;
1590         }
1591         if (errno == ENOENT) {
1592             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1593             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1594             if (fd >= 0) {
1595                 *created = true;
1596                 break;
1597             }
1598         } else if (errno == EISDIR) {
1599             /* @path names a directory, create a file there */
1600             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1601             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1602             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1603                 if (*c == '/') {
1604                     *c = '_';
1605                 }
1606             }
1607
1608             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1609                                        sanitized_name);
1610             g_free(sanitized_name);
1611
1612             fd = mkstemp(filename);
1613             if (fd >= 0) {
1614                 unlink(filename);
1615                 g_free(filename);
1616                 break;
1617             }
1618             g_free(filename);
1619         }
1620         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1621             error_setg_errno(errp, errno,
1622                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1623                              path);
1624             return -1;
1625         }
1626         /*
1627          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1628          * something else creates the file between our two open().
1629          */
1630     }
1631
1632     return fd;
1633 }
1634
1635 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1636                             ram_addr_t memory,
1637                             int fd,
1638                             bool truncate,
1639                             Error **errp)
1640 {
1641     void *area;
1642
1643     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1644     if (block->mr->align % block->page_size) {
1645         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1646                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1647                    block->mr->align, block->page_size);
1648         return NULL;
1649     }
1650     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1651 #if defined(__s390x__)
1652     if (kvm_enabled()) {
1653         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1654     }
1655 #endif
1656
1657     if (memory < block->page_size) {
1658         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1659                    "or larger than page size 0x%zx",
1660                    memory, block->page_size);
1661         return NULL;
1662     }
1663
1664     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1665
1666     /*
1667      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1668      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1669      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1670      * mmap will fail.
1671      *
1672      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1673      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1674      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1675      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1676      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1677      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1678      * is disabled as well.
1679      */
1680     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1681         perror("ftruncate");
1682     }
1683
1684     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1685                          block->flags & RAM_SHARED);
1686     if (area == MAP_FAILED) {
1687         error_setg_errno(errp, errno,
1688                          "unable to map backing store for guest RAM");
1689         return NULL;
1690     }
1691
1692     if (mem_prealloc) {
1693         os_mem_prealloc(fd, area, memory, smp_cpus, errp);
1694         if (errp && *errp) {
1695             qemu_ram_munmap(area, memory);
1696             return NULL;
1697         }
1698     }
1699
1700     block->fd = fd;
1701     return area;
1702 }
1703 #endif
1704
1705 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1706  * dirty bitmaps.
1707  * Called with the ramlist lock held.
1708  */
1709 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1710 {
1711     RAMBlock *block, *next_block;
1712     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1713
1714     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1715
1716     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1717         return 0;
1718     }
1719
1720     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1721         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1722
1723         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1724          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1725          */
1726         candidate = block->offset + block->max_length;
1727         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1728
1729         /* Search for the closest following block
1730          * and find the gap.
1731          */
1732         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1733             if (next_block->offset >= candidate) {
1734                 next = MIN(next, next_block->offset);
1735             }
1736         }
1737
1738         /* If it fits remember our place and remember the size
1739          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1740          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1741          */
1742         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1743             offset = candidate;
1744             mingap = next - candidate;
1745         }
1746
1747         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1748     }
1749
1750     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1751         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1752                 (uint64_t)size);
1753         abort();
1754     }
1755
1756     trace_find_ram_offset(size, offset);
1757
1758     return offset;
1759 }
1760
1761 unsigned long last_ram_page(void)
1762 {
1763     RAMBlock *block;
1764     ram_addr_t last = 0;
1765
1766     rcu_read_lock();
1767     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1768         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
1769     }
1770     rcu_read_unlock();
1771     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
1772 }
1773
1774 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
1775 {
1776     int ret;
1777
1778     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
1779     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
1780         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
1781         if (ret) {
1782             perror("qemu_madvise");
1783             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
1784                             "but dump_guest_core=off specified\n");
1785         }
1786     }
1787 }
1788
1789 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
1790 {
1791     return rb->idstr;
1792 }
1793
1794 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
1795 {
1796     return rb->flags & RAM_SHARED;
1797 }
1798
1799 /* Note: Only set at the start of postcopy */
1800 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1801 {
1802     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
1803 }
1804
1805 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
1806 {
1807     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
1808 }
1809
1810 /* Called with iothread lock held.  */
1811 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
1812 {
1813     RAMBlock *block;
1814
1815     assert(new_block);
1816     assert(!new_block->idstr[0]);
1817
1818     if (dev) {
1819         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
1820         if (id) {
1821             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
1822             g_free(id);
1823         }
1824     }
1825     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
1826
1827     rcu_read_lock();
1828     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1829         if (block != new_block &&
1830             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
1831             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
1832                     new_block->idstr);
1833             abort();
1834         }
1835     }
1836     rcu_read_unlock();
1837 }
1838
1839 /* Called with iothread lock held.  */
1840 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
1841 {
1842     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
1843      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
1844      * does not work anyway.
1845      */
1846     if (block) {
1847         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
1848     }
1849 }
1850
1851 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
1852 {
1853     return rb->page_size;
1854 }
1855
1856 /* Returns the largest size of page in use */
1857 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
1858 {
1859     RAMBlock *block;
1860     size_t largest = 0;
1861
1862     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1863         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
1864     }
1865
1866     return largest;
1867 }
1868
1869 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
1870 {
1871     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
1872         /* disabled by the user */
1873         return 0;
1874     }
1875
1876     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
1877 }
1878
1879 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
1880  * incoming migration, or right after reset.
1881  *
1882  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
1883  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
1884  * misuse, if necessary.
1885  */
1886 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
1887 {
1888     assert(block);
1889
1890     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
1891
1892     if (block->used_length == newsize) {
1893         return 0;
1894     }
1895
1896     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
1897         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1898                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1899                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1900                          newsize, block->used_length);
1901         return -EINVAL;
1902     }
1903
1904     if (block->max_length < newsize) {
1905         error_setg_errno(errp, EINVAL,
1906                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
1907                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
1908                          newsize, block->max_length);
1909         return -EINVAL;
1910     }
1911
1912     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
1913     block->used_length = newsize;
1914     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
1915                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
1916     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
1917     if (block->resized) {
1918         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
1919     }
1920     return 0;
1921 }
1922
1923 /* Called with ram_list.mutex held */
1924 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
1925                                 ram_addr_t new_ram_size)
1926 {
1927     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
1928                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1929     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
1930                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1931     int i;
1932
1933     /* Only need to extend if block count increased */
1934     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
1935         return;
1936     }
1937
1938     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
1939         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
1940         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
1941         int j;
1942
1943         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
1944         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
1945                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
1946
1947         if (old_num_blocks) {
1948             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
1949                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
1950         }
1951
1952         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
1953             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
1954         }
1955
1956         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
1957
1958         if (old_blocks) {
1959             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
1960         }
1961     }
1962 }
1963
1964 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
1965 {
1966     RAMBlock *block;
1967     RAMBlock *last_block = NULL;
1968     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
1969     Error *err = NULL;
1970
1971     old_ram_size = last_ram_page();
1972
1973     qemu_mutex_lock_ramlist();
1974     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
1975
1976     if (!new_block->host) {
1977         if (xen_enabled()) {
1978             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
1979                           new_block->mr, &err);
1980             if (err) {
1981                 error_propagate(errp, err);
1982                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1983                 return;
1984             }
1985         } else {
1986             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
1987                                              &new_block->mr->align, shared);
1988             if (!new_block->host) {
1989                 error_setg_errno(errp, errno,
1990                                  "cannot set up guest memory '%s'",
1991                                  memory_region_name(new_block->mr));
1992                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
1993                 return;
1994             }
1995             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
1996         }
1997     }
1998
1999     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2000               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2001     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2002         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2003     }
2004     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2005      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2006      * tail, so save the last element in last_block.
2007      */
2008     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2009         last_block = block;
2010         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2011             break;
2012         }
2013     }
2014     if (block) {
2015         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2016     } else if (last_block) {
2017         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2018     } else { /* list is empty */
2019         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2020     }
2021     ram_list.mru_block = NULL;
2022
2023     /* Write list before version */
2024     smp_wmb();
2025     ram_list.version++;
2026     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2027
2028     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2029                                         new_block->used_length,
2030                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2031
2032     if (new_block->host) {
2033         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2034         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2035         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
2036         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
2037         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2038     }
2039 }
2040
2041 #ifdef __linux__
2042 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2043                                  bool share, int fd,
2044                                  Error **errp)
2045 {
2046     RAMBlock *new_block;
2047     Error *local_err = NULL;
2048     int64_t file_size;
2049
2050     if (xen_enabled()) {
2051         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2052         return NULL;
2053     }
2054
2055     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2056         error_setg(errp,
2057                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2058         return NULL;
2059     }
2060
2061     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2062         /*
2063          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2064          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2065          * a hook there.
2066          */
2067         error_setg(errp,
2068                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2069         return NULL;
2070     }
2071
2072     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2073     file_size = get_file_size(fd);
2074     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2075         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
2076                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2077                    mem_path, file_size, size);
2078         return NULL;
2079     }
2080
2081     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2082     new_block->mr = mr;
2083     new_block->used_length = size;
2084     new_block->max_length = size;
2085     new_block->flags = share ? RAM_SHARED : 0;
2086     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2087     if (!new_block->host) {
2088         g_free(new_block);
2089         return NULL;
2090     }
2091
2092     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2093     if (local_err) {
2094         g_free(new_block);
2095         error_propagate(errp, local_err);
2096         return NULL;
2097     }
2098     return new_block;
2099
2100 }
2101
2102
2103 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2104                                    bool share, const char *mem_path,
2105                                    Error **errp)
2106 {
2107     int fd;
2108     bool created;
2109     RAMBlock *block;
2110
2111     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2112     if (fd < 0) {
2113         return NULL;
2114     }
2115
2116     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, share, fd, errp);
2117     if (!block) {
2118         if (created) {
2119             unlink(mem_path);
2120         }
2121         close(fd);
2122         return NULL;
2123     }
2124
2125     return block;
2126 }
2127 #endif
2128
2129 static
2130 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2131                                   void (*resized)(const char*,
2132                                                   uint64_t length,
2133                                                   void *host),
2134                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2135                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2136 {
2137     RAMBlock *new_block;
2138     Error *local_err = NULL;
2139
2140     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2141     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2142     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2143     new_block->mr = mr;
2144     new_block->resized = resized;
2145     new_block->used_length = size;
2146     new_block->max_length = max_size;
2147     assert(max_size >= size);
2148     new_block->fd = -1;
2149     new_block->page_size = getpagesize();
2150     new_block->host = host;
2151     if (host) {
2152         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2153     }
2154     if (resizeable) {
2155         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2156     }
2157     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2158     if (local_err) {
2159         g_free(new_block);
2160         error_propagate(errp, local_err);
2161         return NULL;
2162     }
2163     return new_block;
2164 }
2165
2166 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2167                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2168 {
2169     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2170                                    false, mr, errp);
2171 }
2172
2173 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2174                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2175 {
2176     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2177                                    share, mr, errp);
2178 }
2179
2180 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2181                                      void (*resized)(const char*,
2182                                                      uint64_t length,
2183                                                      void *host),
2184                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2185 {
2186     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2187                                    false, mr, errp);
2188 }
2189
2190 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2191 {
2192     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2193         ;
2194     } else if (xen_enabled()) {
2195         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2196 #ifndef _WIN32
2197     } else if (block->fd >= 0) {
2198         qemu_ram_munmap(block->host, block->max_length);
2199         close(block->fd);
2200 #endif
2201     } else {
2202         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2203     }
2204     g_free(block);
2205 }
2206
2207 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2208 {
2209     if (!block) {
2210         return;
2211     }
2212
2213     if (block->host) {
2214         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2215     }
2216
2217     qemu_mutex_lock_ramlist();
2218     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2219     ram_list.mru_block = NULL;
2220     /* Write list before version */
2221     smp_wmb();
2222     ram_list.version++;
2223     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2224     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2225 }
2226
2227 #ifndef _WIN32
2228 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2229 {
2230     RAMBlock *block;
2231     ram_addr_t offset;
2232     int flags;
2233     void *area, *vaddr;
2234
2235     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2236         offset = addr - block->offset;
2237         if (offset < block->max_length) {
2238             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2239             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2240                 ;
2241             } else if (xen_enabled()) {
2242                 abort();
2243             } else {
2244                 flags = MAP_FIXED;
2245                 if (block->fd >= 0) {
2246                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2247                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2248                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2249                                 flags, block->fd, offset);
2250                 } else {
2251                     /*
2252                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2253                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2254                      * we'd need a remap hook here.
2255                      */
2256                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2257
2258                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2259                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2260                                 flags, -1, 0);
2261                 }
2262                 if (area != vaddr) {
2263                     error_report("Could not remap addr: "
2264                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2265                                  length, addr);
2266                     exit(1);
2267                 }
2268                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2269                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2270             }
2271         }
2272     }
2273 }
2274 #endif /* !_WIN32 */
2275
2276 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2277  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2278  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2279  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2280  *
2281  * Called within RCU critical section.
2282  */
2283 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2284 {
2285     RAMBlock *block = ram_block;
2286
2287     if (block == NULL) {
2288         block = qemu_get_ram_block(addr);
2289         addr -= block->offset;
2290     }
2291
2292     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2293         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2294          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2295          * In that case just map until the end of the page.
2296          */
2297         if (block->offset == 0) {
2298             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2299         }
2300
2301         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2302     }
2303     return ramblock_ptr(block, addr);
2304 }
2305
2306 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2307  * but takes a size argument.
2308  *
2309  * Called within RCU critical section.
2310  */
2311 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2312                                  hwaddr *size, bool lock)
2313 {
2314     RAMBlock *block = ram_block;
2315     if (*size == 0) {
2316         return NULL;
2317     }
2318
2319     if (block == NULL) {
2320         block = qemu_get_ram_block(addr);
2321         addr -= block->offset;
2322     }
2323     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2324
2325     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2326         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2327          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2328          * In that case just map the requested area.
2329          */
2330         if (block->offset == 0) {
2331             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2332         }
2333
2334         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2335     }
2336
2337     return ramblock_ptr(block, addr);
2338 }
2339
2340 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2341 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2342 {
2343     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2344     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2345     assert(res < rb->max_length);
2346
2347     return res;
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2352  * in that RAMBlock.
2353  *
2354  * ptr: Host pointer to look up
2355  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2356  * *ram_addr: set to result ram_addr
2357  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2358  *
2359  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2360  *
2361  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2362  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2363  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2364  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2365  * ram_addr_t.
2366  */
2367 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2368                                    ram_addr_t *offset)
2369 {
2370     RAMBlock *block;
2371     uint8_t *host = ptr;
2372
2373     if (xen_enabled()) {
2374         ram_addr_t ram_addr;
2375         rcu_read_lock();
2376         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2377         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2378         if (block) {
2379             *offset = ram_addr - block->offset;
2380         }
2381         rcu_read_unlock();
2382         return block;
2383     }
2384
2385     rcu_read_lock();
2386     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2387     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2388         goto found;
2389     }
2390
2391     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2392         /* This case append when the block is not mapped. */
2393         if (block->host == NULL) {
2394             continue;
2395         }
2396         if (host - block->host < block->max_length) {
2397             goto found;
2398         }
2399     }
2400
2401     rcu_read_unlock();
2402     return NULL;
2403
2404 found:
2405     *offset = (host - block->host);
2406     if (round_offset) {
2407         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2408     }
2409     rcu_read_unlock();
2410     return block;
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Finds the named RAMBlock
2415  *
2416  * name: The name of RAMBlock to find
2417  *
2418  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2419  */
2420 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2421 {
2422     RAMBlock *block;
2423
2424     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2425         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2426             return block;
2427         }
2428     }
2429
2430     return NULL;
2431 }
2432
2433 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2434    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2435 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2436 {
2437     RAMBlock *block;
2438     ram_addr_t offset;
2439
2440     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2441     if (!block) {
2442         return RAM_ADDR_INVALID;
2443     }
2444
2445     return block->offset + offset;
2446 }
2447
2448 /* Called within RCU critical section. */
2449 void memory_notdirty_write_prepare(NotDirtyInfo *ndi,
2450                           CPUState *cpu,
2451                           vaddr mem_vaddr,
2452                           ram_addr_t ram_addr,
2453                           unsigned size)
2454 {
2455     ndi->cpu = cpu;
2456     ndi->ram_addr = ram_addr;
2457     ndi->mem_vaddr = mem_vaddr;
2458     ndi->size = size;
2459     ndi->locked = false;
2460
2461     assert(tcg_enabled());
2462     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2463         ndi->locked = true;
2464         tb_lock();
2465         tb_invalidate_phys_page_fast(ram_addr, size);
2466     }
2467 }
2468
2469 /* Called within RCU critical section. */
2470 void memory_notdirty_write_complete(NotDirtyInfo *ndi)
2471 {
2472     if (ndi->locked) {
2473         tb_unlock();
2474     }
2475
2476     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2477      * the notdirty callback faster.
2478      */
2479     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ndi->ram_addr, ndi->size,
2480                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2481     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2482        flushed */
2483     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ndi->ram_addr)) {
2484         tlb_set_dirty(ndi->cpu, ndi->mem_vaddr);
2485     }
2486 }
2487
2488 /* Called within RCU critical section.  */
2489 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2490                                uint64_t val, unsigned size)
2491 {
2492     NotDirtyInfo ndi;
2493
2494     memory_notdirty_write_prepare(&ndi, current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr,
2495                          ram_addr, size);
2496
2497     switch (size) {
2498     case 1:
2499         stb_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2500         break;
2501     case 2:
2502         stw_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2503         break;
2504     case 4:
2505         stl_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2506         break;
2507     case 8:
2508         stq_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), val);
2509         break;
2510     default:
2511         abort();
2512     }
2513     memory_notdirty_write_complete(&ndi);
2514 }
2515
2516 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2517                                  unsigned size, bool is_write)
2518 {
2519     return is_write;
2520 }
2521
2522 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2523     .write = notdirty_mem_write,
2524     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2525     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2526     .valid = {
2527         .min_access_size = 1,
2528         .max_access_size = 8,
2529         .unaligned = false,
2530     },
2531     .impl = {
2532         .min_access_size = 1,
2533         .max_access_size = 8,
2534         .unaligned = false,
2535     },
2536 };
2537
2538 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2539 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2540 {
2541     CPUState *cpu = current_cpu;
2542     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2543     target_ulong vaddr;
2544     CPUWatchpoint *wp;
2545
2546     assert(tcg_enabled());
2547     if (cpu->watchpoint_hit) {
2548         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2549          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2550          * current instruction. */
2551         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2552         return;
2553     }
2554     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2555     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2556     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2557         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2558             && (wp->flags & flags)) {
2559             if (flags == BP_MEM_READ) {
2560                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2561             } else {
2562                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2563             }
2564             wp->hitaddr = vaddr;
2565             wp->hitattrs = attrs;
2566             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2567                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2568                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2569                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2570                     continue;
2571                 }
2572                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2573
2574                 /* Both tb_lock and iothread_mutex will be reset when
2575                  * cpu_loop_exit or cpu_loop_exit_noexc longjmp
2576                  * back into the cpu_exec main loop.
2577                  */
2578                 tb_lock();
2579                 tb_check_watchpoint(cpu);
2580                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2581                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2582                     cpu_loop_exit(cpu);
2583                 } else {
2584                     /* Force execution of one insn next time.  */
2585                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2586                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2587                 }
2588             }
2589         } else {
2590             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2591         }
2592     }
2593 }
2594
2595 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2596    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2597    phys routines.  */
2598 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2599                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2600 {
2601     MemTxResult res;
2602     uint64_t data;
2603     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2604     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2605
2606     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2607     switch (size) {
2608     case 1:
2609         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2610         break;
2611     case 2:
2612         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2613         break;
2614     case 4:
2615         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2616         break;
2617     case 8:
2618         data = address_space_ldq(as, addr, attrs, &res);
2619         break;
2620     default: abort();
2621     }
2622     *pdata = data;
2623     return res;
2624 }
2625
2626 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2627                                    uint64_t val, unsigned size,
2628                                    MemTxAttrs attrs)
2629 {
2630     MemTxResult res;
2631     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2632     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2633
2634     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2635     switch (size) {
2636     case 1:
2637         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2638         break;
2639     case 2:
2640         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2641         break;
2642     case 4:
2643         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2644         break;
2645     case 8:
2646         address_space_stq(as, addr, val, attrs, &res);
2647         break;
2648     default: abort();
2649     }
2650     return res;
2651 }
2652
2653 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2654     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2655     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2656     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2657     .valid = {
2658         .min_access_size = 1,
2659         .max_access_size = 8,
2660         .unaligned = false,
2661     },
2662     .impl = {
2663         .min_access_size = 1,
2664         .max_access_size = 8,
2665         .unaligned = false,
2666     },
2667 };
2668
2669 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2670                                       MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len);
2671 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2672                                   const uint8_t *buf, int len);
2673 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, int len,
2674                                   bool is_write);
2675
2676 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2677                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2678 {
2679     subpage_t *subpage = opaque;
2680     uint8_t buf[8];
2681     MemTxResult res;
2682
2683 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2684     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2685            subpage, len, addr);
2686 #endif
2687     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2688     if (res) {
2689         return res;
2690     }
2691     switch (len) {
2692     case 1:
2693         *data = ldub_p(buf);
2694         return MEMTX_OK;
2695     case 2:
2696         *data = lduw_p(buf);
2697         return MEMTX_OK;
2698     case 4:
2699         *data = ldl_p(buf);
2700         return MEMTX_OK;
2701     case 8:
2702         *data = ldq_p(buf);
2703         return MEMTX_OK;
2704     default:
2705         abort();
2706     }
2707 }
2708
2709 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2710                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2711 {
2712     subpage_t *subpage = opaque;
2713     uint8_t buf[8];
2714
2715 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2716     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2717            " value %"PRIx64"\n",
2718            __func__, subpage, len, addr, value);
2719 #endif
2720     switch (len) {
2721     case 1:
2722         stb_p(buf, value);
2723         break;
2724     case 2:
2725         stw_p(buf, value);
2726         break;
2727     case 4:
2728         stl_p(buf, value);
2729         break;
2730     case 8:
2731         stq_p(buf, value);
2732         break;
2733     default:
2734         abort();
2735     }
2736     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2737 }
2738
2739 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2740                             unsigned len, bool is_write)
2741 {
2742     subpage_t *subpage = opaque;
2743 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2744     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2745            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2746 #endif
2747
2748     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2749                                  len, is_write);
2750 }
2751
2752 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2753     .read_with_attrs = subpage_read,
2754     .write_with_attrs = subpage_write,
2755     .impl.min_access_size = 1,
2756     .impl.max_access_size = 8,
2757     .valid.min_access_size = 1,
2758     .valid.max_access_size = 8,
2759     .valid.accepts = subpage_accepts,
2760     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2761 };
2762
2763 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2764                              uint16_t section)
2765 {
2766     int idx, eidx;
2767
2768     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2769         return -1;
2770     idx = SUBPAGE_IDX(start);
2771     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
2772 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2773     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
2774            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
2775 #endif
2776     for (; idx <= eidx; idx++) {
2777         mmio->sub_section[idx] = section;
2778     }
2779
2780     return 0;
2781 }
2782
2783 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
2784 {
2785     subpage_t *mmio;
2786
2787     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
2788     mmio->fv = fv;
2789     mmio->base = base;
2790     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
2791                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
2792     mmio->iomem.subpage = true;
2793 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2794     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
2795            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
2796 #endif
2797     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2798
2799     return mmio;
2800 }
2801
2802 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
2803 {
2804     assert(fv);
2805     MemoryRegionSection section = {
2806         .fv = fv,
2807         .mr = mr,
2808         .offset_within_address_space = 0,
2809         .offset_within_region = 0,
2810         .size = int128_2_64(),
2811     };
2812
2813     return phys_section_add(map, &section);
2814 }
2815
2816 static void readonly_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2817                                uint64_t val, unsigned size)
2818 {
2819     /* Ignore any write to ROM. */
2820 }
2821
2822 static bool readonly_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2823                                  unsigned size, bool is_write)
2824 {
2825     return is_write;
2826 }
2827
2828 /* This will only be used for writes, because reads are special cased
2829  * to directly access the underlying host ram.
2830  */
2831 static const MemoryRegionOps readonly_mem_ops = {
2832     .write = readonly_mem_write,
2833     .valid.accepts = readonly_mem_accepts,
2834     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2835     .valid = {
2836         .min_access_size = 1,
2837         .max_access_size = 8,
2838         .unaligned = false,
2839     },
2840     .impl = {
2841         .min_access_size = 1,
2842         .max_access_size = 8,
2843         .unaligned = false,
2844     },
2845 };
2846
2847 MemoryRegion *iotlb_to_region(CPUState *cpu, hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
2848 {
2849     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
2850     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
2851     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
2852     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
2853
2854     return sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK].mr;
2855 }
2856
2857 static void io_mem_init(void)
2858 {
2859     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &readonly_mem_ops,
2860                           NULL, NULL, UINT64_MAX);
2861     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
2862                           NULL, UINT64_MAX);
2863
2864     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
2865      * which can be called without the iothread mutex.
2866      */
2867     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
2868                           NULL, UINT64_MAX);
2869     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
2870
2871     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
2872                           NULL, UINT64_MAX);
2873 }
2874
2875 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
2876 {
2877     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
2878     uint16_t n;
2879
2880     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
2881     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
2882     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_notdirty);
2883     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
2884     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_rom);
2885     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
2886     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_watch);
2887     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
2888
2889     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
2890
2891     return d;
2892 }
2893
2894 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
2895 {
2896     phys_sections_free(&d->map);
2897     g_free(d);
2898 }
2899
2900 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
2901 {
2902     CPUAddressSpace *cpuas;
2903     AddressSpaceDispatch *d;
2904
2905     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
2906        reset the modified entries */
2907     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
2908     cpu_reloading_memory_map();
2909     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
2910      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
2911      * may have split the RCU critical section.
2912      */
2913     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
2914     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
2915     tlb_flush(cpuas->cpu);
2916 }
2917
2918 static void memory_map_init(void)
2919 {
2920     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
2921
2922     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
2923     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
2924
2925     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
2926     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
2927                           65536);
2928     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
2929 }
2930
2931 MemoryRegion *get_system_memory(void)
2932 {
2933     return system_memory;
2934 }
2935
2936 MemoryRegion *get_system_io(void)
2937 {
2938     return system_io;
2939 }
2940
2941 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
2942
2943 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
2944 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
2945 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2946                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
2947 {
2948     int l, flags;
2949     target_ulong page;
2950     void * p;
2951
2952     while (len > 0) {
2953         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
2954         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
2955         if (l > len)
2956             l = len;
2957         flags = page_get_flags(page);
2958         if (!(flags & PAGE_VALID))
2959             return -1;
2960         if (is_write) {
2961             if (!(flags & PAGE_WRITE))
2962                 return -1;
2963             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2964             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
2965                 return -1;
2966             memcpy(p, buf, l);
2967             unlock_user(p, addr, l);
2968         } else {
2969             if (!(flags & PAGE_READ))
2970                 return -1;
2971             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
2972             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
2973                 return -1;
2974             memcpy(buf, p, l);
2975             unlock_user(p, addr, 0);
2976         }
2977         len -= l;
2978         buf += l;
2979         addr += l;
2980     }
2981     return 0;
2982 }
2983
2984 #else
2985
2986 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
2987                                      hwaddr length)
2988 {
2989     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
2990     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
2991
2992     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
2993      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
2994      * xen_modified_memory.
2995      */
2996     if (dirty_log_mask) {
2997         dirty_log_mask =
2998             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
2999     }
3000     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3001         assert(tcg_enabled());
3002         tb_lock();
3003         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3004         tb_unlock();
3005         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3006     }
3007     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3008 }
3009
3010 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3011 {
3012     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3013
3014     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3015        otherwise specified.  */
3016     if (access_size_max == 0) {
3017         access_size_max = 4;
3018     }
3019
3020     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3021     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3022         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3023         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3024             access_size_max = align_size_max;
3025         }
3026     }
3027
3028     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3029     if (l > access_size_max) {
3030         l = access_size_max;
3031     }
3032     l = pow2floor(l);
3033
3034     return l;
3035 }
3036
3037 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3038 {
3039     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3040     bool release_lock = false;
3041
3042     if (unlocked && mr->global_locking) {
3043         qemu_mutex_lock_iothread();
3044         unlocked = false;
3045         release_lock = true;
3046     }
3047     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3048         if (unlocked) {
3049             qemu_mutex_lock_iothread();
3050         }
3051         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3052         if (unlocked) {
3053             qemu_mutex_unlock_iothread();
3054         }
3055     }
3056
3057     return release_lock;
3058 }
3059
3060 /* Called within RCU critical section.  */
3061 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3062                                            MemTxAttrs attrs,
3063                                            const uint8_t *buf,
3064                                            int len, hwaddr addr1,
3065                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3066 {
3067     uint8_t *ptr;
3068     uint64_t val;
3069     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3070     bool release_lock = false;
3071
3072     for (;;) {
3073         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3074             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3075             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3076             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3077                potential bugs */
3078             switch (l) {
3079             case 8:
3080                 /* 64 bit write access */
3081                 val = ldq_p(buf);
3082                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 8,
3083                                                        attrs);
3084                 break;
3085             case 4:
3086                 /* 32 bit write access */
3087                 val = (uint32_t)ldl_p(buf);
3088                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 4,
3089                                                        attrs);
3090                 break;
3091             case 2:
3092                 /* 16 bit write access */
3093                 val = lduw_p(buf);
3094                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 2,
3095                                                        attrs);
3096                 break;
3097             case 1:
3098                 /* 8 bit write access */
3099                 val = ldub_p(buf);
3100                 result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, 1,
3101                                                        attrs);
3102                 break;
3103             default:
3104                 abort();
3105             }
3106         } else {
3107             /* RAM case */
3108             ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3109             memcpy(ptr, buf, l);
3110             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3111         }
3112
3113         if (release_lock) {
3114             qemu_mutex_unlock_iothread();
3115             release_lock = false;
3116         }
3117
3118         len -= l;
3119         buf += l;
3120         addr += l;
3121
3122         if (!len) {
3123             break;
3124         }
3125
3126         l = len;
3127         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true);
3128     }
3129
3130     return result;
3131 }
3132
3133 /* Called from RCU critical section.  */
3134 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3135                                   const uint8_t *buf, int len)
3136 {
3137     hwaddr l;
3138     hwaddr addr1;
3139     MemoryRegion *mr;
3140     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3141
3142     l = len;
3143     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true);
3144     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3145                                      addr1, l, mr);
3146
3147     return result;
3148 }
3149
3150 /* Called within RCU critical section.  */
3151 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3152                                    MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
3153                                    int len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3154                                    MemoryRegion *mr)
3155 {
3156     uint8_t *ptr;
3157     uint64_t val;
3158     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3159     bool release_lock = false;
3160
3161     for (;;) {
3162         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3163             /* I/O case */
3164             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3165             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3166             switch (l) {
3167             case 8:
3168                 /* 64 bit read access */
3169                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 8,
3170                                                       attrs);
3171                 stq_p(buf, val);
3172                 break;
3173             case 4:
3174                 /* 32 bit read access */
3175                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 4,
3176                                                       attrs);
3177                 stl_p(buf, val);
3178                 break;
3179             case 2:
3180                 /* 16 bit read access */
3181                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 2,
3182                                                       attrs);
3183                 stw_p(buf, val);
3184                 break;
3185             case 1:
3186                 /* 8 bit read access */
3187                 result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, 1,
3188                                                       attrs);
3189                 stb_p(buf, val);
3190                 break;
3191             default:
3192                 abort();
3193             }
3194         } else {
3195             /* RAM case */
3196             ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3197             memcpy(buf, ptr, l);
3198         }
3199
3200         if (release_lock) {
3201             qemu_mutex_unlock_iothread();
3202             release_lock = false;
3203         }
3204
3205         len -= l;
3206         buf += l;
3207         addr += l;
3208
3209         if (!len) {
3210             break;
3211         }
3212
3213         l = len;
3214         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false);
3215     }
3216
3217     return result;
3218 }
3219
3220 /* Called from RCU critical section.  */
3221 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3222                                  MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
3223 {
3224     hwaddr l;
3225     hwaddr addr1;
3226     MemoryRegion *mr;
3227
3228     l = len;
3229     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false);
3230     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3231                                   addr1, l, mr);
3232 }
3233
3234 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3235                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, int len)
3236 {
3237     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3238     FlatView *fv;
3239
3240     if (len > 0) {
3241         rcu_read_lock();
3242         fv = address_space_to_flatview(as);
3243         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3244         rcu_read_unlock();
3245     }
3246
3247     return result;
3248 }
3249
3250 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3251                                 MemTxAttrs attrs,
3252                                 const uint8_t *buf, int len)
3253 {
3254     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3255     FlatView *fv;
3256
3257     if (len > 0) {
3258         rcu_read_lock();
3259         fv = address_space_to_flatview(as);
3260         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3261         rcu_read_unlock();
3262     }
3263
3264     return result;
3265 }
3266
3267 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3268                              uint8_t *buf, int len, bool is_write)
3269 {
3270     if (is_write) {
3271         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3272     } else {
3273         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3274     }
3275 }
3276
3277 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
3278                             int len, int is_write)
3279 {
3280     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3281                      buf, len, is_write);
3282 }
3283
3284 enum write_rom_type {
3285     WRITE_DATA,
3286     FLUSH_CACHE,
3287 };
3288
3289 static inline void cpu_physical_memory_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3290     hwaddr addr, const uint8_t *buf, int len, enum write_rom_type type)
3291 {
3292     hwaddr l;
3293     uint8_t *ptr;
3294     hwaddr addr1;
3295     MemoryRegion *mr;
3296
3297     rcu_read_lock();
3298     while (len > 0) {
3299         l = len;
3300         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true);
3301
3302         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3303               memory_region_is_romd(mr))) {
3304             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3305         } else {
3306             /* ROM/RAM case */
3307             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3308             switch (type) {
3309             case WRITE_DATA:
3310                 memcpy(ptr, buf, l);
3311                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3312                 break;
3313             case FLUSH_CACHE:
3314                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
3315                 break;
3316             }
3317         }
3318         len -= l;
3319         buf += l;
3320         addr += l;
3321     }
3322     rcu_read_unlock();
3323 }
3324
3325 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3326 void cpu_physical_memory_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3327                                    const uint8_t *buf, int len)
3328 {
3329     cpu_physical_memory_write_rom_internal(as, addr, buf, len, WRITE_DATA);
3330 }
3331
3332 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, int len)
3333 {
3334     /*
3335      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3336      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3337      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3338      * the host's instruction cache at least.
3339      */
3340     if (tcg_enabled()) {
3341         return;
3342     }
3343
3344     cpu_physical_memory_write_rom_internal(&address_space_memory,
3345                                            start, NULL, len, FLUSH_CACHE);
3346 }
3347
3348 typedef struct {
3349     MemoryRegion *mr;
3350     void *buffer;
3351     hwaddr addr;
3352     hwaddr len;
3353     bool in_use;
3354 } BounceBuffer;
3355
3356 static BounceBuffer bounce;
3357
3358 typedef struct MapClient {
3359     QEMUBH *bh;
3360     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3361 } MapClient;
3362
3363 QemuMutex map_client_list_lock;
3364 static QLIST_HEAD(map_client_list, MapClient) map_client_list
3365     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3366
3367 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3368 {
3369     QLIST_REMOVE(client, link);
3370     g_free(client);
3371 }
3372
3373 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3374 {
3375     MapClient *client;
3376
3377     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3378         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3379         qemu_bh_schedule(client->bh);
3380         cpu_unregister_map_client_do(client);
3381     }
3382 }
3383
3384 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3385 {
3386     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3387
3388     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3389     client->bh = bh;
3390     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3391     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3392         cpu_notify_map_clients_locked();
3393     }
3394     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3395 }
3396
3397 void cpu_exec_init_all(void)
3398 {
3399     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3400     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3401      * so no more changes can be made after this point.
3402      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3403      * machine setup would care about the target page size, and we could
3404      * do this much later, rather than requiring board models to state
3405      * up front what their requirements are.
3406      */
3407     finalize_target_page_bits();
3408     io_mem_init();
3409     memory_map_init();
3410     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3411 }
3412
3413 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3414 {
3415     MapClient *client;
3416
3417     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3418     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3419         if (client->bh == bh) {
3420             cpu_unregister_map_client_do(client);
3421             break;
3422         }
3423     }
3424     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3425 }
3426
3427 static void cpu_notify_map_clients(void)
3428 {
3429     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3430     cpu_notify_map_clients_locked();
3431     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3432 }
3433
3434 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, int len,
3435                                   bool is_write)
3436 {
3437     MemoryRegion *mr;
3438     hwaddr l, xlat;
3439
3440     while (len > 0) {
3441         l = len;
3442         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write);
3443         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3444             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3445             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write)) {
3446                 return false;
3447             }
3448         }
3449
3450         len -= l;
3451         addr += l;
3452     }
3453     return true;
3454 }
3455
3456 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3457                                 int len, bool is_write)
3458 {
3459     FlatView *fv;
3460     bool result;
3461
3462     rcu_read_lock();
3463     fv = address_space_to_flatview(as);
3464     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write);
3465     rcu_read_unlock();
3466     return result;
3467 }
3468
3469 static hwaddr
3470 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3471                                  hwaddr target_len,
3472                                  MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3473                                  bool is_write)
3474 {
3475     hwaddr done = 0;
3476     hwaddr xlat;
3477     MemoryRegion *this_mr;
3478
3479     for (;;) {
3480         target_len -= len;
3481         addr += len;
3482         done += len;
3483         if (target_len == 0) {
3484             return done;
3485         }
3486
3487         len = target_len;
3488         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3489                                                    &len, is_write);
3490         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3491             return done;
3492         }
3493     }
3494 }
3495
3496 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3497  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3498  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3499  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3500  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3501  * likely to succeed.
3502  */
3503 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3504                         hwaddr addr,
3505                         hwaddr *plen,
3506                         bool is_write)
3507 {
3508     hwaddr len = *plen;
3509     hwaddr l, xlat;
3510     MemoryRegion *mr;
3511     void *ptr;
3512     FlatView *fv;
3513
3514     if (len == 0) {
3515         return NULL;
3516     }
3517
3518     l = len;
3519     rcu_read_lock();
3520     fv = address_space_to_flatview(as);
3521     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write);
3522
3523     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3524         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3525             rcu_read_unlock();
3526             return NULL;
3527         }
3528         /* Avoid unbounded allocations */
3529         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3530         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3531         bounce.addr = addr;
3532         bounce.len = l;
3533
3534         memory_region_ref(mr);
3535         bounce.mr = mr;
3536         if (!is_write) {
3537             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3538                                bounce.buffer, l);
3539         }
3540
3541         rcu_read_unlock();
3542         *plen = l;
3543         return bounce.buffer;
3544     }
3545
3546
3547     memory_region_ref(mr);
3548     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3549                                              l, is_write);
3550     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3551     rcu_read_unlock();
3552
3553     return ptr;
3554 }
3555
3556 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3557  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3558  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3559  */
3560 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3561                          int is_write, hwaddr access_len)
3562 {
3563     if (buffer != bounce.buffer) {
3564         MemoryRegion *mr;
3565         ram_addr_t addr1;
3566
3567         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3568         assert(mr != NULL);
3569         if (is_write) {
3570             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3571         }
3572         if (xen_enabled()) {
3573             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3574         }
3575         memory_region_unref(mr);
3576         return;
3577     }
3578     if (is_write) {
3579         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3580                             bounce.buffer, access_len);
3581     }
3582     qemu_vfree(bounce.buffer);
3583     bounce.buffer = NULL;
3584     memory_region_unref(bounce.mr);
3585     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3586     cpu_notify_map_clients();
3587 }
3588
3589 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3590                               hwaddr *plen,
3591                               int is_write)
3592 {
3593     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write);
3594 }
3595
3596 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3597                                int is_write, hwaddr access_len)
3598 {
3599     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3600 }
3601
3602 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3603 #define ARG1                     as
3604 #define SUFFIX
3605 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3606 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  memory_access_is_direct(mr, is_write)
3607 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3608 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3609 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3610 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3611 #include "memory_ldst.inc.c"
3612
3613 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3614                                  AddressSpace *as,
3615                                  hwaddr addr,
3616                                  hwaddr len,
3617                                  bool is_write)
3618 {
3619     cache->len = len;
3620     cache->as = as;
3621     cache->xlat = addr;
3622     return len;
3623 }
3624
3625 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3626                                     hwaddr addr,
3627                                     hwaddr access_len)
3628 {
3629 }
3630
3631 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3632 {
3633     cache->as = NULL;
3634 }
3635
3636 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3637 #define ARG1                     cache
3638 #define SUFFIX                   _cached
3639 #define TRANSLATE(addr, ...)     \
3640     address_space_translate(cache->as, cache->xlat + (addr), __VA_ARGS__)
3641 #define IS_DIRECT(mr, is_write)  true
3642 #define MAP_RAM(mr, ofs)         qemu_map_ram_ptr((mr)->ram_block, ofs)
3643 #define INVALIDATE(mr, ofs, len) invalidate_and_set_dirty(mr, ofs, len)
3644 #define RCU_READ_LOCK()          rcu_read_lock()
3645 #define RCU_READ_UNLOCK()        rcu_read_unlock()
3646 #include "memory_ldst.inc.c"
3647
3648 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3649 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3650                         uint8_t *buf, int len, int is_write)
3651 {
3652     int l;
3653     hwaddr phys_addr;
3654     target_ulong page;
3655
3656     cpu_synchronize_state(cpu);
3657     while (len > 0) {
3658         int asidx;
3659         MemTxAttrs attrs;
3660
3661         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3662         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3663         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3664         /* if no physical page mapped, return an error */
3665         if (phys_addr == -1)
3666             return -1;
3667         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3668         if (l > len)
3669             l = len;
3670         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3671         if (is_write) {
3672             cpu_physical_memory_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as,
3673                                           phys_addr, buf, l);
3674         } else {
3675             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3676                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3677                              buf, l, 0);
3678         }
3679         len -= l;
3680         buf += l;
3681         addr += l;
3682     }
3683     return 0;
3684 }
3685
3686 /*
3687  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3688  * target independent.
3689  */
3690 size_t qemu_target_page_size(void)
3691 {
3692     return TARGET_PAGE_SIZE;
3693 }
3694
3695 int qemu_target_page_bits(void)
3696 {
3697     return TARGET_PAGE_BITS;
3698 }
3699
3700 int qemu_target_page_bits_min(void)
3701 {
3702     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
3703 }
3704 #endif
3705
3706 /*
3707  * A helper function for the _utterly broken_ virtio device model to find out if
3708  * it's running on a big endian machine. Don't do this at home kids!
3709  */
3710 bool target_words_bigendian(void);
3711 bool target_words_bigendian(void)
3712 {
3713 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
3714     return true;
3715 #else
3716     return false;
3717 #endif
3718 }
3719
3720 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
3721 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
3722 {
3723     MemoryRegion*mr;
3724     hwaddr l = 1;
3725     bool res;
3726
3727     rcu_read_lock();
3728     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
3729                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false);
3730
3731     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
3732     rcu_read_unlock();
3733     return res;
3734 }
3735
3736 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
3737 {
3738     RAMBlock *block;
3739     int ret = 0;
3740
3741     rcu_read_lock();
3742     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
3743         ret = func(block->idstr, block->host, block->offset,
3744                    block->used_length, opaque);
3745         if (ret) {
3746             break;
3747         }
3748     }
3749     rcu_read_unlock();
3750     return ret;
3751 }
3752
3753 /*
3754  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
3755  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
3756  * the OS provides for postcopy.
3757  * The pages must be unmapped by the end of the function.
3758  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
3759  *
3760  */
3761 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
3762 {
3763     int ret = -1;
3764
3765     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
3766
3767     if ((uintptr_t)host_startaddr & (rb->page_size - 1)) {
3768         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
3769                      host_startaddr);
3770         goto err;
3771     }
3772
3773     if ((start + length) <= rb->used_length) {
3774         bool need_madvise, need_fallocate;
3775         uint8_t *host_endaddr = host_startaddr + length;
3776         if ((uintptr_t)host_endaddr & (rb->page_size - 1)) {
3777             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned end address: %p",
3778                          host_endaddr);
3779             goto err;
3780         }
3781
3782         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
3783
3784         /* The logic here is messy;
3785          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
3786          *    fallocate works on hugepages and shmem
3787          */
3788         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
3789         need_fallocate = rb->fd != -1;
3790         if (need_fallocate) {
3791             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
3792              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
3793              * so a userfault will trigger.
3794              */
3795 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
3796             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
3797                             start, length);
3798             if (ret) {
3799                 ret = -errno;
3800                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
3801                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3802                              rb->idstr, start, length, ret);
3803                 goto err;
3804             }
3805 #else
3806             ret = -ENOSYS;
3807             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
3808                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3809                          rb->idstr, start, length, ret);
3810             goto err;
3811 #endif
3812         }
3813         if (need_madvise) {
3814             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
3815              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
3816              * and to fall back on the file contents (which we just
3817              * fallocate'd away).
3818              */
3819 #if defined(CONFIG_MADVISE)
3820             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
3821             if (ret) {
3822                 ret = -errno;
3823                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
3824                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3825                              rb->idstr, start, length, ret);
3826                 goto err;
3827             }
3828 #else
3829             ret = -ENOSYS;
3830             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
3831                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
3832                          rb->idstr, start, length, ret);
3833             goto err;
3834 #endif
3835         }
3836         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
3837                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
3838     } else {
3839         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
3840                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
3841                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
3842     }
3843
3844 err:
3845     return ret;
3846 }
3847
3848 #endif
3849
3850 void page_size_init(void)
3851 {
3852     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
3853        TARGET_PAGE_SIZE */
3854     if (qemu_host_page_size == 0) {
3855         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
3856     }
3857     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
3858         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
3859     }
3860     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
3861 }
3862
3863 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
3864
3865 static void mtree_print_phys_entries(fprintf_function mon, void *f,
3866                                      int start, int end, int skip, int ptr)
3867 {
3868     if (start == end - 1) {
3869         mon(f, "\t%3d      ", start);
3870     } else {
3871         mon(f, "\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
3872     }
3873     mon(f, " skip=%d ", skip);
3874     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
3875         mon(f, " ptr=NIL");
3876     } else if (!skip) {
3877         mon(f, " ptr=#%d", ptr);
3878     } else {
3879         mon(f, " ptr=[%d]", ptr);
3880     }
3881     mon(f, "\n");
3882 }
3883
3884 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
3885                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
3886
3887 void mtree_print_dispatch(fprintf_function mon, void *f,
3888                           AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
3889 {
3890     int i;
3891
3892     mon(f, "  Dispatch\n");
3893     mon(f, "    Physical sections\n");
3894
3895     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
3896         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
3897         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
3898                                 " [ROM]", " [watch]" };
3899
3900         mon(f, "      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx " %s%s%s%s%s",
3901             i,
3902             s->offset_within_address_space,
3903             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
3904             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
3905             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
3906             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
3907             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
3908             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
3909
3910         if (s->mr->alias) {
3911             mon(f, " alias=%s", s->mr->alias->name ?
3912                     s->mr->alias->name : "noname");
3913         }
3914         mon(f, "\n");
3915     }
3916
3917     mon(f, "    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
3918                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
3919     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
3920         int j, jprev;
3921         PhysPageEntry prev;
3922         Node *n = d->map.nodes + i;
3923
3924         mon(f, "      [%d]\n", i);
3925
3926         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
3927             PhysPageEntry *pe = *n + j;
3928
3929             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
3930                 continue;
3931             }
3932
3933             mtree_print_phys_entries(mon, f, jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
3934
3935             jprev = j;
3936             prev = *pe;
3937         }
3938
3939         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
3940             mtree_print_phys_entries(mon, f, jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
3941         }
3942     }
3943 }
3944
3945 #endif
This page took 0.287729 seconds and 4 git commands to generate.