OSDN Git Service

Merge remote-tracking branch 'remotes/armbru/tags/pull-misc-2019-06-11-v3' into staging
[qmiga/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
20 #include "qemu/osdep.h"
21 #include "qemu-common.h"
22 #include "qapi/error.h"
23
24 #include "qemu/cutils.h"
25 #include "cpu.h"
26 #include "exec/exec-all.h"
27 #include "exec/target_page.h"
28 #include "tcg.h"
29 #include "hw/qdev-core.h"
30 #include "hw/qdev-properties.h"
31 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
32 #include "hw/boards.h"
33 #include "hw/xen/xen.h"
34 #endif
35 #include "sysemu/kvm.h"
36 #include "sysemu/sysemu.h"
37 #include "sysemu/tcg.h"
38 #include "qemu/timer.h"
39 #include "qemu/config-file.h"
40 #include "qemu/error-report.h"
41 #include "qemu/qemu-print.h"
42 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
43 #include "qemu.h"
44 #else /* !CONFIG_USER_ONLY */
45 #include "hw/hw.h"
46 #include "exec/memory.h"
47 #include "exec/ioport.h"
48 #include "sysemu/dma.h"
49 #include "sysemu/numa.h"
50 #include "sysemu/hw_accel.h"
51 #include "exec/address-spaces.h"
52 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
53 #include "trace-root.h"
54
55 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
56 #include <linux/falloc.h>
57 #endif
58
59 #endif
60 #include "qemu/rcu_queue.h"
61 #include "qemu/main-loop.h"
62 #include "translate-all.h"
63 #include "sysemu/replay.h"
64
65 #include "exec/memory-internal.h"
66 #include "exec/ram_addr.h"
67 #include "exec/log.h"
68
69 #include "migration/vmstate.h"
70
71 #include "qemu/range.h"
72 #ifndef _WIN32
73 #include "qemu/mmap-alloc.h"
74 #endif
75
76 #include "monitor/monitor.h"
77
78 //#define DEBUG_SUBPAGE
79
80 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
81 /* ram_list is read under rcu_read_lock()/rcu_read_unlock().  Writes
82  * are protected by the ramlist lock.
83  */
84 RAMList ram_list = { .blocks = QLIST_HEAD_INITIALIZER(ram_list.blocks) };
85
86 static MemoryRegion *system_memory;
87 static MemoryRegion *system_io;
88
89 AddressSpace address_space_io;
90 AddressSpace address_space_memory;
91
92 MemoryRegion io_mem_rom, io_mem_notdirty;
93 static MemoryRegion io_mem_unassigned;
94 #endif
95
96 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
97 int target_page_bits;
98 bool target_page_bits_decided;
99 #endif
100
101 CPUTailQ cpus = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(cpus);
102
103 /* current CPU in the current thread. It is only valid inside
104    cpu_exec() */
105 __thread CPUState *current_cpu;
106 /* 0 = Do not count executed instructions.
107    1 = Precise instruction counting.
108    2 = Adaptive rate instruction counting.  */
109 int use_icount;
110
111 uintptr_t qemu_host_page_size;
112 intptr_t qemu_host_page_mask;
113
114 bool set_preferred_target_page_bits(int bits)
115 {
116     /* The target page size is the lowest common denominator for all
117      * the CPUs in the system, so we can only make it smaller, never
118      * larger. And we can't make it smaller once we've committed to
119      * a particular size.
120      */
121 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
122     assert(bits >= TARGET_PAGE_BITS_MIN);
123     if (target_page_bits == 0 || target_page_bits > bits) {
124         if (target_page_bits_decided) {
125             return false;
126         }
127         target_page_bits = bits;
128     }
129 #endif
130     return true;
131 }
132
133 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
134
135 static void finalize_target_page_bits(void)
136 {
137 #ifdef TARGET_PAGE_BITS_VARY
138     if (target_page_bits == 0) {
139         target_page_bits = TARGET_PAGE_BITS_MIN;
140     }
141     target_page_bits_decided = true;
142 #endif
143 }
144
145 typedef struct PhysPageEntry PhysPageEntry;
146
147 struct PhysPageEntry {
148     /* How many bits skip to next level (in units of L2_SIZE). 0 for a leaf. */
149     uint32_t skip : 6;
150      /* index into phys_sections (!skip) or phys_map_nodes (skip) */
151     uint32_t ptr : 26;
152 };
153
154 #define PHYS_MAP_NODE_NIL (((uint32_t)~0) >> 6)
155
156 /* Size of the L2 (and L3, etc) page tables.  */
157 #define ADDR_SPACE_BITS 64
158
159 #define P_L2_BITS 9
160 #define P_L2_SIZE (1 << P_L2_BITS)
161
162 #define P_L2_LEVELS (((ADDR_SPACE_BITS - TARGET_PAGE_BITS - 1) / P_L2_BITS) + 1)
163
164 typedef PhysPageEntry Node[P_L2_SIZE];
165
166 typedef struct PhysPageMap {
167     struct rcu_head rcu;
168
169     unsigned sections_nb;
170     unsigned sections_nb_alloc;
171     unsigned nodes_nb;
172     unsigned nodes_nb_alloc;
173     Node *nodes;
174     MemoryRegionSection *sections;
175 } PhysPageMap;
176
177 struct AddressSpaceDispatch {
178     MemoryRegionSection *mru_section;
179     /* This is a multi-level map on the physical address space.
180      * The bottom level has pointers to MemoryRegionSections.
181      */
182     PhysPageEntry phys_map;
183     PhysPageMap map;
184 };
185
186 #define SUBPAGE_IDX(addr) ((addr) & ~TARGET_PAGE_MASK)
187 typedef struct subpage_t {
188     MemoryRegion iomem;
189     FlatView *fv;
190     hwaddr base;
191     uint16_t sub_section[];
192 } subpage_t;
193
194 #define PHYS_SECTION_UNASSIGNED 0
195 #define PHYS_SECTION_NOTDIRTY 1
196 #define PHYS_SECTION_ROM 2
197 #define PHYS_SECTION_WATCH 3
198
199 static void io_mem_init(void);
200 static void memory_map_init(void);
201 static void tcg_commit(MemoryListener *listener);
202
203 static MemoryRegion io_mem_watch;
204
205 /**
206  * CPUAddressSpace: all the information a CPU needs about an AddressSpace
207  * @cpu: the CPU whose AddressSpace this is
208  * @as: the AddressSpace itself
209  * @memory_dispatch: its dispatch pointer (cached, RCU protected)
210  * @tcg_as_listener: listener for tracking changes to the AddressSpace
211  */
212 struct CPUAddressSpace {
213     CPUState *cpu;
214     AddressSpace *as;
215     struct AddressSpaceDispatch *memory_dispatch;
216     MemoryListener tcg_as_listener;
217 };
218
219 struct DirtyBitmapSnapshot {
220     ram_addr_t start;
221     ram_addr_t end;
222     unsigned long dirty[];
223 };
224
225 #endif
226
227 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
228
229 static void phys_map_node_reserve(PhysPageMap *map, unsigned nodes)
230 {
231     static unsigned alloc_hint = 16;
232     if (map->nodes_nb + nodes > map->nodes_nb_alloc) {
233         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, alloc_hint);
234         map->nodes_nb_alloc = MAX(map->nodes_nb_alloc, map->nodes_nb + nodes);
235         map->nodes = g_renew(Node, map->nodes, map->nodes_nb_alloc);
236         alloc_hint = map->nodes_nb_alloc;
237     }
238 }
239
240 static uint32_t phys_map_node_alloc(PhysPageMap *map, bool leaf)
241 {
242     unsigned i;
243     uint32_t ret;
244     PhysPageEntry e;
245     PhysPageEntry *p;
246
247     ret = map->nodes_nb++;
248     p = map->nodes[ret];
249     assert(ret != PHYS_MAP_NODE_NIL);
250     assert(ret != map->nodes_nb_alloc);
251
252     e.skip = leaf ? 0 : 1;
253     e.ptr = leaf ? PHYS_SECTION_UNASSIGNED : PHYS_MAP_NODE_NIL;
254     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; ++i) {
255         memcpy(&p[i], &e, sizeof(e));
256     }
257     return ret;
258 }
259
260 static void phys_page_set_level(PhysPageMap *map, PhysPageEntry *lp,
261                                 hwaddr *index, hwaddr *nb, uint16_t leaf,
262                                 int level)
263 {
264     PhysPageEntry *p;
265     hwaddr step = (hwaddr)1 << (level * P_L2_BITS);
266
267     if (lp->skip && lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
268         lp->ptr = phys_map_node_alloc(map, level == 0);
269     }
270     p = map->nodes[lp->ptr];
271     lp = &p[(*index >> (level * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
272
273     while (*nb && lp < &p[P_L2_SIZE]) {
274         if ((*index & (step - 1)) == 0 && *nb >= step) {
275             lp->skip = 0;
276             lp->ptr = leaf;
277             *index += step;
278             *nb -= step;
279         } else {
280             phys_page_set_level(map, lp, index, nb, leaf, level - 1);
281         }
282         ++lp;
283     }
284 }
285
286 static void phys_page_set(AddressSpaceDispatch *d,
287                           hwaddr index, hwaddr nb,
288                           uint16_t leaf)
289 {
290     /* Wildly overreserve - it doesn't matter much. */
291     phys_map_node_reserve(&d->map, 3 * P_L2_LEVELS);
292
293     phys_page_set_level(&d->map, &d->phys_map, &index, &nb, leaf, P_L2_LEVELS - 1);
294 }
295
296 /* Compact a non leaf page entry. Simply detect that the entry has a single child,
297  * and update our entry so we can skip it and go directly to the destination.
298  */
299 static void phys_page_compact(PhysPageEntry *lp, Node *nodes)
300 {
301     unsigned valid_ptr = P_L2_SIZE;
302     int valid = 0;
303     PhysPageEntry *p;
304     int i;
305
306     if (lp->ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
307         return;
308     }
309
310     p = nodes[lp->ptr];
311     for (i = 0; i < P_L2_SIZE; i++) {
312         if (p[i].ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
313             continue;
314         }
315
316         valid_ptr = i;
317         valid++;
318         if (p[i].skip) {
319             phys_page_compact(&p[i], nodes);
320         }
321     }
322
323     /* We can only compress if there's only one child. */
324     if (valid != 1) {
325         return;
326     }
327
328     assert(valid_ptr < P_L2_SIZE);
329
330     /* Don't compress if it won't fit in the # of bits we have. */
331     if (lp->skip + p[valid_ptr].skip >= (1 << 3)) {
332         return;
333     }
334
335     lp->ptr = p[valid_ptr].ptr;
336     if (!p[valid_ptr].skip) {
337         /* If our only child is a leaf, make this a leaf. */
338         /* By design, we should have made this node a leaf to begin with so we
339          * should never reach here.
340          * But since it's so simple to handle this, let's do it just in case we
341          * change this rule.
342          */
343         lp->skip = 0;
344     } else {
345         lp->skip += p[valid_ptr].skip;
346     }
347 }
348
349 void address_space_dispatch_compact(AddressSpaceDispatch *d)
350 {
351     if (d->phys_map.skip) {
352         phys_page_compact(&d->phys_map, d->map.nodes);
353     }
354 }
355
356 static inline bool section_covers_addr(const MemoryRegionSection *section,
357                                        hwaddr addr)
358 {
359     /* Memory topology clips a memory region to [0, 2^64); size.hi > 0 means
360      * the section must cover the entire address space.
361      */
362     return int128_gethi(section->size) ||
363            range_covers_byte(section->offset_within_address_space,
364                              int128_getlo(section->size), addr);
365 }
366
367 static MemoryRegionSection *phys_page_find(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr)
368 {
369     PhysPageEntry lp = d->phys_map, *p;
370     Node *nodes = d->map.nodes;
371     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
372     hwaddr index = addr >> TARGET_PAGE_BITS;
373     int i;
374
375     for (i = P_L2_LEVELS; lp.skip && (i -= lp.skip) >= 0;) {
376         if (lp.ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
377             return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
378         }
379         p = nodes[lp.ptr];
380         lp = p[(index >> (i * P_L2_BITS)) & (P_L2_SIZE - 1)];
381     }
382
383     if (section_covers_addr(&sections[lp.ptr], addr)) {
384         return &sections[lp.ptr];
385     } else {
386         return &sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
387     }
388 }
389
390 /* Called from RCU critical section */
391 static MemoryRegionSection *address_space_lookup_region(AddressSpaceDispatch *d,
392                                                         hwaddr addr,
393                                                         bool resolve_subpage)
394 {
395     MemoryRegionSection *section = atomic_read(&d->mru_section);
396     subpage_t *subpage;
397
398     if (!section || section == &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED] ||
399         !section_covers_addr(section, addr)) {
400         section = phys_page_find(d, addr);
401         atomic_set(&d->mru_section, section);
402     }
403     if (resolve_subpage && section->mr->subpage) {
404         subpage = container_of(section->mr, subpage_t, iomem);
405         section = &d->map.sections[subpage->sub_section[SUBPAGE_IDX(addr)]];
406     }
407     return section;
408 }
409
410 /* Called from RCU critical section */
411 static MemoryRegionSection *
412 address_space_translate_internal(AddressSpaceDispatch *d, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
413                                  hwaddr *plen, bool resolve_subpage)
414 {
415     MemoryRegionSection *section;
416     MemoryRegion *mr;
417     Int128 diff;
418
419     section = address_space_lookup_region(d, addr, resolve_subpage);
420     /* Compute offset within MemoryRegionSection */
421     addr -= section->offset_within_address_space;
422
423     /* Compute offset within MemoryRegion */
424     *xlat = addr + section->offset_within_region;
425
426     mr = section->mr;
427
428     /* MMIO registers can be expected to perform full-width accesses based only
429      * on their address, without considering adjacent registers that could
430      * decode to completely different MemoryRegions.  When such registers
431      * exist (e.g. I/O ports 0xcf8 and 0xcf9 on most PC chipsets), MMIO
432      * regions overlap wildly.  For this reason we cannot clamp the accesses
433      * here.
434      *
435      * If the length is small (as is the case for address_space_ldl/stl),
436      * everything works fine.  If the incoming length is large, however,
437      * the caller really has to do the clamping through memory_access_size.
438      */
439     if (memory_region_is_ram(mr)) {
440         diff = int128_sub(section->size, int128_make64(addr));
441         *plen = int128_get64(int128_min(diff, int128_make64(*plen)));
442     }
443     return section;
444 }
445
446 /**
447  * address_space_translate_iommu - translate an address through an IOMMU
448  * memory region and then through the target address space.
449  *
450  * @iommu_mr: the IOMMU memory region that we start the translation from
451  * @addr: the address to be translated through the MMU
452  * @xlat: the translated address offset within the destination memory region.
453  *        It cannot be %NULL.
454  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
455  *            cannot be %NULL.
456  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
457  *            should only be meaningful for IOMMU translated
458  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
459  *            would tell. It can be %NULL if we don't care about it.
460  * @is_write: whether the translation operation is for write
461  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
462  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
463  * @attrs: transaction attributes
464  *
465  * This function is called from RCU critical section.  It is the common
466  * part of flatview_do_translate and address_space_translate_cached.
467  */
468 static MemoryRegionSection address_space_translate_iommu(IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
469                                                          hwaddr *xlat,
470                                                          hwaddr *plen_out,
471                                                          hwaddr *page_mask_out,
472                                                          bool is_write,
473                                                          bool is_mmio,
474                                                          AddressSpace **target_as,
475                                                          MemTxAttrs attrs)
476 {
477     MemoryRegionSection *section;
478     hwaddr page_mask = (hwaddr)-1;
479
480     do {
481         hwaddr addr = *xlat;
482         IOMMUMemoryRegionClass *imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
483         int iommu_idx = 0;
484         IOMMUTLBEntry iotlb;
485
486         if (imrc->attrs_to_index) {
487             iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
488         }
489
490         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, is_write ?
491                                 IOMMU_WO : IOMMU_RO, iommu_idx);
492
493         if (!(iotlb.perm & (1 << is_write))) {
494             goto unassigned;
495         }
496
497         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
498                 | (addr & iotlb.addr_mask));
499         page_mask &= iotlb.addr_mask;
500         *plen_out = MIN(*plen_out, (addr | iotlb.addr_mask) - addr + 1);
501         *target_as = iotlb.target_as;
502
503         section = address_space_translate_internal(
504                 address_space_to_dispatch(iotlb.target_as), addr, xlat,
505                 plen_out, is_mmio);
506
507         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
508     } while (unlikely(iommu_mr));
509
510     if (page_mask_out) {
511         *page_mask_out = page_mask;
512     }
513     return *section;
514
515 unassigned:
516     return (MemoryRegionSection) { .mr = &io_mem_unassigned };
517 }
518
519 /**
520  * flatview_do_translate - translate an address in FlatView
521  *
522  * @fv: the flat view that we want to translate on
523  * @addr: the address to be translated in above address space
524  * @xlat: the translated address offset within memory region. It
525  *        cannot be @NULL.
526  * @plen_out: valid read/write length of the translated address. It
527  *            can be @NULL when we don't care about it.
528  * @page_mask_out: page mask for the translated address. This
529  *            should only be meaningful for IOMMU translated
530  *            addresses, since there may be huge pages that this bit
531  *            would tell. It can be @NULL if we don't care about it.
532  * @is_write: whether the translation operation is for write
533  * @is_mmio: whether this can be MMIO, set true if it can
534  * @target_as: the address space targeted by the IOMMU
535  * @attrs: memory transaction attributes
536  *
537  * This function is called from RCU critical section
538  */
539 static MemoryRegionSection flatview_do_translate(FlatView *fv,
540                                                  hwaddr addr,
541                                                  hwaddr *xlat,
542                                                  hwaddr *plen_out,
543                                                  hwaddr *page_mask_out,
544                                                  bool is_write,
545                                                  bool is_mmio,
546                                                  AddressSpace **target_as,
547                                                  MemTxAttrs attrs)
548 {
549     MemoryRegionSection *section;
550     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
551     hwaddr plen = (hwaddr)(-1);
552
553     if (!plen_out) {
554         plen_out = &plen;
555     }
556
557     section = address_space_translate_internal(
558             flatview_to_dispatch(fv), addr, xlat,
559             plen_out, is_mmio);
560
561     iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
562     if (unlikely(iommu_mr)) {
563         return address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat,
564                                              plen_out, page_mask_out,
565                                              is_write, is_mmio,
566                                              target_as, attrs);
567     }
568     if (page_mask_out) {
569         /* Not behind an IOMMU, use default page size. */
570         *page_mask_out = ~TARGET_PAGE_MASK;
571     }
572
573     return *section;
574 }
575
576 /* Called from RCU critical section */
577 IOMMUTLBEntry address_space_get_iotlb_entry(AddressSpace *as, hwaddr addr,
578                                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
579 {
580     MemoryRegionSection section;
581     hwaddr xlat, page_mask;
582
583     /*
584      * This can never be MMIO, and we don't really care about plen,
585      * but page mask.
586      */
587     section = flatview_do_translate(address_space_to_flatview(as), addr, &xlat,
588                                     NULL, &page_mask, is_write, false, &as,
589                                     attrs);
590
591     /* Illegal translation */
592     if (section.mr == &io_mem_unassigned) {
593         goto iotlb_fail;
594     }
595
596     /* Convert memory region offset into address space offset */
597     xlat += section.offset_within_address_space -
598         section.offset_within_region;
599
600     return (IOMMUTLBEntry) {
601         .target_as = as,
602         .iova = addr & ~page_mask,
603         .translated_addr = xlat & ~page_mask,
604         .addr_mask = page_mask,
605         /* IOTLBs are for DMAs, and DMA only allows on RAMs. */
606         .perm = IOMMU_RW,
607     };
608
609 iotlb_fail:
610     return (IOMMUTLBEntry) {0};
611 }
612
613 /* Called from RCU critical section */
614 MemoryRegion *flatview_translate(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
615                                  hwaddr *plen, bool is_write,
616                                  MemTxAttrs attrs)
617 {
618     MemoryRegion *mr;
619     MemoryRegionSection section;
620     AddressSpace *as = NULL;
621
622     /* This can be MMIO, so setup MMIO bit. */
623     section = flatview_do_translate(fv, addr, xlat, plen, NULL,
624                                     is_write, true, &as, attrs);
625     mr = section.mr;
626
627     if (xen_enabled() && memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
628         hwaddr page = ((addr & TARGET_PAGE_MASK) + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
629         *plen = MIN(page, *plen);
630     }
631
632     return mr;
633 }
634
635 typedef struct TCGIOMMUNotifier {
636     IOMMUNotifier n;
637     MemoryRegion *mr;
638     CPUState *cpu;
639     int iommu_idx;
640     bool active;
641 } TCGIOMMUNotifier;
642
643 static void tcg_iommu_unmap_notify(IOMMUNotifier *n, IOMMUTLBEntry *iotlb)
644 {
645     TCGIOMMUNotifier *notifier = container_of(n, TCGIOMMUNotifier, n);
646
647     if (!notifier->active) {
648         return;
649     }
650     tlb_flush(notifier->cpu);
651     notifier->active = false;
652     /* We leave the notifier struct on the list to avoid reallocating it later.
653      * Generally the number of IOMMUs a CPU deals with will be small.
654      * In any case we can't unregister the iommu notifier from a notify
655      * callback.
656      */
657 }
658
659 static void tcg_register_iommu_notifier(CPUState *cpu,
660                                         IOMMUMemoryRegion *iommu_mr,
661                                         int iommu_idx)
662 {
663     /* Make sure this CPU has an IOMMU notifier registered for this
664      * IOMMU/IOMMU index combination, so that we can flush its TLB
665      * when the IOMMU tells us the mappings we've cached have changed.
666      */
667     MemoryRegion *mr = MEMORY_REGION(iommu_mr);
668     TCGIOMMUNotifier *notifier;
669     int i;
670
671     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
672         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
673         if (notifier->mr == mr && notifier->iommu_idx == iommu_idx) {
674             break;
675         }
676     }
677     if (i == cpu->iommu_notifiers->len) {
678         /* Not found, add a new entry at the end of the array */
679         cpu->iommu_notifiers = g_array_set_size(cpu->iommu_notifiers, i + 1);
680         notifier = g_new0(TCGIOMMUNotifier, 1);
681         g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i) = notifier;
682
683         notifier->mr = mr;
684         notifier->iommu_idx = iommu_idx;
685         notifier->cpu = cpu;
686         /* Rather than trying to register interest in the specific part
687          * of the iommu's address space that we've accessed and then
688          * expand it later as subsequent accesses touch more of it, we
689          * just register interest in the whole thing, on the assumption
690          * that iommu reconfiguration will be rare.
691          */
692         iommu_notifier_init(&notifier->n,
693                             tcg_iommu_unmap_notify,
694                             IOMMU_NOTIFIER_UNMAP,
695                             0,
696                             HWADDR_MAX,
697                             iommu_idx);
698         memory_region_register_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
699     }
700
701     if (!notifier->active) {
702         notifier->active = true;
703     }
704 }
705
706 static void tcg_iommu_free_notifier_list(CPUState *cpu)
707 {
708     /* Destroy the CPU's notifier list */
709     int i;
710     TCGIOMMUNotifier *notifier;
711
712     for (i = 0; i < cpu->iommu_notifiers->len; i++) {
713         notifier = g_array_index(cpu->iommu_notifiers, TCGIOMMUNotifier *, i);
714         memory_region_unregister_iommu_notifier(notifier->mr, &notifier->n);
715         g_free(notifier);
716     }
717     g_array_free(cpu->iommu_notifiers, true);
718 }
719
720 /* Called from RCU critical section */
721 MemoryRegionSection *
722 address_space_translate_for_iotlb(CPUState *cpu, int asidx, hwaddr addr,
723                                   hwaddr *xlat, hwaddr *plen,
724                                   MemTxAttrs attrs, int *prot)
725 {
726     MemoryRegionSection *section;
727     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
728     IOMMUMemoryRegionClass *imrc;
729     IOMMUTLBEntry iotlb;
730     int iommu_idx;
731     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpu->cpu_ases[asidx].memory_dispatch);
732
733     for (;;) {
734         section = address_space_translate_internal(d, addr, &addr, plen, false);
735
736         iommu_mr = memory_region_get_iommu(section->mr);
737         if (!iommu_mr) {
738             break;
739         }
740
741         imrc = memory_region_get_iommu_class_nocheck(iommu_mr);
742
743         iommu_idx = imrc->attrs_to_index(iommu_mr, attrs);
744         tcg_register_iommu_notifier(cpu, iommu_mr, iommu_idx);
745         /* We need all the permissions, so pass IOMMU_NONE so the IOMMU
746          * doesn't short-cut its translation table walk.
747          */
748         iotlb = imrc->translate(iommu_mr, addr, IOMMU_NONE, iommu_idx);
749         addr = ((iotlb.translated_addr & ~iotlb.addr_mask)
750                 | (addr & iotlb.addr_mask));
751         /* Update the caller's prot bits to remove permissions the IOMMU
752          * is giving us a failure response for. If we get down to no
753          * permissions left at all we can give up now.
754          */
755         if (!(iotlb.perm & IOMMU_RO)) {
756             *prot &= ~(PAGE_READ | PAGE_EXEC);
757         }
758         if (!(iotlb.perm & IOMMU_WO)) {
759             *prot &= ~PAGE_WRITE;
760         }
761
762         if (!*prot) {
763             goto translate_fail;
764         }
765
766         d = flatview_to_dispatch(address_space_to_flatview(iotlb.target_as));
767     }
768
769     assert(!memory_region_is_iommu(section->mr));
770     *xlat = addr;
771     return section;
772
773 translate_fail:
774     return &d->map.sections[PHYS_SECTION_UNASSIGNED];
775 }
776 #endif
777
778 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
779
780 static int cpu_common_post_load(void *opaque, int version_id)
781 {
782     CPUState *cpu = opaque;
783
784     /* 0x01 was CPU_INTERRUPT_EXIT. This line can be removed when the
785        version_id is increased. */
786     cpu->interrupt_request &= ~0x01;
787     tlb_flush(cpu);
788
789     /* loadvm has just updated the content of RAM, bypassing the
790      * usual mechanisms that ensure we flush TBs for writes to
791      * memory we've translated code from. So we must flush all TBs,
792      * which will now be stale.
793      */
794     tb_flush(cpu);
795
796     return 0;
797 }
798
799 static int cpu_common_pre_load(void *opaque)
800 {
801     CPUState *cpu = opaque;
802
803     cpu->exception_index = -1;
804
805     return 0;
806 }
807
808 static bool cpu_common_exception_index_needed(void *opaque)
809 {
810     CPUState *cpu = opaque;
811
812     return tcg_enabled() && cpu->exception_index != -1;
813 }
814
815 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_exception_index = {
816     .name = "cpu_common/exception_index",
817     .version_id = 1,
818     .minimum_version_id = 1,
819     .needed = cpu_common_exception_index_needed,
820     .fields = (VMStateField[]) {
821         VMSTATE_INT32(exception_index, CPUState),
822         VMSTATE_END_OF_LIST()
823     }
824 };
825
826 static bool cpu_common_crash_occurred_needed(void *opaque)
827 {
828     CPUState *cpu = opaque;
829
830     return cpu->crash_occurred;
831 }
832
833 static const VMStateDescription vmstate_cpu_common_crash_occurred = {
834     .name = "cpu_common/crash_occurred",
835     .version_id = 1,
836     .minimum_version_id = 1,
837     .needed = cpu_common_crash_occurred_needed,
838     .fields = (VMStateField[]) {
839         VMSTATE_BOOL(crash_occurred, CPUState),
840         VMSTATE_END_OF_LIST()
841     }
842 };
843
844 const VMStateDescription vmstate_cpu_common = {
845     .name = "cpu_common",
846     .version_id = 1,
847     .minimum_version_id = 1,
848     .pre_load = cpu_common_pre_load,
849     .post_load = cpu_common_post_load,
850     .fields = (VMStateField[]) {
851         VMSTATE_UINT32(halted, CPUState),
852         VMSTATE_UINT32(interrupt_request, CPUState),
853         VMSTATE_END_OF_LIST()
854     },
855     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
856         &vmstate_cpu_common_exception_index,
857         &vmstate_cpu_common_crash_occurred,
858         NULL
859     }
860 };
861
862 #endif
863
864 CPUState *qemu_get_cpu(int index)
865 {
866     CPUState *cpu;
867
868     CPU_FOREACH(cpu) {
869         if (cpu->cpu_index == index) {
870             return cpu;
871         }
872     }
873
874     return NULL;
875 }
876
877 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
878 void cpu_address_space_init(CPUState *cpu, int asidx,
879                             const char *prefix, MemoryRegion *mr)
880 {
881     CPUAddressSpace *newas;
882     AddressSpace *as = g_new0(AddressSpace, 1);
883     char *as_name;
884
885     assert(mr);
886     as_name = g_strdup_printf("%s-%d", prefix, cpu->cpu_index);
887     address_space_init(as, mr, as_name);
888     g_free(as_name);
889
890     /* Target code should have set num_ases before calling us */
891     assert(asidx < cpu->num_ases);
892
893     if (asidx == 0) {
894         /* address space 0 gets the convenience alias */
895         cpu->as = as;
896     }
897
898     /* KVM cannot currently support multiple address spaces. */
899     assert(asidx == 0 || !kvm_enabled());
900
901     if (!cpu->cpu_ases) {
902         cpu->cpu_ases = g_new0(CPUAddressSpace, cpu->num_ases);
903     }
904
905     newas = &cpu->cpu_ases[asidx];
906     newas->cpu = cpu;
907     newas->as = as;
908     if (tcg_enabled()) {
909         newas->tcg_as_listener.commit = tcg_commit;
910         memory_listener_register(&newas->tcg_as_listener, as);
911     }
912 }
913
914 AddressSpace *cpu_get_address_space(CPUState *cpu, int asidx)
915 {
916     /* Return the AddressSpace corresponding to the specified index */
917     return cpu->cpu_ases[asidx].as;
918 }
919 #endif
920
921 void cpu_exec_unrealizefn(CPUState *cpu)
922 {
923     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
924
925     cpu_list_remove(cpu);
926
927     if (cc->vmsd != NULL) {
928         vmstate_unregister(NULL, cc->vmsd, cpu);
929     }
930     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
931         vmstate_unregister(NULL, &vmstate_cpu_common, cpu);
932     }
933 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
934     tcg_iommu_free_notifier_list(cpu);
935 #endif
936 }
937
938 Property cpu_common_props[] = {
939 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
940     /* Create a memory property for softmmu CPU object,
941      * so users can wire up its memory. (This can't go in qom/cpu.c
942      * because that file is compiled only once for both user-mode
943      * and system builds.) The default if no link is set up is to use
944      * the system address space.
945      */
946     DEFINE_PROP_LINK("memory", CPUState, memory, TYPE_MEMORY_REGION,
947                      MemoryRegion *),
948 #endif
949     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
950 };
951
952 void cpu_exec_initfn(CPUState *cpu)
953 {
954     cpu->as = NULL;
955     cpu->num_ases = 0;
956
957 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
958     cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
959     cpu->memory = system_memory;
960     object_ref(OBJECT(cpu->memory));
961 #endif
962 }
963
964 void cpu_exec_realizefn(CPUState *cpu, Error **errp)
965 {
966     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
967     static bool tcg_target_initialized;
968
969     cpu_list_add(cpu);
970
971     if (tcg_enabled() && !tcg_target_initialized) {
972         tcg_target_initialized = true;
973         cc->tcg_initialize();
974     }
975     tlb_init(cpu);
976
977 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
978     if (qdev_get_vmsd(DEVICE(cpu)) == NULL) {
979         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, &vmstate_cpu_common, cpu);
980     }
981     if (cc->vmsd != NULL) {
982         vmstate_register(NULL, cpu->cpu_index, cc->vmsd, cpu);
983     }
984
985     cpu->iommu_notifiers = g_array_new(false, true, sizeof(TCGIOMMUNotifier *));
986 #endif
987 }
988
989 const char *parse_cpu_option(const char *cpu_option)
990 {
991     ObjectClass *oc;
992     CPUClass *cc;
993     gchar **model_pieces;
994     const char *cpu_type;
995
996     model_pieces = g_strsplit(cpu_option, ",", 2);
997     if (!model_pieces[0]) {
998         error_report("-cpu option cannot be empty");
999         exit(1);
1000     }
1001
1002     oc = cpu_class_by_name(CPU_RESOLVING_TYPE, model_pieces[0]);
1003     if (oc == NULL) {
1004         error_report("unable to find CPU model '%s'", model_pieces[0]);
1005         g_strfreev(model_pieces);
1006         exit(EXIT_FAILURE);
1007     }
1008
1009     cpu_type = object_class_get_name(oc);
1010     cc = CPU_CLASS(oc);
1011     cc->parse_features(cpu_type, model_pieces[1], &error_fatal);
1012     g_strfreev(model_pieces);
1013     return cpu_type;
1014 }
1015
1016 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1017 void tb_invalidate_phys_addr(target_ulong addr)
1018 {
1019     mmap_lock();
1020     tb_invalidate_phys_page_range(addr, addr + 1, 0);
1021     mmap_unlock();
1022 }
1023
1024 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1025 {
1026     tb_invalidate_phys_addr(pc);
1027 }
1028 #else
1029 void tb_invalidate_phys_addr(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs)
1030 {
1031     ram_addr_t ram_addr;
1032     MemoryRegion *mr;
1033     hwaddr l = 1;
1034
1035     if (!tcg_enabled()) {
1036         return;
1037     }
1038
1039     rcu_read_lock();
1040     mr = address_space_translate(as, addr, &addr, &l, false, attrs);
1041     if (!(memory_region_is_ram(mr)
1042           || memory_region_is_romd(mr))) {
1043         rcu_read_unlock();
1044         return;
1045     }
1046     ram_addr = memory_region_get_ram_addr(mr) + addr;
1047     tb_invalidate_phys_page_range(ram_addr, ram_addr + 1, 0);
1048     rcu_read_unlock();
1049 }
1050
1051 static void breakpoint_invalidate(CPUState *cpu, target_ulong pc)
1052 {
1053     MemTxAttrs attrs;
1054     hwaddr phys = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, pc, &attrs);
1055     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
1056     if (phys != -1) {
1057         /* Locks grabbed by tb_invalidate_phys_addr */
1058         tb_invalidate_phys_addr(cpu->cpu_ases[asidx].as,
1059                                 phys | (pc & ~TARGET_PAGE_MASK), attrs);
1060     }
1061 }
1062 #endif
1063
1064 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1065 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1066
1067 {
1068 }
1069
1070 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1071                           int flags)
1072 {
1073     return -ENOSYS;
1074 }
1075
1076 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1077 {
1078 }
1079
1080 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1081                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1082 {
1083     return -ENOSYS;
1084 }
1085 #else
1086 /* Add a watchpoint.  */
1087 int cpu_watchpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1088                           int flags, CPUWatchpoint **watchpoint)
1089 {
1090     CPUWatchpoint *wp;
1091
1092     /* forbid ranges which are empty or run off the end of the address space */
1093     if (len == 0 || (addr + len - 1) < addr) {
1094         error_report("tried to set invalid watchpoint at %"
1095                      VADDR_PRIx ", len=%" VADDR_PRIu, addr, len);
1096         return -EINVAL;
1097     }
1098     wp = g_malloc(sizeof(*wp));
1099
1100     wp->vaddr = addr;
1101     wp->len = len;
1102     wp->flags = flags;
1103
1104     /* keep all GDB-injected watchpoints in front */
1105     if (flags & BP_GDB) {
1106         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1107     } else {
1108         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->watchpoints, wp, entry);
1109     }
1110
1111     tlb_flush_page(cpu, addr);
1112
1113     if (watchpoint)
1114         *watchpoint = wp;
1115     return 0;
1116 }
1117
1118 /* Remove a specific watchpoint.  */
1119 int cpu_watchpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr addr, vaddr len,
1120                           int flags)
1121 {
1122     CPUWatchpoint *wp;
1123
1124     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1125         if (addr == wp->vaddr && len == wp->len
1126                 && flags == (wp->flags & ~BP_WATCHPOINT_HIT)) {
1127             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1128             return 0;
1129         }
1130     }
1131     return -ENOENT;
1132 }
1133
1134 /* Remove a specific watchpoint by reference.  */
1135 void cpu_watchpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUWatchpoint *watchpoint)
1136 {
1137     QTAILQ_REMOVE(&cpu->watchpoints, watchpoint, entry);
1138
1139     tlb_flush_page(cpu, watchpoint->vaddr);
1140
1141     g_free(watchpoint);
1142 }
1143
1144 /* Remove all matching watchpoints.  */
1145 void cpu_watchpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1146 {
1147     CPUWatchpoint *wp, *next;
1148
1149     QTAILQ_FOREACH_SAFE(wp, &cpu->watchpoints, entry, next) {
1150         if (wp->flags & mask) {
1151             cpu_watchpoint_remove_by_ref(cpu, wp);
1152         }
1153     }
1154 }
1155
1156 /* Return true if this watchpoint address matches the specified
1157  * access (ie the address range covered by the watchpoint overlaps
1158  * partially or completely with the address range covered by the
1159  * access).
1160  */
1161 static inline bool cpu_watchpoint_address_matches(CPUWatchpoint *wp,
1162                                                   vaddr addr,
1163                                                   vaddr len)
1164 {
1165     /* We know the lengths are non-zero, but a little caution is
1166      * required to avoid errors in the case where the range ends
1167      * exactly at the top of the address space and so addr + len
1168      * wraps round to zero.
1169      */
1170     vaddr wpend = wp->vaddr + wp->len - 1;
1171     vaddr addrend = addr + len - 1;
1172
1173     return !(addr > wpend || wp->vaddr > addrend);
1174 }
1175
1176 #endif
1177
1178 /* Add a breakpoint.  */
1179 int cpu_breakpoint_insert(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags,
1180                           CPUBreakpoint **breakpoint)
1181 {
1182     CPUBreakpoint *bp;
1183
1184     bp = g_malloc(sizeof(*bp));
1185
1186     bp->pc = pc;
1187     bp->flags = flags;
1188
1189     /* keep all GDB-injected breakpoints in front */
1190     if (flags & BP_GDB) {
1191         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1192     } else {
1193         QTAILQ_INSERT_TAIL(&cpu->breakpoints, bp, entry);
1194     }
1195
1196     breakpoint_invalidate(cpu, pc);
1197
1198     if (breakpoint) {
1199         *breakpoint = bp;
1200     }
1201     return 0;
1202 }
1203
1204 /* Remove a specific breakpoint.  */
1205 int cpu_breakpoint_remove(CPUState *cpu, vaddr pc, int flags)
1206 {
1207     CPUBreakpoint *bp;
1208
1209     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->breakpoints, entry) {
1210         if (bp->pc == pc && bp->flags == flags) {
1211             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1212             return 0;
1213         }
1214     }
1215     return -ENOENT;
1216 }
1217
1218 /* Remove a specific breakpoint by reference.  */
1219 void cpu_breakpoint_remove_by_ref(CPUState *cpu, CPUBreakpoint *breakpoint)
1220 {
1221     QTAILQ_REMOVE(&cpu->breakpoints, breakpoint, entry);
1222
1223     breakpoint_invalidate(cpu, breakpoint->pc);
1224
1225     g_free(breakpoint);
1226 }
1227
1228 /* Remove all matching breakpoints. */
1229 void cpu_breakpoint_remove_all(CPUState *cpu, int mask)
1230 {
1231     CPUBreakpoint *bp, *next;
1232
1233     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &cpu->breakpoints, entry, next) {
1234         if (bp->flags & mask) {
1235             cpu_breakpoint_remove_by_ref(cpu, bp);
1236         }
1237     }
1238 }
1239
1240 /* enable or disable single step mode. EXCP_DEBUG is returned by the
1241    CPU loop after each instruction */
1242 void cpu_single_step(CPUState *cpu, int enabled)
1243 {
1244     if (cpu->singlestep_enabled != enabled) {
1245         cpu->singlestep_enabled = enabled;
1246         if (kvm_enabled()) {
1247             kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1248         } else {
1249             /* must flush all the translated code to avoid inconsistencies */
1250             /* XXX: only flush what is necessary */
1251             tb_flush(cpu);
1252         }
1253     }
1254 }
1255
1256 void cpu_abort(CPUState *cpu, const char *fmt, ...)
1257 {
1258     va_list ap;
1259     va_list ap2;
1260
1261     va_start(ap, fmt);
1262     va_copy(ap2, ap);
1263     fprintf(stderr, "qemu: fatal: ");
1264     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1265     fprintf(stderr, "\n");
1266     cpu_dump_state(cpu, stderr, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1267     if (qemu_log_separate()) {
1268         qemu_log_lock();
1269         qemu_log("qemu: fatal: ");
1270         qemu_log_vprintf(fmt, ap2);
1271         qemu_log("\n");
1272         log_cpu_state(cpu, CPU_DUMP_FPU | CPU_DUMP_CCOP);
1273         qemu_log_flush();
1274         qemu_log_unlock();
1275         qemu_log_close();
1276     }
1277     va_end(ap2);
1278     va_end(ap);
1279     replay_finish();
1280 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
1281     {
1282         struct sigaction act;
1283         sigfillset(&act.sa_mask);
1284         act.sa_handler = SIG_DFL;
1285         act.sa_flags = 0;
1286         sigaction(SIGABRT, &act, NULL);
1287     }
1288 #endif
1289     abort();
1290 }
1291
1292 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1293 /* Called from RCU critical section */
1294 static RAMBlock *qemu_get_ram_block(ram_addr_t addr)
1295 {
1296     RAMBlock *block;
1297
1298     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
1299     if (block && addr - block->offset < block->max_length) {
1300         return block;
1301     }
1302     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1303         if (addr - block->offset < block->max_length) {
1304             goto found;
1305         }
1306     }
1307
1308     fprintf(stderr, "Bad ram offset %" PRIx64 "\n", (uint64_t)addr);
1309     abort();
1310
1311 found:
1312     /* It is safe to write mru_block outside the iothread lock.  This
1313      * is what happens:
1314      *
1315      *     mru_block = xxx
1316      *     rcu_read_unlock()
1317      *                                        xxx removed from list
1318      *                  rcu_read_lock()
1319      *                  read mru_block
1320      *                                        mru_block = NULL;
1321      *                                        call_rcu(reclaim_ramblock, xxx);
1322      *                  rcu_read_unlock()
1323      *
1324      * atomic_rcu_set is not needed here.  The block was already published
1325      * when it was placed into the list.  Here we're just making an extra
1326      * copy of the pointer.
1327      */
1328     ram_list.mru_block = block;
1329     return block;
1330 }
1331
1332 static void tlb_reset_dirty_range_all(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1333 {
1334     CPUState *cpu;
1335     ram_addr_t start1;
1336     RAMBlock *block;
1337     ram_addr_t end;
1338
1339     assert(tcg_enabled());
1340     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length);
1341     start &= TARGET_PAGE_MASK;
1342
1343     rcu_read_lock();
1344     block = qemu_get_ram_block(start);
1345     assert(block == qemu_get_ram_block(end - 1));
1346     start1 = (uintptr_t)ramblock_ptr(block, start - block->offset);
1347     CPU_FOREACH(cpu) {
1348         tlb_reset_dirty(cpu, start1, length);
1349     }
1350     rcu_read_unlock();
1351 }
1352
1353 /* Note: start and end must be within the same ram block.  */
1354 bool cpu_physical_memory_test_and_clear_dirty(ram_addr_t start,
1355                                               ram_addr_t length,
1356                                               unsigned client)
1357 {
1358     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1359     unsigned long end, page;
1360     bool dirty = false;
1361
1362     if (length == 0) {
1363         return false;
1364     }
1365
1366     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length) >> TARGET_PAGE_BITS;
1367     page = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1368
1369     rcu_read_lock();
1370
1371     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1372
1373     while (page < end) {
1374         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1375         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1376         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1377
1378         dirty |= bitmap_test_and_clear_atomic(blocks->blocks[idx],
1379                                               offset, num);
1380         page += num;
1381     }
1382
1383     rcu_read_unlock();
1384
1385     if (dirty && tcg_enabled()) {
1386         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1387     }
1388
1389     return dirty;
1390 }
1391
1392 DirtyBitmapSnapshot *cpu_physical_memory_snapshot_and_clear_dirty
1393      (ram_addr_t start, ram_addr_t length, unsigned client)
1394 {
1395     DirtyMemoryBlocks *blocks;
1396     unsigned long align = 1UL << (TARGET_PAGE_BITS + BITS_PER_LEVEL);
1397     ram_addr_t first = QEMU_ALIGN_DOWN(start, align);
1398     ram_addr_t last  = QEMU_ALIGN_UP(start + length, align);
1399     DirtyBitmapSnapshot *snap;
1400     unsigned long page, end, dest;
1401
1402     snap = g_malloc0(sizeof(*snap) +
1403                      ((last - first) >> (TARGET_PAGE_BITS + 3)));
1404     snap->start = first;
1405     snap->end   = last;
1406
1407     page = first >> TARGET_PAGE_BITS;
1408     end  = last  >> TARGET_PAGE_BITS;
1409     dest = 0;
1410
1411     rcu_read_lock();
1412
1413     blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[client]);
1414
1415     while (page < end) {
1416         unsigned long idx = page / DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1417         unsigned long offset = page % DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE;
1418         unsigned long num = MIN(end - page, DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE - offset);
1419
1420         assert(QEMU_IS_ALIGNED(offset, (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1421         assert(QEMU_IS_ALIGNED(num,    (1 << BITS_PER_LEVEL)));
1422         offset >>= BITS_PER_LEVEL;
1423
1424         bitmap_copy_and_clear_atomic(snap->dirty + dest,
1425                                      blocks->blocks[idx] + offset,
1426                                      num);
1427         page += num;
1428         dest += num >> BITS_PER_LEVEL;
1429     }
1430
1431     rcu_read_unlock();
1432
1433     if (tcg_enabled()) {
1434         tlb_reset_dirty_range_all(start, length);
1435     }
1436
1437     return snap;
1438 }
1439
1440 bool cpu_physical_memory_snapshot_get_dirty(DirtyBitmapSnapshot *snap,
1441                                             ram_addr_t start,
1442                                             ram_addr_t length)
1443 {
1444     unsigned long page, end;
1445
1446     assert(start >= snap->start);
1447     assert(start + length <= snap->end);
1448
1449     end = TARGET_PAGE_ALIGN(start + length - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1450     page = (start - snap->start) >> TARGET_PAGE_BITS;
1451
1452     while (page < end) {
1453         if (test_bit(page, snap->dirty)) {
1454             return true;
1455         }
1456         page++;
1457     }
1458     return false;
1459 }
1460
1461 /* Called from RCU critical section */
1462 hwaddr memory_region_section_get_iotlb(CPUState *cpu,
1463                                        MemoryRegionSection *section,
1464                                        target_ulong vaddr,
1465                                        hwaddr paddr, hwaddr xlat,
1466                                        int prot,
1467                                        target_ulong *address)
1468 {
1469     hwaddr iotlb;
1470     CPUWatchpoint *wp;
1471
1472     if (memory_region_is_ram(section->mr)) {
1473         /* Normal RAM.  */
1474         iotlb = memory_region_get_ram_addr(section->mr) + xlat;
1475         if (!section->readonly) {
1476             iotlb |= PHYS_SECTION_NOTDIRTY;
1477         } else {
1478             iotlb |= PHYS_SECTION_ROM;
1479         }
1480     } else {
1481         AddressSpaceDispatch *d;
1482
1483         d = flatview_to_dispatch(section->fv);
1484         iotlb = section - d->map.sections;
1485         iotlb += xlat;
1486     }
1487
1488     /* Make accesses to pages with watchpoints go via the
1489        watchpoint trap routines.  */
1490     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
1491         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1492             /* Avoid trapping reads of pages with a write breakpoint. */
1493             if ((prot & PAGE_WRITE) || (wp->flags & BP_MEM_READ)) {
1494                 iotlb = PHYS_SECTION_WATCH + paddr;
1495                 *address |= TLB_MMIO;
1496                 break;
1497             }
1498         }
1499     }
1500
1501     return iotlb;
1502 }
1503 #endif /* defined(CONFIG_USER_ONLY) */
1504
1505 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
1506
1507 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
1508                              uint16_t section);
1509 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base);
1510
1511 static void *(*phys_mem_alloc)(size_t size, uint64_t *align, bool shared) =
1512                                qemu_anon_ram_alloc;
1513
1514 /*
1515  * Set a custom physical guest memory alloator.
1516  * Accelerators with unusual needs may need this.  Hopefully, we can
1517  * get rid of it eventually.
1518  */
1519 void phys_mem_set_alloc(void *(*alloc)(size_t, uint64_t *align, bool shared))
1520 {
1521     phys_mem_alloc = alloc;
1522 }
1523
1524 static uint16_t phys_section_add(PhysPageMap *map,
1525                                  MemoryRegionSection *section)
1526 {
1527     /* The physical section number is ORed with a page-aligned
1528      * pointer to produce the iotlb entries.  Thus it should
1529      * never overflow into the page-aligned value.
1530      */
1531     assert(map->sections_nb < TARGET_PAGE_SIZE);
1532
1533     if (map->sections_nb == map->sections_nb_alloc) {
1534         map->sections_nb_alloc = MAX(map->sections_nb_alloc * 2, 16);
1535         map->sections = g_renew(MemoryRegionSection, map->sections,
1536                                 map->sections_nb_alloc);
1537     }
1538     map->sections[map->sections_nb] = *section;
1539     memory_region_ref(section->mr);
1540     return map->sections_nb++;
1541 }
1542
1543 static void phys_section_destroy(MemoryRegion *mr)
1544 {
1545     bool have_sub_page = mr->subpage;
1546
1547     memory_region_unref(mr);
1548
1549     if (have_sub_page) {
1550         subpage_t *subpage = container_of(mr, subpage_t, iomem);
1551         object_unref(OBJECT(&subpage->iomem));
1552         g_free(subpage);
1553     }
1554 }
1555
1556 static void phys_sections_free(PhysPageMap *map)
1557 {
1558     while (map->sections_nb > 0) {
1559         MemoryRegionSection *section = &map->sections[--map->sections_nb];
1560         phys_section_destroy(section->mr);
1561     }
1562     g_free(map->sections);
1563     g_free(map->nodes);
1564 }
1565
1566 static void register_subpage(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1567 {
1568     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1569     subpage_t *subpage;
1570     hwaddr base = section->offset_within_address_space
1571         & TARGET_PAGE_MASK;
1572     MemoryRegionSection *existing = phys_page_find(d, base);
1573     MemoryRegionSection subsection = {
1574         .offset_within_address_space = base,
1575         .size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE),
1576     };
1577     hwaddr start, end;
1578
1579     assert(existing->mr->subpage || existing->mr == &io_mem_unassigned);
1580
1581     if (!(existing->mr->subpage)) {
1582         subpage = subpage_init(fv, base);
1583         subsection.fv = fv;
1584         subsection.mr = &subpage->iomem;
1585         phys_page_set(d, base >> TARGET_PAGE_BITS, 1,
1586                       phys_section_add(&d->map, &subsection));
1587     } else {
1588         subpage = container_of(existing->mr, subpage_t, iomem);
1589     }
1590     start = section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK;
1591     end = start + int128_get64(section->size) - 1;
1592     subpage_register(subpage, start, end,
1593                      phys_section_add(&d->map, section));
1594 }
1595
1596
1597 static void register_multipage(FlatView *fv,
1598                                MemoryRegionSection *section)
1599 {
1600     AddressSpaceDispatch *d = flatview_to_dispatch(fv);
1601     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
1602     uint16_t section_index = phys_section_add(&d->map, section);
1603     uint64_t num_pages = int128_get64(int128_rshift(section->size,
1604                                                     TARGET_PAGE_BITS));
1605
1606     assert(num_pages);
1607     phys_page_set(d, start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, num_pages, section_index);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * The range in *section* may look like this:
1612  *
1613  *      |s|PPPPPPP|s|
1614  *
1615  * where s stands for subpage and P for page.
1616  */
1617 void flatview_add_to_dispatch(FlatView *fv, MemoryRegionSection *section)
1618 {
1619     MemoryRegionSection remain = *section;
1620     Int128 page_size = int128_make64(TARGET_PAGE_SIZE);
1621
1622     /* register first subpage */
1623     if (remain.offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) {
1624         uint64_t left = TARGET_PAGE_ALIGN(remain.offset_within_address_space)
1625                         - remain.offset_within_address_space;
1626
1627         MemoryRegionSection now = remain;
1628         now.size = int128_min(int128_make64(left), now.size);
1629         register_subpage(fv, &now);
1630         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1631             return;
1632         }
1633         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1634         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1635         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1636     }
1637
1638     /* register whole pages */
1639     if (int128_ge(remain.size, page_size)) {
1640         MemoryRegionSection now = remain;
1641         now.size = int128_and(now.size, int128_neg(page_size));
1642         register_multipage(fv, &now);
1643         if (int128_eq(remain.size, now.size)) {
1644             return;
1645         }
1646         remain.size = int128_sub(remain.size, now.size);
1647         remain.offset_within_address_space += int128_get64(now.size);
1648         remain.offset_within_region += int128_get64(now.size);
1649     }
1650
1651     /* register last subpage */
1652     register_subpage(fv, &remain);
1653 }
1654
1655 void qemu_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1656 {
1657     if (kvm_enabled())
1658         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1659 }
1660
1661 void qemu_mutex_lock_ramlist(void)
1662 {
1663     qemu_mutex_lock(&ram_list.mutex);
1664 }
1665
1666 void qemu_mutex_unlock_ramlist(void)
1667 {
1668     qemu_mutex_unlock(&ram_list.mutex);
1669 }
1670
1671 void ram_block_dump(Monitor *mon)
1672 {
1673     RAMBlock *block;
1674     char *psize;
1675
1676     rcu_read_lock();
1677     monitor_printf(mon, "%24s %8s  %18s %18s %18s\n",
1678                    "Block Name", "PSize", "Offset", "Used", "Total");
1679     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1680         psize = size_to_str(block->page_size);
1681         monitor_printf(mon, "%24s %8s  0x%016" PRIx64 " 0x%016" PRIx64
1682                        " 0x%016" PRIx64 "\n", block->idstr, psize,
1683                        (uint64_t)block->offset,
1684                        (uint64_t)block->used_length,
1685                        (uint64_t)block->max_length);
1686         g_free(psize);
1687     }
1688     rcu_read_unlock();
1689 }
1690
1691 #ifdef __linux__
1692 /*
1693  * FIXME TOCTTOU: this iterates over memory backends' mem-path, which
1694  * may or may not name the same files / on the same filesystem now as
1695  * when we actually open and map them.  Iterate over the file
1696  * descriptors instead, and use qemu_fd_getpagesize().
1697  */
1698 static int find_min_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1699 {
1700     long *hpsize_min = opaque;
1701
1702     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1703         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1704         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1705
1706         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize < *hpsize_min)) {
1707             *hpsize_min = hpsize;
1708         }
1709     }
1710
1711     return 0;
1712 }
1713
1714 static int find_max_backend_pagesize(Object *obj, void *opaque)
1715 {
1716     long *hpsize_max = opaque;
1717
1718     if (object_dynamic_cast(obj, TYPE_MEMORY_BACKEND)) {
1719         HostMemoryBackend *backend = MEMORY_BACKEND(obj);
1720         long hpsize = host_memory_backend_pagesize(backend);
1721
1722         if (host_memory_backend_is_mapped(backend) && (hpsize > *hpsize_max)) {
1723             *hpsize_max = hpsize;
1724         }
1725     }
1726
1727     return 0;
1728 }
1729
1730 /*
1731  * TODO: We assume right now that all mapped host memory backends are
1732  * used as RAM, however some might be used for different purposes.
1733  */
1734 long qemu_minrampagesize(void)
1735 {
1736     long hpsize = LONG_MAX;
1737     long mainrampagesize;
1738     Object *memdev_root;
1739
1740     mainrampagesize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1741
1742     /* it's possible we have memory-backend objects with
1743      * hugepage-backed RAM. these may get mapped into system
1744      * address space via -numa parameters or memory hotplug
1745      * hooks. we want to take these into account, but we
1746      * also want to make sure these supported hugepage
1747      * sizes are applicable across the entire range of memory
1748      * we may boot from, so we take the min across all
1749      * backends, and assume normal pages in cases where a
1750      * backend isn't backed by hugepages.
1751      */
1752     memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1753     if (memdev_root) {
1754         object_child_foreach(memdev_root, find_min_backend_pagesize, &hpsize);
1755     }
1756     if (hpsize == LONG_MAX) {
1757         /* No additional memory regions found ==> Report main RAM page size */
1758         return mainrampagesize;
1759     }
1760
1761     /* If NUMA is disabled or the NUMA nodes are not backed with a
1762      * memory-backend, then there is at least one node using "normal" RAM,
1763      * so if its page size is smaller we have got to report that size instead.
1764      */
1765     if (hpsize > mainrampagesize &&
1766         (nb_numa_nodes == 0 || numa_info[0].node_memdev == NULL)) {
1767         static bool warned;
1768         if (!warned) {
1769             error_report("Huge page support disabled (n/a for main memory).");
1770             warned = true;
1771         }
1772         return mainrampagesize;
1773     }
1774
1775     return hpsize;
1776 }
1777
1778 long qemu_maxrampagesize(void)
1779 {
1780     long pagesize = qemu_mempath_getpagesize(mem_path);
1781     Object *memdev_root = object_resolve_path("/objects", NULL);
1782
1783     if (memdev_root) {
1784         object_child_foreach(memdev_root, find_max_backend_pagesize,
1785                              &pagesize);
1786     }
1787     return pagesize;
1788 }
1789 #else
1790 long qemu_minrampagesize(void)
1791 {
1792     return getpagesize();
1793 }
1794 long qemu_maxrampagesize(void)
1795 {
1796     return getpagesize();
1797 }
1798 #endif
1799
1800 #ifdef CONFIG_POSIX
1801 static int64_t get_file_size(int fd)
1802 {
1803     int64_t size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
1804     if (size < 0) {
1805         return -errno;
1806     }
1807     return size;
1808 }
1809
1810 static int file_ram_open(const char *path,
1811                          const char *region_name,
1812                          bool *created,
1813                          Error **errp)
1814 {
1815     char *filename;
1816     char *sanitized_name;
1817     char *c;
1818     int fd = -1;
1819
1820     *created = false;
1821     for (;;) {
1822         fd = open(path, O_RDWR);
1823         if (fd >= 0) {
1824             /* @path names an existing file, use it */
1825             break;
1826         }
1827         if (errno == ENOENT) {
1828             /* @path names a file that doesn't exist, create it */
1829             fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0644);
1830             if (fd >= 0) {
1831                 *created = true;
1832                 break;
1833             }
1834         } else if (errno == EISDIR) {
1835             /* @path names a directory, create a file there */
1836             /* Make name safe to use with mkstemp by replacing '/' with '_'. */
1837             sanitized_name = g_strdup(region_name);
1838             for (c = sanitized_name; *c != '\0'; c++) {
1839                 if (*c == '/') {
1840                     *c = '_';
1841                 }
1842             }
1843
1844             filename = g_strdup_printf("%s/qemu_back_mem.%s.XXXXXX", path,
1845                                        sanitized_name);
1846             g_free(sanitized_name);
1847
1848             fd = mkstemp(filename);
1849             if (fd >= 0) {
1850                 unlink(filename);
1851                 g_free(filename);
1852                 break;
1853             }
1854             g_free(filename);
1855         }
1856         if (errno != EEXIST && errno != EINTR) {
1857             error_setg_errno(errp, errno,
1858                              "can't open backing store %s for guest RAM",
1859                              path);
1860             return -1;
1861         }
1862         /*
1863          * Try again on EINTR and EEXIST.  The latter happens when
1864          * something else creates the file between our two open().
1865          */
1866     }
1867
1868     return fd;
1869 }
1870
1871 static void *file_ram_alloc(RAMBlock *block,
1872                             ram_addr_t memory,
1873                             int fd,
1874                             bool truncate,
1875                             Error **errp)
1876 {
1877     void *area;
1878
1879     block->page_size = qemu_fd_getpagesize(fd);
1880     if (block->mr->align % block->page_size) {
1881         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1882                    " must be multiples of page size 0x%zx",
1883                    block->mr->align, block->page_size);
1884         return NULL;
1885     } else if (block->mr->align && !is_power_of_2(block->mr->align)) {
1886         error_setg(errp, "alignment 0x%" PRIx64
1887                    " must be a power of two", block->mr->align);
1888         return NULL;
1889     }
1890     block->mr->align = MAX(block->page_size, block->mr->align);
1891 #if defined(__s390x__)
1892     if (kvm_enabled()) {
1893         block->mr->align = MAX(block->mr->align, QEMU_VMALLOC_ALIGN);
1894     }
1895 #endif
1896
1897     if (memory < block->page_size) {
1898         error_setg(errp, "memory size 0x" RAM_ADDR_FMT " must be equal to "
1899                    "or larger than page size 0x%zx",
1900                    memory, block->page_size);
1901         return NULL;
1902     }
1903
1904     memory = ROUND_UP(memory, block->page_size);
1905
1906     /*
1907      * ftruncate is not supported by hugetlbfs in older
1908      * hosts, so don't bother bailing out on errors.
1909      * If anything goes wrong with it under other filesystems,
1910      * mmap will fail.
1911      *
1912      * Do not truncate the non-empty backend file to avoid corrupting
1913      * the existing data in the file. Disabling shrinking is not
1914      * enough. For example, the current vNVDIMM implementation stores
1915      * the guest NVDIMM labels at the end of the backend file. If the
1916      * backend file is later extended, QEMU will not be able to find
1917      * those labels. Therefore, extending the non-empty backend file
1918      * is disabled as well.
1919      */
1920     if (truncate && ftruncate(fd, memory)) {
1921         perror("ftruncate");
1922     }
1923
1924     area = qemu_ram_mmap(fd, memory, block->mr->align,
1925                          block->flags & RAM_SHARED, block->flags & RAM_PMEM);
1926     if (area == MAP_FAILED) {
1927         error_setg_errno(errp, errno,
1928                          "unable to map backing store for guest RAM");
1929         return NULL;
1930     }
1931
1932     if (mem_prealloc) {
1933         os_mem_prealloc(fd, area, memory, smp_cpus, errp);
1934         if (errp && *errp) {
1935             qemu_ram_munmap(fd, area, memory);
1936             return NULL;
1937         }
1938     }
1939
1940     block->fd = fd;
1941     return area;
1942 }
1943 #endif
1944
1945 /* Allocate space within the ram_addr_t space that governs the
1946  * dirty bitmaps.
1947  * Called with the ramlist lock held.
1948  */
1949 static ram_addr_t find_ram_offset(ram_addr_t size)
1950 {
1951     RAMBlock *block, *next_block;
1952     ram_addr_t offset = RAM_ADDR_MAX, mingap = RAM_ADDR_MAX;
1953
1954     assert(size != 0); /* it would hand out same offset multiple times */
1955
1956     if (QLIST_EMPTY_RCU(&ram_list.blocks)) {
1957         return 0;
1958     }
1959
1960     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
1961         ram_addr_t candidate, next = RAM_ADDR_MAX;
1962
1963         /* Align blocks to start on a 'long' in the bitmap
1964          * which makes the bitmap sync'ing take the fast path.
1965          */
1966         candidate = block->offset + block->max_length;
1967         candidate = ROUND_UP(candidate, BITS_PER_LONG << TARGET_PAGE_BITS);
1968
1969         /* Search for the closest following block
1970          * and find the gap.
1971          */
1972         RAMBLOCK_FOREACH(next_block) {
1973             if (next_block->offset >= candidate) {
1974                 next = MIN(next, next_block->offset);
1975             }
1976         }
1977
1978         /* If it fits remember our place and remember the size
1979          * of gap, but keep going so that we might find a smaller
1980          * gap to fill so avoiding fragmentation.
1981          */
1982         if (next - candidate >= size && next - candidate < mingap) {
1983             offset = candidate;
1984             mingap = next - candidate;
1985         }
1986
1987         trace_find_ram_offset_loop(size, candidate, offset, next, mingap);
1988     }
1989
1990     if (offset == RAM_ADDR_MAX) {
1991         fprintf(stderr, "Failed to find gap of requested size: %" PRIu64 "\n",
1992                 (uint64_t)size);
1993         abort();
1994     }
1995
1996     trace_find_ram_offset(size, offset);
1997
1998     return offset;
1999 }
2000
2001 static unsigned long last_ram_page(void)
2002 {
2003     RAMBlock *block;
2004     ram_addr_t last = 0;
2005
2006     rcu_read_lock();
2007     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2008         last = MAX(last, block->offset + block->max_length);
2009     }
2010     rcu_read_unlock();
2011     return last >> TARGET_PAGE_BITS;
2012 }
2013
2014 static void qemu_ram_setup_dump(void *addr, ram_addr_t size)
2015 {
2016     int ret;
2017
2018     /* Use MADV_DONTDUMP, if user doesn't want the guest memory in the core */
2019     if (!machine_dump_guest_core(current_machine)) {
2020         ret = qemu_madvise(addr, size, QEMU_MADV_DONTDUMP);
2021         if (ret) {
2022             perror("qemu_madvise");
2023             fprintf(stderr, "madvise doesn't support MADV_DONTDUMP, "
2024                             "but dump_guest_core=off specified\n");
2025         }
2026     }
2027 }
2028
2029 const char *qemu_ram_get_idstr(RAMBlock *rb)
2030 {
2031     return rb->idstr;
2032 }
2033
2034 void *qemu_ram_get_host_addr(RAMBlock *rb)
2035 {
2036     return rb->host;
2037 }
2038
2039 ram_addr_t qemu_ram_get_offset(RAMBlock *rb)
2040 {
2041     return rb->offset;
2042 }
2043
2044 ram_addr_t qemu_ram_get_used_length(RAMBlock *rb)
2045 {
2046     return rb->used_length;
2047 }
2048
2049 bool qemu_ram_is_shared(RAMBlock *rb)
2050 {
2051     return rb->flags & RAM_SHARED;
2052 }
2053
2054 /* Note: Only set at the start of postcopy */
2055 bool qemu_ram_is_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
2056 {
2057     return rb->flags & RAM_UF_ZEROPAGE;
2058 }
2059
2060 void qemu_ram_set_uf_zeroable(RAMBlock *rb)
2061 {
2062     rb->flags |= RAM_UF_ZEROPAGE;
2063 }
2064
2065 bool qemu_ram_is_migratable(RAMBlock *rb)
2066 {
2067     return rb->flags & RAM_MIGRATABLE;
2068 }
2069
2070 void qemu_ram_set_migratable(RAMBlock *rb)
2071 {
2072     rb->flags |= RAM_MIGRATABLE;
2073 }
2074
2075 void qemu_ram_unset_migratable(RAMBlock *rb)
2076 {
2077     rb->flags &= ~RAM_MIGRATABLE;
2078 }
2079
2080 /* Called with iothread lock held.  */
2081 void qemu_ram_set_idstr(RAMBlock *new_block, const char *name, DeviceState *dev)
2082 {
2083     RAMBlock *block;
2084
2085     assert(new_block);
2086     assert(!new_block->idstr[0]);
2087
2088     if (dev) {
2089         char *id = qdev_get_dev_path(dev);
2090         if (id) {
2091             snprintf(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), "%s/", id);
2092             g_free(id);
2093         }
2094     }
2095     pstrcat(new_block->idstr, sizeof(new_block->idstr), name);
2096
2097     rcu_read_lock();
2098     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2099         if (block != new_block &&
2100             !strcmp(block->idstr, new_block->idstr)) {
2101             fprintf(stderr, "RAMBlock \"%s\" already registered, abort!\n",
2102                     new_block->idstr);
2103             abort();
2104         }
2105     }
2106     rcu_read_unlock();
2107 }
2108
2109 /* Called with iothread lock held.  */
2110 void qemu_ram_unset_idstr(RAMBlock *block)
2111 {
2112     /* FIXME: arch_init.c assumes that this is not called throughout
2113      * migration.  Ignore the problem since hot-unplug during migration
2114      * does not work anyway.
2115      */
2116     if (block) {
2117         memset(block->idstr, 0, sizeof(block->idstr));
2118     }
2119 }
2120
2121 size_t qemu_ram_pagesize(RAMBlock *rb)
2122 {
2123     return rb->page_size;
2124 }
2125
2126 /* Returns the largest size of page in use */
2127 size_t qemu_ram_pagesize_largest(void)
2128 {
2129     RAMBlock *block;
2130     size_t largest = 0;
2131
2132     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2133         largest = MAX(largest, qemu_ram_pagesize(block));
2134     }
2135
2136     return largest;
2137 }
2138
2139 static int memory_try_enable_merging(void *addr, size_t len)
2140 {
2141     if (!machine_mem_merge(current_machine)) {
2142         /* disabled by the user */
2143         return 0;
2144     }
2145
2146     return qemu_madvise(addr, len, QEMU_MADV_MERGEABLE);
2147 }
2148
2149 /* Only legal before guest might have detected the memory size: e.g. on
2150  * incoming migration, or right after reset.
2151  *
2152  * As memory core doesn't know how is memory accessed, it is up to
2153  * resize callback to update device state and/or add assertions to detect
2154  * misuse, if necessary.
2155  */
2156 int qemu_ram_resize(RAMBlock *block, ram_addr_t newsize, Error **errp)
2157 {
2158     assert(block);
2159
2160     newsize = HOST_PAGE_ALIGN(newsize);
2161
2162     if (block->used_length == newsize) {
2163         return 0;
2164     }
2165
2166     if (!(block->flags & RAM_RESIZEABLE)) {
2167         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2168                          "Length mismatch: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2169                          " in != 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2170                          newsize, block->used_length);
2171         return -EINVAL;
2172     }
2173
2174     if (block->max_length < newsize) {
2175         error_setg_errno(errp, EINVAL,
2176                          "Length too large: %s: 0x" RAM_ADDR_FMT
2177                          " > 0x" RAM_ADDR_FMT, block->idstr,
2178                          newsize, block->max_length);
2179         return -EINVAL;
2180     }
2181
2182     cpu_physical_memory_clear_dirty_range(block->offset, block->used_length);
2183     block->used_length = newsize;
2184     cpu_physical_memory_set_dirty_range(block->offset, block->used_length,
2185                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2186     memory_region_set_size(block->mr, newsize);
2187     if (block->resized) {
2188         block->resized(block->idstr, newsize, block->host);
2189     }
2190     return 0;
2191 }
2192
2193 /* Called with ram_list.mutex held */
2194 static void dirty_memory_extend(ram_addr_t old_ram_size,
2195                                 ram_addr_t new_ram_size)
2196 {
2197     ram_addr_t old_num_blocks = DIV_ROUND_UP(old_ram_size,
2198                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2199     ram_addr_t new_num_blocks = DIV_ROUND_UP(new_ram_size,
2200                                              DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2201     int i;
2202
2203     /* Only need to extend if block count increased */
2204     if (new_num_blocks <= old_num_blocks) {
2205         return;
2206     }
2207
2208     for (i = 0; i < DIRTY_MEMORY_NUM; i++) {
2209         DirtyMemoryBlocks *old_blocks;
2210         DirtyMemoryBlocks *new_blocks;
2211         int j;
2212
2213         old_blocks = atomic_rcu_read(&ram_list.dirty_memory[i]);
2214         new_blocks = g_malloc(sizeof(*new_blocks) +
2215                               sizeof(new_blocks->blocks[0]) * new_num_blocks);
2216
2217         if (old_num_blocks) {
2218             memcpy(new_blocks->blocks, old_blocks->blocks,
2219                    old_num_blocks * sizeof(old_blocks->blocks[0]));
2220         }
2221
2222         for (j = old_num_blocks; j < new_num_blocks; j++) {
2223             new_blocks->blocks[j] = bitmap_new(DIRTY_MEMORY_BLOCK_SIZE);
2224         }
2225
2226         atomic_rcu_set(&ram_list.dirty_memory[i], new_blocks);
2227
2228         if (old_blocks) {
2229             g_free_rcu(old_blocks, rcu);
2230         }
2231     }
2232 }
2233
2234 static void ram_block_add(RAMBlock *new_block, Error **errp, bool shared)
2235 {
2236     RAMBlock *block;
2237     RAMBlock *last_block = NULL;
2238     ram_addr_t old_ram_size, new_ram_size;
2239     Error *err = NULL;
2240
2241     old_ram_size = last_ram_page();
2242
2243     qemu_mutex_lock_ramlist();
2244     new_block->offset = find_ram_offset(new_block->max_length);
2245
2246     if (!new_block->host) {
2247         if (xen_enabled()) {
2248             xen_ram_alloc(new_block->offset, new_block->max_length,
2249                           new_block->mr, &err);
2250             if (err) {
2251                 error_propagate(errp, err);
2252                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2253                 return;
2254             }
2255         } else {
2256             new_block->host = phys_mem_alloc(new_block->max_length,
2257                                              &new_block->mr->align, shared);
2258             if (!new_block->host) {
2259                 error_setg_errno(errp, errno,
2260                                  "cannot set up guest memory '%s'",
2261                                  memory_region_name(new_block->mr));
2262                 qemu_mutex_unlock_ramlist();
2263                 return;
2264             }
2265             memory_try_enable_merging(new_block->host, new_block->max_length);
2266         }
2267     }
2268
2269     new_ram_size = MAX(old_ram_size,
2270               (new_block->offset + new_block->max_length) >> TARGET_PAGE_BITS);
2271     if (new_ram_size > old_ram_size) {
2272         dirty_memory_extend(old_ram_size, new_ram_size);
2273     }
2274     /* Keep the list sorted from biggest to smallest block.  Unlike QTAILQ,
2275      * QLIST (which has an RCU-friendly variant) does not have insertion at
2276      * tail, so save the last element in last_block.
2277      */
2278     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2279         last_block = block;
2280         if (block->max_length < new_block->max_length) {
2281             break;
2282         }
2283     }
2284     if (block) {
2285         QLIST_INSERT_BEFORE_RCU(block, new_block, next);
2286     } else if (last_block) {
2287         QLIST_INSERT_AFTER_RCU(last_block, new_block, next);
2288     } else { /* list is empty */
2289         QLIST_INSERT_HEAD_RCU(&ram_list.blocks, new_block, next);
2290     }
2291     ram_list.mru_block = NULL;
2292
2293     /* Write list before version */
2294     smp_wmb();
2295     ram_list.version++;
2296     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2297
2298     cpu_physical_memory_set_dirty_range(new_block->offset,
2299                                         new_block->used_length,
2300                                         DIRTY_CLIENTS_ALL);
2301
2302     if (new_block->host) {
2303         qemu_ram_setup_dump(new_block->host, new_block->max_length);
2304         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_HUGEPAGE);
2305         /* MADV_DONTFORK is also needed by KVM in absence of synchronous MMU */
2306         qemu_madvise(new_block->host, new_block->max_length, QEMU_MADV_DONTFORK);
2307         ram_block_notify_add(new_block->host, new_block->max_length);
2308     }
2309 }
2310
2311 #ifdef CONFIG_POSIX
2312 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_fd(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2313                                  uint32_t ram_flags, int fd,
2314                                  Error **errp)
2315 {
2316     RAMBlock *new_block;
2317     Error *local_err = NULL;
2318     int64_t file_size;
2319
2320     /* Just support these ram flags by now. */
2321     assert((ram_flags & ~(RAM_SHARED | RAM_PMEM)) == 0);
2322
2323     if (xen_enabled()) {
2324         error_setg(errp, "-mem-path not supported with Xen");
2325         return NULL;
2326     }
2327
2328     if (kvm_enabled() && !kvm_has_sync_mmu()) {
2329         error_setg(errp,
2330                    "host lacks kvm mmu notifiers, -mem-path unsupported");
2331         return NULL;
2332     }
2333
2334     if (phys_mem_alloc != qemu_anon_ram_alloc) {
2335         /*
2336          * file_ram_alloc() needs to allocate just like
2337          * phys_mem_alloc, but we haven't bothered to provide
2338          * a hook there.
2339          */
2340         error_setg(errp,
2341                    "-mem-path not supported with this accelerator");
2342         return NULL;
2343     }
2344
2345     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2346     file_size = get_file_size(fd);
2347     if (file_size > 0 && file_size < size) {
2348         error_setg(errp, "backing store %s size 0x%" PRIx64
2349                    " does not match 'size' option 0x" RAM_ADDR_FMT,
2350                    mem_path, file_size, size);
2351         return NULL;
2352     }
2353
2354     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2355     new_block->mr = mr;
2356     new_block->used_length = size;
2357     new_block->max_length = size;
2358     new_block->flags = ram_flags;
2359     new_block->host = file_ram_alloc(new_block, size, fd, !file_size, errp);
2360     if (!new_block->host) {
2361         g_free(new_block);
2362         return NULL;
2363     }
2364
2365     ram_block_add(new_block, &local_err, ram_flags & RAM_SHARED);
2366     if (local_err) {
2367         g_free(new_block);
2368         error_propagate(errp, local_err);
2369         return NULL;
2370     }
2371     return new_block;
2372
2373 }
2374
2375
2376 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_file(ram_addr_t size, MemoryRegion *mr,
2377                                    uint32_t ram_flags, const char *mem_path,
2378                                    Error **errp)
2379 {
2380     int fd;
2381     bool created;
2382     RAMBlock *block;
2383
2384     fd = file_ram_open(mem_path, memory_region_name(mr), &created, errp);
2385     if (fd < 0) {
2386         return NULL;
2387     }
2388
2389     block = qemu_ram_alloc_from_fd(size, mr, ram_flags, fd, errp);
2390     if (!block) {
2391         if (created) {
2392             unlink(mem_path);
2393         }
2394         close(fd);
2395         return NULL;
2396     }
2397
2398     return block;
2399 }
2400 #endif
2401
2402 static
2403 RAMBlock *qemu_ram_alloc_internal(ram_addr_t size, ram_addr_t max_size,
2404                                   void (*resized)(const char*,
2405                                                   uint64_t length,
2406                                                   void *host),
2407                                   void *host, bool resizeable, bool share,
2408                                   MemoryRegion *mr, Error **errp)
2409 {
2410     RAMBlock *new_block;
2411     Error *local_err = NULL;
2412
2413     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
2414     max_size = HOST_PAGE_ALIGN(max_size);
2415     new_block = g_malloc0(sizeof(*new_block));
2416     new_block->mr = mr;
2417     new_block->resized = resized;
2418     new_block->used_length = size;
2419     new_block->max_length = max_size;
2420     assert(max_size >= size);
2421     new_block->fd = -1;
2422     new_block->page_size = getpagesize();
2423     new_block->host = host;
2424     if (host) {
2425         new_block->flags |= RAM_PREALLOC;
2426     }
2427     if (resizeable) {
2428         new_block->flags |= RAM_RESIZEABLE;
2429     }
2430     ram_block_add(new_block, &local_err, share);
2431     if (local_err) {
2432         g_free(new_block);
2433         error_propagate(errp, local_err);
2434         return NULL;
2435     }
2436     return new_block;
2437 }
2438
2439 RAMBlock *qemu_ram_alloc_from_ptr(ram_addr_t size, void *host,
2440                                    MemoryRegion *mr, Error **errp)
2441 {
2442     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, host, false,
2443                                    false, mr, errp);
2444 }
2445
2446 RAMBlock *qemu_ram_alloc(ram_addr_t size, bool share,
2447                          MemoryRegion *mr, Error **errp)
2448 {
2449     return qemu_ram_alloc_internal(size, size, NULL, NULL, false,
2450                                    share, mr, errp);
2451 }
2452
2453 RAMBlock *qemu_ram_alloc_resizeable(ram_addr_t size, ram_addr_t maxsz,
2454                                      void (*resized)(const char*,
2455                                                      uint64_t length,
2456                                                      void *host),
2457                                      MemoryRegion *mr, Error **errp)
2458 {
2459     return qemu_ram_alloc_internal(size, maxsz, resized, NULL, true,
2460                                    false, mr, errp);
2461 }
2462
2463 static void reclaim_ramblock(RAMBlock *block)
2464 {
2465     if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2466         ;
2467     } else if (xen_enabled()) {
2468         xen_invalidate_map_cache_entry(block->host);
2469 #ifndef _WIN32
2470     } else if (block->fd >= 0) {
2471         qemu_ram_munmap(block->fd, block->host, block->max_length);
2472         close(block->fd);
2473 #endif
2474     } else {
2475         qemu_anon_ram_free(block->host, block->max_length);
2476     }
2477     g_free(block);
2478 }
2479
2480 void qemu_ram_free(RAMBlock *block)
2481 {
2482     if (!block) {
2483         return;
2484     }
2485
2486     if (block->host) {
2487         ram_block_notify_remove(block->host, block->max_length);
2488     }
2489
2490     qemu_mutex_lock_ramlist();
2491     QLIST_REMOVE_RCU(block, next);
2492     ram_list.mru_block = NULL;
2493     /* Write list before version */
2494     smp_wmb();
2495     ram_list.version++;
2496     call_rcu(block, reclaim_ramblock, rcu);
2497     qemu_mutex_unlock_ramlist();
2498 }
2499
2500 #ifndef _WIN32
2501 void qemu_ram_remap(ram_addr_t addr, ram_addr_t length)
2502 {
2503     RAMBlock *block;
2504     ram_addr_t offset;
2505     int flags;
2506     void *area, *vaddr;
2507
2508     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2509         offset = addr - block->offset;
2510         if (offset < block->max_length) {
2511             vaddr = ramblock_ptr(block, offset);
2512             if (block->flags & RAM_PREALLOC) {
2513                 ;
2514             } else if (xen_enabled()) {
2515                 abort();
2516             } else {
2517                 flags = MAP_FIXED;
2518                 if (block->fd >= 0) {
2519                     flags |= (block->flags & RAM_SHARED ?
2520                               MAP_SHARED : MAP_PRIVATE);
2521                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2522                                 flags, block->fd, offset);
2523                 } else {
2524                     /*
2525                      * Remap needs to match alloc.  Accelerators that
2526                      * set phys_mem_alloc never remap.  If they did,
2527                      * we'd need a remap hook here.
2528                      */
2529                     assert(phys_mem_alloc == qemu_anon_ram_alloc);
2530
2531                     flags |= MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
2532                     area = mmap(vaddr, length, PROT_READ | PROT_WRITE,
2533                                 flags, -1, 0);
2534                 }
2535                 if (area != vaddr) {
2536                     error_report("Could not remap addr: "
2537                                  RAM_ADDR_FMT "@" RAM_ADDR_FMT "",
2538                                  length, addr);
2539                     exit(1);
2540                 }
2541                 memory_try_enable_merging(vaddr, length);
2542                 qemu_ram_setup_dump(vaddr, length);
2543             }
2544         }
2545     }
2546 }
2547 #endif /* !_WIN32 */
2548
2549 /* Return a host pointer to ram allocated with qemu_ram_alloc.
2550  * This should not be used for general purpose DMA.  Use address_space_map
2551  * or address_space_rw instead. For local memory (e.g. video ram) that the
2552  * device owns, use memory_region_get_ram_ptr.
2553  *
2554  * Called within RCU critical section.
2555  */
2556 void *qemu_map_ram_ptr(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr)
2557 {
2558     RAMBlock *block = ram_block;
2559
2560     if (block == NULL) {
2561         block = qemu_get_ram_block(addr);
2562         addr -= block->offset;
2563     }
2564
2565     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2566         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2567          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2568          * In that case just map until the end of the page.
2569          */
2570         if (block->offset == 0) {
2571             return xen_map_cache(addr, 0, 0, false);
2572         }
2573
2574         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, false);
2575     }
2576     return ramblock_ptr(block, addr);
2577 }
2578
2579 /* Return a host pointer to guest's ram. Similar to qemu_map_ram_ptr
2580  * but takes a size argument.
2581  *
2582  * Called within RCU critical section.
2583  */
2584 static void *qemu_ram_ptr_length(RAMBlock *ram_block, ram_addr_t addr,
2585                                  hwaddr *size, bool lock)
2586 {
2587     RAMBlock *block = ram_block;
2588     if (*size == 0) {
2589         return NULL;
2590     }
2591
2592     if (block == NULL) {
2593         block = qemu_get_ram_block(addr);
2594         addr -= block->offset;
2595     }
2596     *size = MIN(*size, block->max_length - addr);
2597
2598     if (xen_enabled() && block->host == NULL) {
2599         /* We need to check if the requested address is in the RAM
2600          * because we don't want to map the entire memory in QEMU.
2601          * In that case just map the requested area.
2602          */
2603         if (block->offset == 0) {
2604             return xen_map_cache(addr, *size, lock, lock);
2605         }
2606
2607         block->host = xen_map_cache(block->offset, block->max_length, 1, lock);
2608     }
2609
2610     return ramblock_ptr(block, addr);
2611 }
2612
2613 /* Return the offset of a hostpointer within a ramblock */
2614 ram_addr_t qemu_ram_block_host_offset(RAMBlock *rb, void *host)
2615 {
2616     ram_addr_t res = (uint8_t *)host - (uint8_t *)rb->host;
2617     assert((uintptr_t)host >= (uintptr_t)rb->host);
2618     assert(res < rb->max_length);
2619
2620     return res;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Translates a host ptr back to a RAMBlock, a ram_addr and an offset
2625  * in that RAMBlock.
2626  *
2627  * ptr: Host pointer to look up
2628  * round_offset: If true round the result offset down to a page boundary
2629  * *ram_addr: set to result ram_addr
2630  * *offset: set to result offset within the RAMBlock
2631  *
2632  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2633  *
2634  * By the time this function returns, the returned pointer is not protected
2635  * by RCU anymore.  If the caller is not within an RCU critical section and
2636  * does not hold the iothread lock, it must have other means of protecting the
2637  * pointer, such as a reference to the region that includes the incoming
2638  * ram_addr_t.
2639  */
2640 RAMBlock *qemu_ram_block_from_host(void *ptr, bool round_offset,
2641                                    ram_addr_t *offset)
2642 {
2643     RAMBlock *block;
2644     uint8_t *host = ptr;
2645
2646     if (xen_enabled()) {
2647         ram_addr_t ram_addr;
2648         rcu_read_lock();
2649         ram_addr = xen_ram_addr_from_mapcache(ptr);
2650         block = qemu_get_ram_block(ram_addr);
2651         if (block) {
2652             *offset = ram_addr - block->offset;
2653         }
2654         rcu_read_unlock();
2655         return block;
2656     }
2657
2658     rcu_read_lock();
2659     block = atomic_rcu_read(&ram_list.mru_block);
2660     if (block && block->host && host - block->host < block->max_length) {
2661         goto found;
2662     }
2663
2664     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2665         /* This case append when the block is not mapped. */
2666         if (block->host == NULL) {
2667             continue;
2668         }
2669         if (host - block->host < block->max_length) {
2670             goto found;
2671         }
2672     }
2673
2674     rcu_read_unlock();
2675     return NULL;
2676
2677 found:
2678     *offset = (host - block->host);
2679     if (round_offset) {
2680         *offset &= TARGET_PAGE_MASK;
2681     }
2682     rcu_read_unlock();
2683     return block;
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Finds the named RAMBlock
2688  *
2689  * name: The name of RAMBlock to find
2690  *
2691  * Returns: RAMBlock (or NULL if not found)
2692  */
2693 RAMBlock *qemu_ram_block_by_name(const char *name)
2694 {
2695     RAMBlock *block;
2696
2697     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
2698         if (!strcmp(name, block->idstr)) {
2699             return block;
2700         }
2701     }
2702
2703     return NULL;
2704 }
2705
2706 /* Some of the softmmu routines need to translate from a host pointer
2707    (typically a TLB entry) back to a ram offset.  */
2708 ram_addr_t qemu_ram_addr_from_host(void *ptr)
2709 {
2710     RAMBlock *block;
2711     ram_addr_t offset;
2712
2713     block = qemu_ram_block_from_host(ptr, false, &offset);
2714     if (!block) {
2715         return RAM_ADDR_INVALID;
2716     }
2717
2718     return block->offset + offset;
2719 }
2720
2721 /* Called within RCU critical section. */
2722 void memory_notdirty_write_prepare(NotDirtyInfo *ndi,
2723                           CPUState *cpu,
2724                           vaddr mem_vaddr,
2725                           ram_addr_t ram_addr,
2726                           unsigned size)
2727 {
2728     ndi->cpu = cpu;
2729     ndi->ram_addr = ram_addr;
2730     ndi->mem_vaddr = mem_vaddr;
2731     ndi->size = size;
2732     ndi->pages = NULL;
2733
2734     assert(tcg_enabled());
2735     if (!cpu_physical_memory_get_dirty_flag(ram_addr, DIRTY_MEMORY_CODE)) {
2736         ndi->pages = page_collection_lock(ram_addr, ram_addr + size);
2737         tb_invalidate_phys_page_fast(ndi->pages, ram_addr, size);
2738     }
2739 }
2740
2741 /* Called within RCU critical section. */
2742 void memory_notdirty_write_complete(NotDirtyInfo *ndi)
2743 {
2744     if (ndi->pages) {
2745         assert(tcg_enabled());
2746         page_collection_unlock(ndi->pages);
2747         ndi->pages = NULL;
2748     }
2749
2750     /* Set both VGA and migration bits for simplicity and to remove
2751      * the notdirty callback faster.
2752      */
2753     cpu_physical_memory_set_dirty_range(ndi->ram_addr, ndi->size,
2754                                         DIRTY_CLIENTS_NOCODE);
2755     /* we remove the notdirty callback only if the code has been
2756        flushed */
2757     if (!cpu_physical_memory_is_clean(ndi->ram_addr)) {
2758         tlb_set_dirty(ndi->cpu, ndi->mem_vaddr);
2759     }
2760 }
2761
2762 /* Called within RCU critical section.  */
2763 static void notdirty_mem_write(void *opaque, hwaddr ram_addr,
2764                                uint64_t val, unsigned size)
2765 {
2766     NotDirtyInfo ndi;
2767
2768     memory_notdirty_write_prepare(&ndi, current_cpu, current_cpu->mem_io_vaddr,
2769                          ram_addr, size);
2770
2771     stn_p(qemu_map_ram_ptr(NULL, ram_addr), size, val);
2772     memory_notdirty_write_complete(&ndi);
2773 }
2774
2775 static bool notdirty_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2776                                  unsigned size, bool is_write,
2777                                  MemTxAttrs attrs)
2778 {
2779     return is_write;
2780 }
2781
2782 static const MemoryRegionOps notdirty_mem_ops = {
2783     .write = notdirty_mem_write,
2784     .valid.accepts = notdirty_mem_accepts,
2785     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2786     .valid = {
2787         .min_access_size = 1,
2788         .max_access_size = 8,
2789         .unaligned = false,
2790     },
2791     .impl = {
2792         .min_access_size = 1,
2793         .max_access_size = 8,
2794         .unaligned = false,
2795     },
2796 };
2797
2798 /* Generate a debug exception if a watchpoint has been hit.  */
2799 static void check_watchpoint(int offset, int len, MemTxAttrs attrs, int flags)
2800 {
2801     CPUState *cpu = current_cpu;
2802     CPUClass *cc = CPU_GET_CLASS(cpu);
2803     target_ulong vaddr;
2804     CPUWatchpoint *wp;
2805
2806     assert(tcg_enabled());
2807     if (cpu->watchpoint_hit) {
2808         /* We re-entered the check after replacing the TB. Now raise
2809          * the debug interrupt so that is will trigger after the
2810          * current instruction. */
2811         cpu_interrupt(cpu, CPU_INTERRUPT_DEBUG);
2812         return;
2813     }
2814     vaddr = (cpu->mem_io_vaddr & TARGET_PAGE_MASK) + offset;
2815     vaddr = cc->adjust_watchpoint_address(cpu, vaddr, len);
2816     QTAILQ_FOREACH(wp, &cpu->watchpoints, entry) {
2817         if (cpu_watchpoint_address_matches(wp, vaddr, len)
2818             && (wp->flags & flags)) {
2819             if (flags == BP_MEM_READ) {
2820                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_READ;
2821             } else {
2822                 wp->flags |= BP_WATCHPOINT_HIT_WRITE;
2823             }
2824             wp->hitaddr = vaddr;
2825             wp->hitattrs = attrs;
2826             if (!cpu->watchpoint_hit) {
2827                 if (wp->flags & BP_CPU &&
2828                     !cc->debug_check_watchpoint(cpu, wp)) {
2829                     wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2830                     continue;
2831                 }
2832                 cpu->watchpoint_hit = wp;
2833
2834                 mmap_lock();
2835                 tb_check_watchpoint(cpu);
2836                 if (wp->flags & BP_STOP_BEFORE_ACCESS) {
2837                     cpu->exception_index = EXCP_DEBUG;
2838                     mmap_unlock();
2839                     cpu_loop_exit(cpu);
2840                 } else {
2841                     /* Force execution of one insn next time.  */
2842                     cpu->cflags_next_tb = 1 | curr_cflags();
2843                     mmap_unlock();
2844                     cpu_loop_exit_noexc(cpu);
2845                 }
2846             }
2847         } else {
2848             wp->flags &= ~BP_WATCHPOINT_HIT;
2849         }
2850     }
2851 }
2852
2853 /* Watchpoint access routines.  Watchpoints are inserted using TLB tricks,
2854    so these check for a hit then pass through to the normal out-of-line
2855    phys routines.  */
2856 static MemTxResult watch_mem_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *pdata,
2857                                   unsigned size, MemTxAttrs attrs)
2858 {
2859     MemTxResult res;
2860     uint64_t data;
2861     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2862     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2863
2864     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_READ);
2865     switch (size) {
2866     case 1:
2867         data = address_space_ldub(as, addr, attrs, &res);
2868         break;
2869     case 2:
2870         data = address_space_lduw(as, addr, attrs, &res);
2871         break;
2872     case 4:
2873         data = address_space_ldl(as, addr, attrs, &res);
2874         break;
2875     case 8:
2876         data = address_space_ldq(as, addr, attrs, &res);
2877         break;
2878     default: abort();
2879     }
2880     *pdata = data;
2881     return res;
2882 }
2883
2884 static MemTxResult watch_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
2885                                    uint64_t val, unsigned size,
2886                                    MemTxAttrs attrs)
2887 {
2888     MemTxResult res;
2889     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(current_cpu, attrs);
2890     AddressSpace *as = current_cpu->cpu_ases[asidx].as;
2891
2892     check_watchpoint(addr & ~TARGET_PAGE_MASK, size, attrs, BP_MEM_WRITE);
2893     switch (size) {
2894     case 1:
2895         address_space_stb(as, addr, val, attrs, &res);
2896         break;
2897     case 2:
2898         address_space_stw(as, addr, val, attrs, &res);
2899         break;
2900     case 4:
2901         address_space_stl(as, addr, val, attrs, &res);
2902         break;
2903     case 8:
2904         address_space_stq(as, addr, val, attrs, &res);
2905         break;
2906     default: abort();
2907     }
2908     return res;
2909 }
2910
2911 static const MemoryRegionOps watch_mem_ops = {
2912     .read_with_attrs = watch_mem_read,
2913     .write_with_attrs = watch_mem_write,
2914     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2915     .valid = {
2916         .min_access_size = 1,
2917         .max_access_size = 8,
2918         .unaligned = false,
2919     },
2920     .impl = {
2921         .min_access_size = 1,
2922         .max_access_size = 8,
2923         .unaligned = false,
2924     },
2925 };
2926
2927 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
2928                                  MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, hwaddr len);
2929 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
2930                                   const uint8_t *buf, hwaddr len);
2931 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
2932                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs);
2933
2934 static MemTxResult subpage_read(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t *data,
2935                                 unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2936 {
2937     subpage_t *subpage = opaque;
2938     uint8_t buf[8];
2939     MemTxResult res;
2940
2941 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2942     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n", __func__,
2943            subpage, len, addr);
2944 #endif
2945     res = flatview_read(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2946     if (res) {
2947         return res;
2948     }
2949     *data = ldn_p(buf, len);
2950     return MEMTX_OK;
2951 }
2952
2953 static MemTxResult subpage_write(void *opaque, hwaddr addr,
2954                                  uint64_t value, unsigned len, MemTxAttrs attrs)
2955 {
2956     subpage_t *subpage = opaque;
2957     uint8_t buf[8];
2958
2959 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2960     printf("%s: subpage %p len %u addr " TARGET_FMT_plx
2961            " value %"PRIx64"\n",
2962            __func__, subpage, len, addr, value);
2963 #endif
2964     stn_p(buf, len, value);
2965     return flatview_write(subpage->fv, addr + subpage->base, attrs, buf, len);
2966 }
2967
2968 static bool subpage_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
2969                             unsigned len, bool is_write,
2970                             MemTxAttrs attrs)
2971 {
2972     subpage_t *subpage = opaque;
2973 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
2974     printf("%s: subpage %p %c len %u addr " TARGET_FMT_plx "\n",
2975            __func__, subpage, is_write ? 'w' : 'r', len, addr);
2976 #endif
2977
2978     return flatview_access_valid(subpage->fv, addr + subpage->base,
2979                                  len, is_write, attrs);
2980 }
2981
2982 static const MemoryRegionOps subpage_ops = {
2983     .read_with_attrs = subpage_read,
2984     .write_with_attrs = subpage_write,
2985     .impl.min_access_size = 1,
2986     .impl.max_access_size = 8,
2987     .valid.min_access_size = 1,
2988     .valid.max_access_size = 8,
2989     .valid.accepts = subpage_accepts,
2990     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
2991 };
2992
2993 static int subpage_register (subpage_t *mmio, uint32_t start, uint32_t end,
2994                              uint16_t section)
2995 {
2996     int idx, eidx;
2997
2998     if (start >= TARGET_PAGE_SIZE || end >= TARGET_PAGE_SIZE)
2999         return -1;
3000     idx = SUBPAGE_IDX(start);
3001     eidx = SUBPAGE_IDX(end);
3002 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
3003     printf("%s: %p start %08x end %08x idx %08x eidx %08x section %d\n",
3004            __func__, mmio, start, end, idx, eidx, section);
3005 #endif
3006     for (; idx <= eidx; idx++) {
3007         mmio->sub_section[idx] = section;
3008     }
3009
3010     return 0;
3011 }
3012
3013 static subpage_t *subpage_init(FlatView *fv, hwaddr base)
3014 {
3015     subpage_t *mmio;
3016
3017     mmio = g_malloc0(sizeof(subpage_t) + TARGET_PAGE_SIZE * sizeof(uint16_t));
3018     mmio->fv = fv;
3019     mmio->base = base;
3020     memory_region_init_io(&mmio->iomem, NULL, &subpage_ops, mmio,
3021                           NULL, TARGET_PAGE_SIZE);
3022     mmio->iomem.subpage = true;
3023 #if defined(DEBUG_SUBPAGE)
3024     printf("%s: %p base " TARGET_FMT_plx " len %08x\n", __func__,
3025            mmio, base, TARGET_PAGE_SIZE);
3026 #endif
3027     subpage_register(mmio, 0, TARGET_PAGE_SIZE-1, PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
3028
3029     return mmio;
3030 }
3031
3032 static uint16_t dummy_section(PhysPageMap *map, FlatView *fv, MemoryRegion *mr)
3033 {
3034     assert(fv);
3035     MemoryRegionSection section = {
3036         .fv = fv,
3037         .mr = mr,
3038         .offset_within_address_space = 0,
3039         .offset_within_region = 0,
3040         .size = int128_2_64(),
3041     };
3042
3043     return phys_section_add(map, &section);
3044 }
3045
3046 static void readonly_mem_write(void *opaque, hwaddr addr,
3047                                uint64_t val, unsigned size)
3048 {
3049     /* Ignore any write to ROM. */
3050 }
3051
3052 static bool readonly_mem_accepts(void *opaque, hwaddr addr,
3053                                  unsigned size, bool is_write,
3054                                  MemTxAttrs attrs)
3055 {
3056     return is_write;
3057 }
3058
3059 /* This will only be used for writes, because reads are special cased
3060  * to directly access the underlying host ram.
3061  */
3062 static const MemoryRegionOps readonly_mem_ops = {
3063     .write = readonly_mem_write,
3064     .valid.accepts = readonly_mem_accepts,
3065     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
3066     .valid = {
3067         .min_access_size = 1,
3068         .max_access_size = 8,
3069         .unaligned = false,
3070     },
3071     .impl = {
3072         .min_access_size = 1,
3073         .max_access_size = 8,
3074         .unaligned = false,
3075     },
3076 };
3077
3078 MemoryRegionSection *iotlb_to_section(CPUState *cpu,
3079                                       hwaddr index, MemTxAttrs attrs)
3080 {
3081     int asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3082     CPUAddressSpace *cpuas = &cpu->cpu_ases[asidx];
3083     AddressSpaceDispatch *d = atomic_rcu_read(&cpuas->memory_dispatch);
3084     MemoryRegionSection *sections = d->map.sections;
3085
3086     return &sections[index & ~TARGET_PAGE_MASK];
3087 }
3088
3089 static void io_mem_init(void)
3090 {
3091     memory_region_init_io(&io_mem_rom, NULL, &readonly_mem_ops,
3092                           NULL, NULL, UINT64_MAX);
3093     memory_region_init_io(&io_mem_unassigned, NULL, &unassigned_mem_ops, NULL,
3094                           NULL, UINT64_MAX);
3095
3096     /* io_mem_notdirty calls tb_invalidate_phys_page_fast,
3097      * which can be called without the iothread mutex.
3098      */
3099     memory_region_init_io(&io_mem_notdirty, NULL, &notdirty_mem_ops, NULL,
3100                           NULL, UINT64_MAX);
3101     memory_region_clear_global_locking(&io_mem_notdirty);
3102
3103     memory_region_init_io(&io_mem_watch, NULL, &watch_mem_ops, NULL,
3104                           NULL, UINT64_MAX);
3105 }
3106
3107 AddressSpaceDispatch *address_space_dispatch_new(FlatView *fv)
3108 {
3109     AddressSpaceDispatch *d = g_new0(AddressSpaceDispatch, 1);
3110     uint16_t n;
3111
3112     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_unassigned);
3113     assert(n == PHYS_SECTION_UNASSIGNED);
3114     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_notdirty);
3115     assert(n == PHYS_SECTION_NOTDIRTY);
3116     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_rom);
3117     assert(n == PHYS_SECTION_ROM);
3118     n = dummy_section(&d->map, fv, &io_mem_watch);
3119     assert(n == PHYS_SECTION_WATCH);
3120
3121     d->phys_map  = (PhysPageEntry) { .ptr = PHYS_MAP_NODE_NIL, .skip = 1 };
3122
3123     return d;
3124 }
3125
3126 void address_space_dispatch_free(AddressSpaceDispatch *d)
3127 {
3128     phys_sections_free(&d->map);
3129     g_free(d);
3130 }
3131
3132 static void tcg_commit(MemoryListener *listener)
3133 {
3134     CPUAddressSpace *cpuas;
3135     AddressSpaceDispatch *d;
3136
3137     assert(tcg_enabled());
3138     /* since each CPU stores ram addresses in its TLB cache, we must
3139        reset the modified entries */
3140     cpuas = container_of(listener, CPUAddressSpace, tcg_as_listener);
3141     cpu_reloading_memory_map();
3142     /* The CPU and TLB are protected by the iothread lock.
3143      * We reload the dispatch pointer now because cpu_reloading_memory_map()
3144      * may have split the RCU critical section.
3145      */
3146     d = address_space_to_dispatch(cpuas->as);
3147     atomic_rcu_set(&cpuas->memory_dispatch, d);
3148     tlb_flush(cpuas->cpu);
3149 }
3150
3151 static void memory_map_init(void)
3152 {
3153     system_memory = g_malloc(sizeof(*system_memory));
3154
3155     memory_region_init(system_memory, NULL, "system", UINT64_MAX);
3156     address_space_init(&address_space_memory, system_memory, "memory");
3157
3158     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
3159     memory_region_init_io(system_io, NULL, &unassigned_io_ops, NULL, "io",
3160                           65536);
3161     address_space_init(&address_space_io, system_io, "I/O");
3162 }
3163
3164 MemoryRegion *get_system_memory(void)
3165 {
3166     return system_memory;
3167 }
3168
3169 MemoryRegion *get_system_io(void)
3170 {
3171     return system_io;
3172 }
3173
3174 #endif /* !defined(CONFIG_USER_ONLY) */
3175
3176 /* physical memory access (slow version, mainly for debug) */
3177 #if defined(CONFIG_USER_ONLY)
3178 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3179                         uint8_t *buf, target_ulong len, int is_write)
3180 {
3181     int flags;
3182     target_ulong l, page;
3183     void * p;
3184
3185     while (len > 0) {
3186         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3187         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3188         if (l > len)
3189             l = len;
3190         flags = page_get_flags(page);
3191         if (!(flags & PAGE_VALID))
3192             return -1;
3193         if (is_write) {
3194             if (!(flags & PAGE_WRITE))
3195                 return -1;
3196             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3197             if (!(p = lock_user(VERIFY_WRITE, addr, l, 0)))
3198                 return -1;
3199             memcpy(p, buf, l);
3200             unlock_user(p, addr, l);
3201         } else {
3202             if (!(flags & PAGE_READ))
3203                 return -1;
3204             /* XXX: this code should not depend on lock_user */
3205             if (!(p = lock_user(VERIFY_READ, addr, l, 1)))
3206                 return -1;
3207             memcpy(buf, p, l);
3208             unlock_user(p, addr, 0);
3209         }
3210         len -= l;
3211         buf += l;
3212         addr += l;
3213     }
3214     return 0;
3215 }
3216
3217 #else
3218
3219 static void invalidate_and_set_dirty(MemoryRegion *mr, hwaddr addr,
3220                                      hwaddr length)
3221 {
3222     uint8_t dirty_log_mask = memory_region_get_dirty_log_mask(mr);
3223     addr += memory_region_get_ram_addr(mr);
3224
3225     /* No early return if dirty_log_mask is or becomes 0, because
3226      * cpu_physical_memory_set_dirty_range will still call
3227      * xen_modified_memory.
3228      */
3229     if (dirty_log_mask) {
3230         dirty_log_mask =
3231             cpu_physical_memory_range_includes_clean(addr, length, dirty_log_mask);
3232     }
3233     if (dirty_log_mask & (1 << DIRTY_MEMORY_CODE)) {
3234         assert(tcg_enabled());
3235         tb_invalidate_phys_range(addr, addr + length);
3236         dirty_log_mask &= ~(1 << DIRTY_MEMORY_CODE);
3237     }
3238     cpu_physical_memory_set_dirty_range(addr, length, dirty_log_mask);
3239 }
3240
3241 void memory_region_flush_rom_device(MemoryRegion *mr, hwaddr addr, hwaddr size)
3242 {
3243     /*
3244      * In principle this function would work on other memory region types too,
3245      * but the ROM device use case is the only one where this operation is
3246      * necessary.  Other memory regions should use the
3247      * address_space_read/write() APIs.
3248      */
3249     assert(memory_region_is_romd(mr));
3250
3251     invalidate_and_set_dirty(mr, addr, size);
3252 }
3253
3254 static int memory_access_size(MemoryRegion *mr, unsigned l, hwaddr addr)
3255 {
3256     unsigned access_size_max = mr->ops->valid.max_access_size;
3257
3258     /* Regions are assumed to support 1-4 byte accesses unless
3259        otherwise specified.  */
3260     if (access_size_max == 0) {
3261         access_size_max = 4;
3262     }
3263
3264     /* Bound the maximum access by the alignment of the address.  */
3265     if (!mr->ops->impl.unaligned) {
3266         unsigned align_size_max = addr & -addr;
3267         if (align_size_max != 0 && align_size_max < access_size_max) {
3268             access_size_max = align_size_max;
3269         }
3270     }
3271
3272     /* Don't attempt accesses larger than the maximum.  */
3273     if (l > access_size_max) {
3274         l = access_size_max;
3275     }
3276     l = pow2floor(l);
3277
3278     return l;
3279 }
3280
3281 static bool prepare_mmio_access(MemoryRegion *mr)
3282 {
3283     bool unlocked = !qemu_mutex_iothread_locked();
3284     bool release_lock = false;
3285
3286     if (unlocked && mr->global_locking) {
3287         qemu_mutex_lock_iothread();
3288         unlocked = false;
3289         release_lock = true;
3290     }
3291     if (mr->flush_coalesced_mmio) {
3292         if (unlocked) {
3293             qemu_mutex_lock_iothread();
3294         }
3295         qemu_flush_coalesced_mmio_buffer();
3296         if (unlocked) {
3297             qemu_mutex_unlock_iothread();
3298         }
3299     }
3300
3301     return release_lock;
3302 }
3303
3304 /* Called within RCU critical section.  */
3305 static MemTxResult flatview_write_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3306                                            MemTxAttrs attrs,
3307                                            const uint8_t *buf,
3308                                            hwaddr len, hwaddr addr1,
3309                                            hwaddr l, MemoryRegion *mr)
3310 {
3311     uint8_t *ptr;
3312     uint64_t val;
3313     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3314     bool release_lock = false;
3315
3316     for (;;) {
3317         if (!memory_access_is_direct(mr, true)) {
3318             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3319             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3320             /* XXX: could force current_cpu to NULL to avoid
3321                potential bugs */
3322             val = ldn_p(buf, l);
3323             result |= memory_region_dispatch_write(mr, addr1, val, l, attrs);
3324         } else {
3325             /* RAM case */
3326             ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3327             memcpy(ptr, buf, l);
3328             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3329         }
3330
3331         if (release_lock) {
3332             qemu_mutex_unlock_iothread();
3333             release_lock = false;
3334         }
3335
3336         len -= l;
3337         buf += l;
3338         addr += l;
3339
3340         if (!len) {
3341             break;
3342         }
3343
3344         l = len;
3345         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3346     }
3347
3348     return result;
3349 }
3350
3351 /* Called from RCU critical section.  */
3352 static MemTxResult flatview_write(FlatView *fv, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3353                                   const uint8_t *buf, hwaddr len)
3354 {
3355     hwaddr l;
3356     hwaddr addr1;
3357     MemoryRegion *mr;
3358     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3359
3360     l = len;
3361     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3362     result = flatview_write_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3363                                      addr1, l, mr);
3364
3365     return result;
3366 }
3367
3368 /* Called within RCU critical section.  */
3369 MemTxResult flatview_read_continue(FlatView *fv, hwaddr addr,
3370                                    MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf,
3371                                    hwaddr len, hwaddr addr1, hwaddr l,
3372                                    MemoryRegion *mr)
3373 {
3374     uint8_t *ptr;
3375     uint64_t val;
3376     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3377     bool release_lock = false;
3378
3379     for (;;) {
3380         if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
3381             /* I/O case */
3382             release_lock |= prepare_mmio_access(mr);
3383             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3384             result |= memory_region_dispatch_read(mr, addr1, &val, l, attrs);
3385             stn_p(buf, l, val);
3386         } else {
3387             /* RAM case */
3388             ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, addr1, &l, false);
3389             memcpy(buf, ptr, l);
3390         }
3391
3392         if (release_lock) {
3393             qemu_mutex_unlock_iothread();
3394             release_lock = false;
3395         }
3396
3397         len -= l;
3398         buf += l;
3399         addr += l;
3400
3401         if (!len) {
3402             break;
3403         }
3404
3405         l = len;
3406         mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3407     }
3408
3409     return result;
3410 }
3411
3412 /* Called from RCU critical section.  */
3413 static MemTxResult flatview_read(FlatView *fv, hwaddr addr,
3414                                  MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, hwaddr len)
3415 {
3416     hwaddr l;
3417     hwaddr addr1;
3418     MemoryRegion *mr;
3419
3420     l = len;
3421     mr = flatview_translate(fv, addr, &addr1, &l, false, attrs);
3422     return flatview_read_continue(fv, addr, attrs, buf, len,
3423                                   addr1, l, mr);
3424 }
3425
3426 MemTxResult address_space_read_full(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3427                                     MemTxAttrs attrs, uint8_t *buf, hwaddr len)
3428 {
3429     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3430     FlatView *fv;
3431
3432     if (len > 0) {
3433         rcu_read_lock();
3434         fv = address_space_to_flatview(as);
3435         result = flatview_read(fv, addr, attrs, buf, len);
3436         rcu_read_unlock();
3437     }
3438
3439     return result;
3440 }
3441
3442 MemTxResult address_space_write(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3443                                 MemTxAttrs attrs,
3444                                 const uint8_t *buf, hwaddr len)
3445 {
3446     MemTxResult result = MEMTX_OK;
3447     FlatView *fv;
3448
3449     if (len > 0) {
3450         rcu_read_lock();
3451         fv = address_space_to_flatview(as);
3452         result = flatview_write(fv, addr, attrs, buf, len);
3453         rcu_read_unlock();
3454     }
3455
3456     return result;
3457 }
3458
3459 MemTxResult address_space_rw(AddressSpace *as, hwaddr addr, MemTxAttrs attrs,
3460                              uint8_t *buf, hwaddr len, bool is_write)
3461 {
3462     if (is_write) {
3463         return address_space_write(as, addr, attrs, buf, len);
3464     } else {
3465         return address_space_read_full(as, addr, attrs, buf, len);
3466     }
3467 }
3468
3469 void cpu_physical_memory_rw(hwaddr addr, uint8_t *buf,
3470                             hwaddr len, int is_write)
3471 {
3472     address_space_rw(&address_space_memory, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3473                      buf, len, is_write);
3474 }
3475
3476 enum write_rom_type {
3477     WRITE_DATA,
3478     FLUSH_CACHE,
3479 };
3480
3481 static inline MemTxResult address_space_write_rom_internal(AddressSpace *as,
3482                                                            hwaddr addr,
3483                                                            MemTxAttrs attrs,
3484                                                            const uint8_t *buf,
3485                                                            hwaddr len,
3486                                                            enum write_rom_type type)
3487 {
3488     hwaddr l;
3489     uint8_t *ptr;
3490     hwaddr addr1;
3491     MemoryRegion *mr;
3492
3493     rcu_read_lock();
3494     while (len > 0) {
3495         l = len;
3496         mr = address_space_translate(as, addr, &addr1, &l, true, attrs);
3497
3498         if (!(memory_region_is_ram(mr) ||
3499               memory_region_is_romd(mr))) {
3500             l = memory_access_size(mr, l, addr1);
3501         } else {
3502             /* ROM/RAM case */
3503             ptr = qemu_map_ram_ptr(mr->ram_block, addr1);
3504             switch (type) {
3505             case WRITE_DATA:
3506                 memcpy(ptr, buf, l);
3507                 invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, l);
3508                 break;
3509             case FLUSH_CACHE:
3510                 flush_icache_range((uintptr_t)ptr, (uintptr_t)ptr + l);
3511                 break;
3512             }
3513         }
3514         len -= l;
3515         buf += l;
3516         addr += l;
3517     }
3518     rcu_read_unlock();
3519     return MEMTX_OK;
3520 }
3521
3522 /* used for ROM loading : can write in RAM and ROM */
3523 MemTxResult address_space_write_rom(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3524                                     MemTxAttrs attrs,
3525                                     const uint8_t *buf, hwaddr len)
3526 {
3527     return address_space_write_rom_internal(as, addr, attrs,
3528                                             buf, len, WRITE_DATA);
3529 }
3530
3531 void cpu_flush_icache_range(hwaddr start, hwaddr len)
3532 {
3533     /*
3534      * This function should do the same thing as an icache flush that was
3535      * triggered from within the guest. For TCG we are always cache coherent,
3536      * so there is no need to flush anything. For KVM / Xen we need to flush
3537      * the host's instruction cache at least.
3538      */
3539     if (tcg_enabled()) {
3540         return;
3541     }
3542
3543     address_space_write_rom_internal(&address_space_memory,
3544                                      start, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3545                                      NULL, len, FLUSH_CACHE);
3546 }
3547
3548 typedef struct {
3549     MemoryRegion *mr;
3550     void *buffer;
3551     hwaddr addr;
3552     hwaddr len;
3553     bool in_use;
3554 } BounceBuffer;
3555
3556 static BounceBuffer bounce;
3557
3558 typedef struct MapClient {
3559     QEMUBH *bh;
3560     QLIST_ENTRY(MapClient) link;
3561 } MapClient;
3562
3563 QemuMutex map_client_list_lock;
3564 static QLIST_HEAD(, MapClient) map_client_list
3565     = QLIST_HEAD_INITIALIZER(map_client_list);
3566
3567 static void cpu_unregister_map_client_do(MapClient *client)
3568 {
3569     QLIST_REMOVE(client, link);
3570     g_free(client);
3571 }
3572
3573 static void cpu_notify_map_clients_locked(void)
3574 {
3575     MapClient *client;
3576
3577     while (!QLIST_EMPTY(&map_client_list)) {
3578         client = QLIST_FIRST(&map_client_list);
3579         qemu_bh_schedule(client->bh);
3580         cpu_unregister_map_client_do(client);
3581     }
3582 }
3583
3584 void cpu_register_map_client(QEMUBH *bh)
3585 {
3586     MapClient *client = g_malloc(sizeof(*client));
3587
3588     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3589     client->bh = bh;
3590     QLIST_INSERT_HEAD(&map_client_list, client, link);
3591     if (!atomic_read(&bounce.in_use)) {
3592         cpu_notify_map_clients_locked();
3593     }
3594     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3595 }
3596
3597 void cpu_exec_init_all(void)
3598 {
3599     qemu_mutex_init(&ram_list.mutex);
3600     /* The data structures we set up here depend on knowing the page size,
3601      * so no more changes can be made after this point.
3602      * In an ideal world, nothing we did before we had finished the
3603      * machine setup would care about the target page size, and we could
3604      * do this much later, rather than requiring board models to state
3605      * up front what their requirements are.
3606      */
3607     finalize_target_page_bits();
3608     io_mem_init();
3609     memory_map_init();
3610     qemu_mutex_init(&map_client_list_lock);
3611 }
3612
3613 void cpu_unregister_map_client(QEMUBH *bh)
3614 {
3615     MapClient *client;
3616
3617     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3618     QLIST_FOREACH(client, &map_client_list, link) {
3619         if (client->bh == bh) {
3620             cpu_unregister_map_client_do(client);
3621             break;
3622         }
3623     }
3624     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3625 }
3626
3627 static void cpu_notify_map_clients(void)
3628 {
3629     qemu_mutex_lock(&map_client_list_lock);
3630     cpu_notify_map_clients_locked();
3631     qemu_mutex_unlock(&map_client_list_lock);
3632 }
3633
3634 static bool flatview_access_valid(FlatView *fv, hwaddr addr, hwaddr len,
3635                                   bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3636 {
3637     MemoryRegion *mr;
3638     hwaddr l, xlat;
3639
3640     while (len > 0) {
3641         l = len;
3642         mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3643         if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3644             l = memory_access_size(mr, l, addr);
3645             if (!memory_region_access_valid(mr, xlat, l, is_write, attrs)) {
3646                 return false;
3647             }
3648         }
3649
3650         len -= l;
3651         addr += l;
3652     }
3653     return true;
3654 }
3655
3656 bool address_space_access_valid(AddressSpace *as, hwaddr addr,
3657                                 hwaddr len, bool is_write,
3658                                 MemTxAttrs attrs)
3659 {
3660     FlatView *fv;
3661     bool result;
3662
3663     rcu_read_lock();
3664     fv = address_space_to_flatview(as);
3665     result = flatview_access_valid(fv, addr, len, is_write, attrs);
3666     rcu_read_unlock();
3667     return result;
3668 }
3669
3670 static hwaddr
3671 flatview_extend_translation(FlatView *fv, hwaddr addr,
3672                             hwaddr target_len,
3673                             MemoryRegion *mr, hwaddr base, hwaddr len,
3674                             bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3675 {
3676     hwaddr done = 0;
3677     hwaddr xlat;
3678     MemoryRegion *this_mr;
3679
3680     for (;;) {
3681         target_len -= len;
3682         addr += len;
3683         done += len;
3684         if (target_len == 0) {
3685             return done;
3686         }
3687
3688         len = target_len;
3689         this_mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat,
3690                                      &len, is_write, attrs);
3691         if (this_mr != mr || xlat != base + done) {
3692             return done;
3693         }
3694     }
3695 }
3696
3697 /* Map a physical memory region into a host virtual address.
3698  * May map a subset of the requested range, given by and returned in *plen.
3699  * May return NULL if resources needed to perform the mapping are exhausted.
3700  * Use only for reads OR writes - not for read-modify-write operations.
3701  * Use cpu_register_map_client() to know when retrying the map operation is
3702  * likely to succeed.
3703  */
3704 void *address_space_map(AddressSpace *as,
3705                         hwaddr addr,
3706                         hwaddr *plen,
3707                         bool is_write,
3708                         MemTxAttrs attrs)
3709 {
3710     hwaddr len = *plen;
3711     hwaddr l, xlat;
3712     MemoryRegion *mr;
3713     void *ptr;
3714     FlatView *fv;
3715
3716     if (len == 0) {
3717         return NULL;
3718     }
3719
3720     l = len;
3721     rcu_read_lock();
3722     fv = address_space_to_flatview(as);
3723     mr = flatview_translate(fv, addr, &xlat, &l, is_write, attrs);
3724
3725     if (!memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3726         if (atomic_xchg(&bounce.in_use, true)) {
3727             rcu_read_unlock();
3728             return NULL;
3729         }
3730         /* Avoid unbounded allocations */
3731         l = MIN(l, TARGET_PAGE_SIZE);
3732         bounce.buffer = qemu_memalign(TARGET_PAGE_SIZE, l);
3733         bounce.addr = addr;
3734         bounce.len = l;
3735
3736         memory_region_ref(mr);
3737         bounce.mr = mr;
3738         if (!is_write) {
3739             flatview_read(fv, addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3740                                bounce.buffer, l);
3741         }
3742
3743         rcu_read_unlock();
3744         *plen = l;
3745         return bounce.buffer;
3746     }
3747
3748
3749     memory_region_ref(mr);
3750     *plen = flatview_extend_translation(fv, addr, len, mr, xlat,
3751                                         l, is_write, attrs);
3752     ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, xlat, plen, true);
3753     rcu_read_unlock();
3754
3755     return ptr;
3756 }
3757
3758 /* Unmaps a memory region previously mapped by address_space_map().
3759  * Will also mark the memory as dirty if is_write == 1.  access_len gives
3760  * the amount of memory that was actually read or written by the caller.
3761  */
3762 void address_space_unmap(AddressSpace *as, void *buffer, hwaddr len,
3763                          int is_write, hwaddr access_len)
3764 {
3765     if (buffer != bounce.buffer) {
3766         MemoryRegion *mr;
3767         ram_addr_t addr1;
3768
3769         mr = memory_region_from_host(buffer, &addr1);
3770         assert(mr != NULL);
3771         if (is_write) {
3772             invalidate_and_set_dirty(mr, addr1, access_len);
3773         }
3774         if (xen_enabled()) {
3775             xen_invalidate_map_cache_entry(buffer);
3776         }
3777         memory_region_unref(mr);
3778         return;
3779     }
3780     if (is_write) {
3781         address_space_write(as, bounce.addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED,
3782                             bounce.buffer, access_len);
3783     }
3784     qemu_vfree(bounce.buffer);
3785     bounce.buffer = NULL;
3786     memory_region_unref(bounce.mr);
3787     atomic_mb_set(&bounce.in_use, false);
3788     cpu_notify_map_clients();
3789 }
3790
3791 void *cpu_physical_memory_map(hwaddr addr,
3792                               hwaddr *plen,
3793                               int is_write)
3794 {
3795     return address_space_map(&address_space_memory, addr, plen, is_write,
3796                              MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3797 }
3798
3799 void cpu_physical_memory_unmap(void *buffer, hwaddr len,
3800                                int is_write, hwaddr access_len)
3801 {
3802     return address_space_unmap(&address_space_memory, buffer, len, is_write, access_len);
3803 }
3804
3805 #define ARG1_DECL                AddressSpace *as
3806 #define ARG1                     as
3807 #define SUFFIX
3808 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate(as, __VA_ARGS__)
3809 #define RCU_READ_LOCK(...)       rcu_read_lock()
3810 #define RCU_READ_UNLOCK(...)     rcu_read_unlock()
3811 #include "memory_ldst.inc.c"
3812
3813 int64_t address_space_cache_init(MemoryRegionCache *cache,
3814                                  AddressSpace *as,
3815                                  hwaddr addr,
3816                                  hwaddr len,
3817                                  bool is_write)
3818 {
3819     AddressSpaceDispatch *d;
3820     hwaddr l;
3821     MemoryRegion *mr;
3822
3823     assert(len > 0);
3824
3825     l = len;
3826     cache->fv = address_space_get_flatview(as);
3827     d = flatview_to_dispatch(cache->fv);
3828     cache->mrs = *address_space_translate_internal(d, addr, &cache->xlat, &l, true);
3829
3830     mr = cache->mrs.mr;
3831     memory_region_ref(mr);
3832     if (memory_access_is_direct(mr, is_write)) {
3833         /* We don't care about the memory attributes here as we're only
3834          * doing this if we found actual RAM, which behaves the same
3835          * regardless of attributes; so UNSPECIFIED is fine.
3836          */
3837         l = flatview_extend_translation(cache->fv, addr, len, mr,
3838                                         cache->xlat, l, is_write,
3839                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3840         cache->ptr = qemu_ram_ptr_length(mr->ram_block, cache->xlat, &l, true);
3841     } else {
3842         cache->ptr = NULL;
3843     }
3844
3845     cache->len = l;
3846     cache->is_write = is_write;
3847     return l;
3848 }
3849
3850 void address_space_cache_invalidate(MemoryRegionCache *cache,
3851                                     hwaddr addr,
3852                                     hwaddr access_len)
3853 {
3854     assert(cache->is_write);
3855     if (likely(cache->ptr)) {
3856         invalidate_and_set_dirty(cache->mrs.mr, addr + cache->xlat, access_len);
3857     }
3858 }
3859
3860 void address_space_cache_destroy(MemoryRegionCache *cache)
3861 {
3862     if (!cache->mrs.mr) {
3863         return;
3864     }
3865
3866     if (xen_enabled()) {
3867         xen_invalidate_map_cache_entry(cache->ptr);
3868     }
3869     memory_region_unref(cache->mrs.mr);
3870     flatview_unref(cache->fv);
3871     cache->mrs.mr = NULL;
3872     cache->fv = NULL;
3873 }
3874
3875 /* Called from RCU critical section.  This function has the same
3876  * semantics as address_space_translate, but it only works on a
3877  * predefined range of a MemoryRegion that was mapped with
3878  * address_space_cache_init.
3879  */
3880 static inline MemoryRegion *address_space_translate_cached(
3881     MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr, hwaddr *xlat,
3882     hwaddr *plen, bool is_write, MemTxAttrs attrs)
3883 {
3884     MemoryRegionSection section;
3885     MemoryRegion *mr;
3886     IOMMUMemoryRegion *iommu_mr;
3887     AddressSpace *target_as;
3888
3889     assert(!cache->ptr);
3890     *xlat = addr + cache->xlat;
3891
3892     mr = cache->mrs.mr;
3893     iommu_mr = memory_region_get_iommu(mr);
3894     if (!iommu_mr) {
3895         /* MMIO region.  */
3896         return mr;
3897     }
3898
3899     section = address_space_translate_iommu(iommu_mr, xlat, plen,
3900                                             NULL, is_write, true,
3901                                             &target_as, attrs);
3902     return section.mr;
3903 }
3904
3905 /* Called from RCU critical section. address_space_read_cached uses this
3906  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3907  */
3908 void
3909 address_space_read_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3910                                    void *buf, hwaddr len)
3911 {
3912     hwaddr addr1, l;
3913     MemoryRegion *mr;
3914
3915     l = len;
3916     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, false,
3917                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3918     flatview_read_continue(cache->fv,
3919                            addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3920                            addr1, l, mr);
3921 }
3922
3923 /* Called from RCU critical section. address_space_write_cached uses this
3924  * out of line function when the target is an MMIO or IOMMU region.
3925  */
3926 void
3927 address_space_write_cached_slow(MemoryRegionCache *cache, hwaddr addr,
3928                                     const void *buf, hwaddr len)
3929 {
3930     hwaddr addr1, l;
3931     MemoryRegion *mr;
3932
3933     l = len;
3934     mr = address_space_translate_cached(cache, addr, &addr1, &l, true,
3935                                         MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
3936     flatview_write_continue(cache->fv,
3937                             addr, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, buf, len,
3938                             addr1, l, mr);
3939 }
3940
3941 #define ARG1_DECL                MemoryRegionCache *cache
3942 #define ARG1                     cache
3943 #define SUFFIX                   _cached_slow
3944 #define TRANSLATE(...)           address_space_translate_cached(cache, __VA_ARGS__)
3945 #define RCU_READ_LOCK()          ((void)0)
3946 #define RCU_READ_UNLOCK()        ((void)0)
3947 #include "memory_ldst.inc.c"
3948
3949 /* virtual memory access for debug (includes writing to ROM) */
3950 int cpu_memory_rw_debug(CPUState *cpu, target_ulong addr,
3951                         uint8_t *buf, target_ulong len, int is_write)
3952 {
3953     hwaddr phys_addr;
3954     target_ulong l, page;
3955
3956     cpu_synchronize_state(cpu);
3957     while (len > 0) {
3958         int asidx;
3959         MemTxAttrs attrs;
3960
3961         page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
3962         phys_addr = cpu_get_phys_page_attrs_debug(cpu, page, &attrs);
3963         asidx = cpu_asidx_from_attrs(cpu, attrs);
3964         /* if no physical page mapped, return an error */
3965         if (phys_addr == -1)
3966             return -1;
3967         l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
3968         if (l > len)
3969             l = len;
3970         phys_addr += (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
3971         if (is_write) {
3972             address_space_write_rom(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3973                                     attrs, buf, l);
3974         } else {
3975             address_space_rw(cpu->cpu_ases[asidx].as, phys_addr,
3976                              attrs, buf, l, 0);
3977         }
3978         len -= l;
3979         buf += l;
3980         addr += l;
3981     }
3982     return 0;
3983 }
3984
3985 /*
3986  * Allows code that needs to deal with migration bitmaps etc to still be built
3987  * target independent.
3988  */
3989 size_t qemu_target_page_size(void)
3990 {
3991     return TARGET_PAGE_SIZE;
3992 }
3993
3994 int qemu_target_page_bits(void)
3995 {
3996     return TARGET_PAGE_BITS;
3997 }
3998
3999 int qemu_target_page_bits_min(void)
4000 {
4001     return TARGET_PAGE_BITS_MIN;
4002 }
4003 #endif
4004
4005 bool target_words_bigendian(void)
4006 {
4007 #if defined(TARGET_WORDS_BIGENDIAN)
4008     return true;
4009 #else
4010     return false;
4011 #endif
4012 }
4013
4014 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
4015 bool cpu_physical_memory_is_io(hwaddr phys_addr)
4016 {
4017     MemoryRegion*mr;
4018     hwaddr l = 1;
4019     bool res;
4020
4021     rcu_read_lock();
4022     mr = address_space_translate(&address_space_memory,
4023                                  phys_addr, &phys_addr, &l, false,
4024                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
4025
4026     res = !(memory_region_is_ram(mr) || memory_region_is_romd(mr));
4027     rcu_read_unlock();
4028     return res;
4029 }
4030
4031 int qemu_ram_foreach_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
4032 {
4033     RAMBlock *block;
4034     int ret = 0;
4035
4036     rcu_read_lock();
4037     RAMBLOCK_FOREACH(block) {
4038         ret = func(block, opaque);
4039         if (ret) {
4040             break;
4041         }
4042     }
4043     rcu_read_unlock();
4044     return ret;
4045 }
4046
4047 /*
4048  * Unmap pages of memory from start to start+length such that
4049  * they a) read as 0, b) Trigger whatever fault mechanism
4050  * the OS provides for postcopy.
4051  * The pages must be unmapped by the end of the function.
4052  * Returns: 0 on success, none-0 on failure
4053  *
4054  */
4055 int ram_block_discard_range(RAMBlock *rb, uint64_t start, size_t length)
4056 {
4057     int ret = -1;
4058
4059     uint8_t *host_startaddr = rb->host + start;
4060
4061     if ((uintptr_t)host_startaddr & (rb->page_size - 1)) {
4062         error_report("ram_block_discard_range: Unaligned start address: %p",
4063                      host_startaddr);
4064         goto err;
4065     }
4066
4067     if ((start + length) <= rb->used_length) {
4068         bool need_madvise, need_fallocate;
4069         uint8_t *host_endaddr = host_startaddr + length;
4070         if ((uintptr_t)host_endaddr & (rb->page_size - 1)) {
4071             error_report("ram_block_discard_range: Unaligned end address: %p",
4072                          host_endaddr);
4073             goto err;
4074         }
4075
4076         errno = ENOTSUP; /* If we are missing MADVISE etc */
4077
4078         /* The logic here is messy;
4079          *    madvise DONTNEED fails for hugepages
4080          *    fallocate works on hugepages and shmem
4081          */
4082         need_madvise = (rb->page_size == qemu_host_page_size);
4083         need_fallocate = rb->fd != -1;
4084         if (need_fallocate) {
4085             /* For a file, this causes the area of the file to be zero'd
4086              * if read, and for hugetlbfs also causes it to be unmapped
4087              * so a userfault will trigger.
4088              */
4089 #ifdef CONFIG_FALLOCATE_PUNCH_HOLE
4090             ret = fallocate(rb->fd, FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE,
4091                             start, length);
4092             if (ret) {
4093                 ret = -errno;
4094                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to fallocate "
4095                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
4096                              rb->idstr, start, length, ret);
4097                 goto err;
4098             }
4099 #else
4100             ret = -ENOSYS;
4101             error_report("ram_block_discard_range: fallocate not available/file"
4102                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
4103                          rb->idstr, start, length, ret);
4104             goto err;
4105 #endif
4106         }
4107         if (need_madvise) {
4108             /* For normal RAM this causes it to be unmapped,
4109              * for shared memory it causes the local mapping to disappear
4110              * and to fall back on the file contents (which we just
4111              * fallocate'd away).
4112              */
4113 #if defined(CONFIG_MADVISE)
4114             ret =  madvise(host_startaddr, length, MADV_DONTNEED);
4115             if (ret) {
4116                 ret = -errno;
4117                 error_report("ram_block_discard_range: Failed to discard range "
4118                              "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
4119                              rb->idstr, start, length, ret);
4120                 goto err;
4121             }
4122 #else
4123             ret = -ENOSYS;
4124             error_report("ram_block_discard_range: MADVISE not available"
4125                          "%s:%" PRIx64 " +%zx (%d)",
4126                          rb->idstr, start, length, ret);
4127             goto err;
4128 #endif
4129         }
4130         trace_ram_block_discard_range(rb->idstr, host_startaddr, length,
4131                                       need_madvise, need_fallocate, ret);
4132     } else {
4133         error_report("ram_block_discard_range: Overrun block '%s' (%" PRIu64
4134                      "/%zx/" RAM_ADDR_FMT")",
4135                      rb->idstr, start, length, rb->used_length);
4136     }
4137
4138 err:
4139     return ret;
4140 }
4141
4142 bool ramblock_is_pmem(RAMBlock *rb)
4143 {
4144     return rb->flags & RAM_PMEM;
4145 }
4146
4147 #endif
4148
4149 void page_size_init(void)
4150 {
4151     /* NOTE: we can always suppose that qemu_host_page_size >=
4152        TARGET_PAGE_SIZE */
4153     if (qemu_host_page_size == 0) {
4154         qemu_host_page_size = qemu_real_host_page_size;
4155     }
4156     if (qemu_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE) {
4157         qemu_host_page_size = TARGET_PAGE_SIZE;
4158     }
4159     qemu_host_page_mask = -(intptr_t)qemu_host_page_size;
4160 }
4161
4162 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
4163
4164 static void mtree_print_phys_entries(int start, int end, int skip, int ptr)
4165 {
4166     if (start == end - 1) {
4167         qemu_printf("\t%3d      ", start);
4168     } else {
4169         qemu_printf("\t%3d..%-3d ", start, end - 1);
4170     }
4171     qemu_printf(" skip=%d ", skip);
4172     if (ptr == PHYS_MAP_NODE_NIL) {
4173         qemu_printf(" ptr=NIL");
4174     } else if (!skip) {
4175         qemu_printf(" ptr=#%d", ptr);
4176     } else {
4177         qemu_printf(" ptr=[%d]", ptr);
4178     }
4179     qemu_printf("\n");
4180 }
4181
4182 #define MR_SIZE(size) (int128_nz(size) ? (hwaddr)int128_get64( \
4183                            int128_sub((size), int128_one())) : 0)
4184
4185 void mtree_print_dispatch(AddressSpaceDispatch *d, MemoryRegion *root)
4186 {
4187     int i;
4188
4189     qemu_printf("  Dispatch\n");
4190     qemu_printf("    Physical sections\n");
4191
4192     for (i = 0; i < d->map.sections_nb; ++i) {
4193         MemoryRegionSection *s = d->map.sections + i;
4194         const char *names[] = { " [unassigned]", " [not dirty]",
4195                                 " [ROM]", " [watch]" };
4196
4197         qemu_printf("      #%d @" TARGET_FMT_plx ".." TARGET_FMT_plx
4198                     " %s%s%s%s%s",
4199             i,
4200             s->offset_within_address_space,
4201             s->offset_within_address_space + MR_SIZE(s->mr->size),
4202             s->mr->name ? s->mr->name : "(noname)",
4203             i < ARRAY_SIZE(names) ? names[i] : "",
4204             s->mr == root ? " [ROOT]" : "",
4205             s == d->mru_section ? " [MRU]" : "",
4206             s->mr->is_iommu ? " [iommu]" : "");
4207
4208         if (s->mr->alias) {
4209             qemu_printf(" alias=%s", s->mr->alias->name ?
4210                     s->mr->alias->name : "noname");
4211         }
4212         qemu_printf("\n");
4213     }
4214
4215     qemu_printf("    Nodes (%d bits per level, %d levels) ptr=[%d] skip=%d\n",
4216                P_L2_BITS, P_L2_LEVELS, d->phys_map.ptr, d->phys_map.skip);
4217     for (i = 0; i < d->map.nodes_nb; ++i) {
4218         int j, jprev;
4219         PhysPageEntry prev;
4220         Node *n = d->map.nodes + i;
4221
4222         qemu_printf("      [%d]\n", i);
4223
4224         for (j = 0, jprev = 0, prev = *n[0]; j < ARRAY_SIZE(*n); ++j) {
4225             PhysPageEntry *pe = *n + j;
4226
4227             if (pe->ptr == prev.ptr && pe->skip == prev.skip) {
4228                 continue;
4229             }
4230
4231             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4232
4233             jprev = j;
4234             prev = *pe;
4235         }
4236
4237         if (jprev != ARRAY_SIZE(*n)) {
4238             mtree_print_phys_entries(jprev, j, prev.skip, prev.ptr);
4239         }
4240     }
4241 }
4242
4243 #endif