4 区域的生命周期

一个区域由memory_region_init*()函数中一个创建并与一个object关联，该object被当前它自己或parent。QEMU保证只要该区域对guest可见或只要该区域被vCPU或其他设备使用，owner object仍保持有效。比如owner object在address_space_map()操作和address_space_unmap()操作之间并不会消亡。

在创建后，一个区域通过函数memory_region_add_subregion()被添加到一个地址空间或一个container中，并使用函数memory_region_del_subregion()移除。

各种区域属性（只读，脏标记，合并MMIO，ioeventfd）在区域生命周期可以被修改。只要区域可见，它们就可以生效。这可以立即产生，也可以稍后产生，或永远不会产生。

当owner object消亡时内存区域自动消亡。

但是如果内存区域为动态分配的数据结构的一部分，你应该调用object_unparent()在数据结构被释放之前毁销内存区域。比如看hw/vfio/pci.c中VFIOMSIXInfo和VFIOQuirk。

只要一个内存区域被设备或CPU使用时你不能销毁内存区域。为了使用它，因为在设备的生命周期内通常规则不能动态的创建或销毁内存区域，仅在内存区域owner的instance_finalize回调中调用object_unparent()。动态分配的数据结构包含内存区域，内存区域应该在instance_finalize回调中被销毁。

若你破坏上述规则，下面的情况可能产生：

内存区域的owner通过memory_region_ref获得引用计数（比如通过address_space_map）;
区域被unparent，不再有owner；
当address_space_unmap被调用时，对内存区域owner引用计数被释放；

对上述规则有一个例外：在任何时间对alias或container区域调用object_unparent是可以的。因此在设备的生命周期动态的创建或销毁alias或container区域也是可以的。

例外使用也是有效的因为alias或container仅帮助QEMU建立guest的内存映射；它们不能被直接访问。Memory_region_ref和memory_region_unref不需要对alias或container调用，上述情况不会发生。利用这个例外不是很必要，因此不鼓励，但也可以用于有些地方。

对于没有owner的区域（NULL在创建时被传递），机器object被用作owner。因为instance_finalize不会被machine object调用，你不能对没有owner的区域调用object_unparent，如果它们不是alias或container。

5 区域的重叠和优化级

通常区域之间不会相互重叠；一个内存地址被定位到一个目标上。在一些场景下允许区域重叠也是有用的，有时可以来控制哪个重叠区域可以被guest看见。这可以通过memory_region_add_subregion_overlap()，它允许在相同的container中一个区域与其他区域重叠，并指定优先级允许core来决定相同的地址的哪个区域被看到（最高优先级被看到）。

优先级值被赋予，默认值为0。这意味着你可以使用memory_region_add_subregion_overlap()在”above”区域和”below”区域。

如果重叠的最高优先级为一个container或alias，更低优先级区域将出现在更高优先级留下的hole区域（通过没有映射子区域）。（这可以递归的应用。如果子区域自己的container或alias，留下hole，更低优先级区域将出现在Hole）。

比如，假定我们有一个大小为0x8000在container A，它有两个子区域B和C。B为一个映射在0x2000，大小为0x4000的container，优先级为2；C为一个MMIO映射区，它映射到0x0，大小为0x6000，优先级为1。B当前有两个自己的子区域：D偏移为0，大小为0x1000，E偏移为0x2000，大小为0x1000。如下图所示：

可以看到的区域地址范围如下所示：

因为B有比C更高在优先级，它的子区域出现在flat映射，它与C重叠。当B没有映射C的区域。

如果B提供它自己的MMIO操作（如它不是单纯的container），这将用于范围内的任何地址，该范围没有被D和E处理，结果将成为：

优先级值对container是本地的，因为两个区域的优先级仅当它们都是相同container在子区域时才能比较。这意味着负责container的设备可以使用它们来管理它子区域的交互，而没有任何边际效应。在上述例子中，D和E的优先级不重要因为他们相互不重叠。正是B和C的相对优先级导致D和E出现在C的顶部；D和E的优先级不再与C的优先级比较。

6 可见性

当guest访问一个地址时，内存core使用如下规则选择内存区域：

（1）根区域的所有直接子区域都与地址匹配，以降序优先级

- 如果地址在区域offset/size之外，子区域被放弃；

- 如果子区域为叶子结点（RAM或MMIO），查询停止，返回叶子区域；

- 如果子区域为container，在子区域使用相同的算法（在地址被子区域偏移被调整）；

- 如果子区域为alias，在alias的目的上继续搜索（在地址被子区域偏移和alias偏移）；

- 如果在一个container或alias子区域的递归搜索没有找到匹配（因为它的地址范围的container覆盖中的hole），如果container有自己的MMIO或RAM，返回container。否则我们在优先级顺序中继续下一个子区域

（2）如果没有子区域匹配地址，搜索终止，找不到匹配

7 内存映射的例子

这是一个简化的PC内存映射。4GB RAM块通过两个alias映射到系统地址空间：”lomen”为3.5GB的1:1映射；”himem”在地址4GB至少映射0.5GB。这为PCI hole留下0.5GB，这允许在4GB内存系统中留下32位PCI总线。

内存控制器将地址范围640K-748K转化到PCI地址空间。它使用vga-window alias，映射到一个更高优先级，因此它将RAM抽象到时相同的地址。Vga通过编程内存控制被移除；可通过移除alias和导出RAM建立。

PCI地址空间并不是系统地址空间的直接孩子，因为我们仅希望部分被看到（我们通过使用alias完成上述）。它有两个子区域：vga-area为传统vga窗口并由两个32K内存块指向两个framebuffer的section。

另外vram被映射到地址BAR e1000000，另外BAR包含MMIO寄存器被映射。

注意如果guest映射一个BAR在PCI hole之外，它将不会被看到，因为PCI-HOLE将其放在0.5GB范围。

8 MMIO操作

MMIO区域由->read()和->write()回调提供，这对大多数设备是足够。一些设备基于内存使用的属性而变化行为，或对可能造成总线错误回复而不是成功的完成；这些设备可以使用->read_with_attrs()和->write_with_attrs()回调。

另外各种限制可以被应用来控制这些回调如何被调用：

- .valid.min_access_size，.valid.max_access_size定义了设备接受的访问大小；在这个范围之外进行访问将有设备和总线特定的范围（忽略，或检查）；

- .valid.unaligned指定了设备支持的非对齐访问；若失败，非对齐的访问将涉及合适的总线或CPU特定的行为；

- .impl.min_access_size，.impl.max_access_size定义了实现支持的访问大小；其他的访问大小使用有效的被模拟。比如4byte写将使用1byte写来模拟，如果.impl.max_access_size=1;

- .impl.unaligned 指定实现支持不对齐的访问；如果失败，不对齐的访问将由两个访问模拟

内容翻译来自：

memory.rst - docs/devel/memory.rst - Qemu source code (v6.2.0) - Bootlin

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