Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / Documentation / virtual / kvm / msr.txt
diff --git a/kernel/Documentation/virtual/kvm/msr.txt b/kernel/Documentation/virtual/kvm/msr.txt
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2a71c8f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,266 @@
+KVM-specific MSRs.
+Glauber Costa <glommer@redhat.com>, Red Hat Inc, 2010
+=====================================================
+
+KVM makes use of some custom MSRs to service some requests.
+
+Custom MSRs have a range reserved for them, that goes from
+0x4b564d00 to 0x4b564dff. There are MSRs outside this area,
+but they are deprecated and their use is discouraged.
+
+Custom MSR list
+--------
+
+The current supported Custom MSR list is:
+
+MSR_KVM_WALL_CLOCK_NEW:   0x4b564d00
+
+       data: 4-byte alignment physical address of a memory area which must be
+       in guest RAM. This memory is expected to hold a copy of the following
+       structure:
+
+       struct pvclock_wall_clock {
+               u32   version;
+               u32   sec;
+               u32   nsec;
+       } __attribute__((__packed__));
+
+       whose data will be filled in by the hypervisor. The hypervisor is only
+       guaranteed to update this data at the moment of MSR write.
+       Users that want to reliably query this information more than once have
+       to write more than once to this MSR. Fields have the following meanings:
+
+               version: guest has to check version before and after grabbing
+               time information and check that they are both equal and even.
+               An odd version indicates an in-progress update.
+
+               sec: number of seconds for wallclock at time of boot.
+
+               nsec: number of nanoseconds for wallclock at time of boot.
+
+       In order to get the current wallclock time, the system_time from
+       MSR_KVM_SYSTEM_TIME_NEW needs to be added.
+
+       Note that although MSRs are per-CPU entities, the effect of this
+       particular MSR is global.
+
+       Availability of this MSR must be checked via bit 3 in 0x4000001 cpuid
+       leaf prior to usage.
+
+MSR_KVM_SYSTEM_TIME_NEW:  0x4b564d01
+
+       data: 4-byte aligned physical address of a memory area which must be in
+       guest RAM, plus an enable bit in bit 0. This memory is expected to hold
+       a copy of the following structure:
+
+       struct pvclock_vcpu_time_info {
+               u32   version;
+               u32   pad0;
+               u64   tsc_timestamp;
+               u64   system_time;
+               u32   tsc_to_system_mul;
+               s8    tsc_shift;
+               u8    flags;
+               u8    pad[2];
+       } __attribute__((__packed__)); /* 32 bytes */
+
+       whose data will be filled in by the hypervisor periodically. Only one
+       write, or registration, is needed for each VCPU. The interval between
+       updates of this structure is arbitrary and implementation-dependent.
+       The hypervisor may update this structure at any time it sees fit until
+       anything with bit0 == 0 is written to it.
+
+       Fields have the following meanings:
+
+               version: guest has to check version before and after grabbing
+               time information and check that they are both equal and even.
+               An odd version indicates an in-progress update.
+
+               tsc_timestamp: the tsc value at the current VCPU at the time
+               of the update of this structure. Guests can subtract this value
+               from current tsc to derive a notion of elapsed time since the
+               structure update.
+
+               system_time: a host notion of monotonic time, including sleep
+               time at the time this structure was last updated. Unit is
+               nanoseconds.
+
+               tsc_to_system_mul: multiplier to be used when converting
+               tsc-related quantity to nanoseconds
+
+               tsc_shift: shift to be used when converting tsc-related
+               quantity to nanoseconds. This shift will ensure that
+               multiplication with tsc_to_system_mul does not overflow.
+               A positive value denotes a left shift, a negative value
+               a right shift.
+
+               The conversion from tsc to nanoseconds involves an additional
+               right shift by 32 bits. With this information, guests can
+               derive per-CPU time by doing:
+
+                       time = (current_tsc - tsc_timestamp)
+                       if (tsc_shift >= 0)
+                               time <<= tsc_shift;
+                       else
+                               time >>= -tsc_shift;
+                       time = (time * tsc_to_system_mul) >> 32
+                       time = time + system_time
+
+               flags: bits in this field indicate extended capabilities
+               coordinated between the guest and the hypervisor. Availability
+               of specific flags has to be checked in 0x40000001 cpuid leaf.
+               Current flags are:
+
+                flag bit   | cpuid bit    | meaning
+               -------------------------------------------------------------
+                           |              | time measures taken across
+                    0      |      24      | multiple cpus are guaranteed to
+                           |              | be monotonic
+               -------------------------------------------------------------
+                           |              | guest vcpu has been paused by
+                    1      |     N/A      | the host
+                           |              | See 4.70 in api.txt
+               -------------------------------------------------------------
+
+       Availability of this MSR must be checked via bit 3 in 0x4000001 cpuid
+       leaf prior to usage.
+
+
+MSR_KVM_WALL_CLOCK:  0x11
+
+       data and functioning: same as MSR_KVM_WALL_CLOCK_NEW. Use that instead.
+
+       This MSR falls outside the reserved KVM range and may be removed in the
+       future. Its usage is deprecated.
+
+       Availability of this MSR must be checked via bit 0 in 0x4000001 cpuid
+       leaf prior to usage.
+
+MSR_KVM_SYSTEM_TIME: 0x12
+
+       data and functioning: same as MSR_KVM_SYSTEM_TIME_NEW. Use that instead.
+
+       This MSR falls outside the reserved KVM range and may be removed in the
+       future. Its usage is deprecated.
+
+       Availability of this MSR must be checked via bit 0 in 0x4000001 cpuid
+       leaf prior to usage.
+
+       The suggested algorithm for detecting kvmclock presence is then:
+
+               if (!kvm_para_available())    /* refer to cpuid.txt */
+                       return NON_PRESENT;
+
+               flags = cpuid_eax(0x40000001);
+               if (flags & 3) {
+                       msr_kvm_system_time = MSR_KVM_SYSTEM_TIME_NEW;
+                       msr_kvm_wall_clock = MSR_KVM_WALL_CLOCK_NEW;
+                       return PRESENT;
+               } else if (flags & 0) {
+                       msr_kvm_system_time = MSR_KVM_SYSTEM_TIME;
+                       msr_kvm_wall_clock = MSR_KVM_WALL_CLOCK;
+                       return PRESENT;
+               } else
+                       return NON_PRESENT;
+
+MSR_KVM_ASYNC_PF_EN: 0x4b564d02
+       data: Bits 63-6 hold 64-byte aligned physical address of a
+       64 byte memory area which must be in guest RAM and must be
+       zeroed. Bits 5-2 are reserved and should be zero. Bit 0 is 1
+       when asynchronous page faults are enabled on the vcpu 0 when
+       disabled. Bit 1 is 1 if asynchronous page faults can be injected
+       when vcpu is in cpl == 0.
+
+       First 4 byte of 64 byte memory location will be written to by
+       the hypervisor at the time of asynchronous page fault (APF)
+       injection to indicate type of asynchronous page fault. Value
+       of 1 means that the page referred to by the page fault is not
+       present. Value 2 means that the page is now available. Disabling
+       interrupt inhibits APFs. Guest must not enable interrupt
+       before the reason is read, or it may be overwritten by another
+       APF. Since APF uses the same exception vector as regular page
+       fault guest must reset the reason to 0 before it does
+       something that can generate normal page fault.  If during page
+       fault APF reason is 0 it means that this is regular page
+       fault.
+
+       During delivery of type 1 APF cr2 contains a token that will
+       be used to notify a guest when missing page becomes
+       available. When page becomes available type 2 APF is sent with
+       cr2 set to the token associated with the page. There is special
+       kind of token 0xffffffff which tells vcpu that it should wake
+       up all processes waiting for APFs and no individual type 2 APFs
+       will be sent.
+
+       If APF is disabled while there are outstanding APFs, they will
+       not be delivered.
+
+       Currently type 2 APF will be always delivered on the same vcpu as
+       type 1 was, but guest should not rely on that.
+
+MSR_KVM_STEAL_TIME: 0x4b564d03
+
+       data: 64-byte alignment physical address of a memory area which must be
+       in guest RAM, plus an enable bit in bit 0. This memory is expected to
+       hold a copy of the following structure:
+
+       struct kvm_steal_time {
+               __u64 steal;
+               __u32 version;
+               __u32 flags;
+               __u32 pad[12];
+       }
+
+       whose data will be filled in by the hypervisor periodically. Only one
+       write, or registration, is needed for each VCPU. The interval between
+       updates of this structure is arbitrary and implementation-dependent.
+       The hypervisor may update this structure at any time it sees fit until
+       anything with bit0 == 0 is written to it. Guest is required to make sure
+       this structure is initialized to zero.
+
+       Fields have the following meanings:
+
+               version: a sequence counter. In other words, guest has to check
+               this field before and after grabbing time information and make
+               sure they are both equal and even. An odd version indicates an
+               in-progress update.
+
+               flags: At this point, always zero. May be used to indicate
+               changes in this structure in the future.
+
+               steal: the amount of time in which this vCPU did not run, in
+               nanoseconds. Time during which the vcpu is idle, will not be
+               reported as steal time.
+
+MSR_KVM_EOI_EN: 0x4b564d04
+       data: Bit 0 is 1 when PV end of interrupt is enabled on the vcpu; 0
+       when disabled.  Bit 1 is reserved and must be zero.  When PV end of
+       interrupt is enabled (bit 0 set), bits 63-2 hold a 4-byte aligned
+       physical address of a 4 byte memory area which must be in guest RAM and
+       must be zeroed.
+
+       The first, least significant bit of 4 byte memory location will be
+       written to by the hypervisor, typically at the time of interrupt
+       injection.  Value of 1 means that guest can skip writing EOI to the apic
+       (using MSR or MMIO write); instead, it is sufficient to signal
+       EOI by clearing the bit in guest memory - this location will
+       later be polled by the hypervisor.
+       Value of 0 means that the EOI write is required.
+
+       It is always safe for the guest to ignore the optimization and perform
+       the APIC EOI write anyway.
+
+       Hypervisor is guaranteed to only modify this least
+       significant bit while in the current VCPU context, this means that
+       guest does not need to use either lock prefix or memory ordering
+       primitives to synchronise with the hypervisor.
+
+       However, hypervisor can set and clear this memory bit at any time:
+       therefore to make sure hypervisor does not interrupt the
+       guest and clear the least significant bit in the memory area
+       in the window between guest testing it to detect
+       whether it can skip EOI apic write and between guest
+       clearing it to signal EOI to the hypervisor,
+       guest must both read the least significant bit in the memory area and
+       clear it using a single CPU instruction, such as test and clear, or
+       compare and exchange.