hc
2024-12-19 9370bb92b2d16684ee45cf24e879c93c509162da
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
 
=================
KVM-specific MSRs
=================
 
:Author: 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:
   Asynchronous page fault (APF) control MSR.
 
   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. This memory is expected
   to hold a copy of the following structure::
 
     struct kvm_vcpu_pv_apf_data {
       /* Used for 'page not present' events delivered via #PF */
       __u32 flags;
 
       /* Used for 'page ready' events delivered via interrupt notification */
       __u32 token;
 
       __u8 pad[56];
       __u32 enabled;
     };
 
   Bits 5-4 of the MSR are reserved and should be zero. Bit 0 is set to 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. Bit 2 is 1 if asynchronous page faults are delivered to L1 as
   #PF vmexits.  Bit 2 can be set only if KVM_FEATURE_ASYNC_PF_VMEXIT is
   present in CPUID. Bit 3 enables interrupt based delivery of 'page ready'
   events. Bit 3 can only be set if KVM_FEATURE_ASYNC_PF_INT is present in
   CPUID.
 
   'Page not present' events are currently always delivered as synthetic
   #PF exception. During delivery of these events APF CR2 register contains
   a token that will be used to notify the guest when missing page becomes
   available. Also, to make it possible to distinguish between real #PF and
   APF, first 4 bytes of 64 byte memory location ('flags') will be written
   to by the hypervisor at the time of injection. Only first bit of 'flags'
   is currently supported, when set, it indicates that the guest is dealing
   with asynchronous 'page not present' event. If during a page fault APF
   'flags' is '0' it means that this is regular page fault. Guest is
   supposed to clear 'flags' when it is done handling #PF exception so the
   next event can be delivered.
 
   Note, since APF 'page not present' events use the same exception vector
   as regular page fault, guest must reset 'flags' to '0' before it does
   something that can generate normal page fault.
 
   Bytes 5-7 of 64 byte memory location ('token') will be written to by the
   hypervisor at the time of APF 'page ready' event injection. The content
   of these bytes is a token which was previously delivered as 'page not
   present' event. The event indicates the page in now available. Guest is
   supposed to write '0' to 'token' when it is done handling 'page ready'
   event and to write 1' to MSR_KVM_ASYNC_PF_ACK after clearing the location;
   writing to the MSR forces KVM to re-scan its queue and deliver the next
   pending notification.
 
   Note, MSR_KVM_ASYNC_PF_INT MSR specifying the interrupt vector for 'page
   ready' APF delivery needs to be written to before enabling APF mechanism
   in MSR_KVM_ASYNC_PF_EN or interrupt #0 can get injected. The MSR is
   available if KVM_FEATURE_ASYNC_PF_INT is present in CPUID.
 
   Note, previously, 'page ready' events were delivered via the same #PF
   exception as 'page not present' events but this is now deprecated. If
   bit 3 (interrupt based delivery) is not set APF events are not delivered.
 
   If APF is disabled while there are outstanding APFs, they will
   not be delivered.
 
   Currently 'page ready' APF events will be always delivered on the
   same vcpu as 'page not present' event 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;
       __u8  preempted;
       __u8  u8_pad[3];
       __u32 pad[11];
     }
 
   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.
 
   preempted:
       indicate the vCPU who owns this struct is running or
       not. Non-zero values mean the vCPU has been preempted. Zero
       means the vCPU is not preempted. NOTE, it is always zero if the
       the hypervisor doesn't support this field.
 
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.
 
MSR_KVM_POLL_CONTROL:
   0x4b564d05
 
   Control host-side polling.
 
data:
   Bit 0 enables (1) or disables (0) host-side HLT polling logic.
 
   KVM guests can request the host not to poll on HLT, for example if
   they are performing polling themselves.
 
MSR_KVM_ASYNC_PF_INT:
   0x4b564d06
 
data:
   Second asynchronous page fault (APF) control MSR.
 
   Bits 0-7: APIC vector for delivery of 'page ready' APF events.
   Bits 8-63: Reserved
 
   Interrupt vector for asynchnonous 'page ready' notifications delivery.
   The vector has to be set up before asynchronous page fault mechanism
   is enabled in MSR_KVM_ASYNC_PF_EN.  The MSR is only available if
   KVM_FEATURE_ASYNC_PF_INT is present in CPUID.
 
MSR_KVM_ASYNC_PF_ACK:
   0x4b564d07
 
data:
   Asynchronous page fault (APF) acknowledgment.
 
   When the guest is done processing 'page ready' APF event and 'token'
   field in 'struct kvm_vcpu_pv_apf_data' is cleared it is supposed to
   write '1' to bit 0 of the MSR, this causes the host to re-scan its queue
   and check if there are more notifications pending. The MSR is available
   if KVM_FEATURE_ASYNC_PF_INT is present in CPUID.