Merge branch 'linus' into x86/i8259
[linux-2.6] / include / xen / interface / xen.h
1 /******************************************************************************
2  * xen.h
3  *
4  * Guest OS interface to Xen.
5  *
6  * Copyright (c) 2004, K A Fraser
7  */
8
9 #ifndef __XEN_PUBLIC_XEN_H__
10 #define __XEN_PUBLIC_XEN_H__
11
12 #include <asm/xen/interface.h>
13 #include <asm/pvclock-abi.h>
14
15 /*
16  * XEN "SYSTEM CALLS" (a.k.a. HYPERCALLS).
17  */
18
19 /*
20  * x86_32: EAX = vector; EBX, ECX, EDX, ESI, EDI = args 1, 2, 3, 4, 5.
21  *         EAX = return value
22  *         (argument registers may be clobbered on return)
23  * x86_64: RAX = vector; RDI, RSI, RDX, R10, R8, R9 = args 1, 2, 3, 4, 5, 6.
24  *         RAX = return value
25  *         (argument registers not clobbered on return; RCX, R11 are)
26  */
27 #define __HYPERVISOR_set_trap_table        0
28 #define __HYPERVISOR_mmu_update            1
29 #define __HYPERVISOR_set_gdt               2
30 #define __HYPERVISOR_stack_switch          3
31 #define __HYPERVISOR_set_callbacks         4
32 #define __HYPERVISOR_fpu_taskswitch        5
33 #define __HYPERVISOR_sched_op              6
34 #define __HYPERVISOR_dom0_op               7
35 #define __HYPERVISOR_set_debugreg          8
36 #define __HYPERVISOR_get_debugreg          9
37 #define __HYPERVISOR_update_descriptor    10
38 #define __HYPERVISOR_memory_op            12
39 #define __HYPERVISOR_multicall            13
40 #define __HYPERVISOR_update_va_mapping    14
41 #define __HYPERVISOR_set_timer_op         15
42 #define __HYPERVISOR_event_channel_op_compat 16
43 #define __HYPERVISOR_xen_version          17
44 #define __HYPERVISOR_console_io           18
45 #define __HYPERVISOR_physdev_op_compat    19
46 #define __HYPERVISOR_grant_table_op       20
47 #define __HYPERVISOR_vm_assist            21
48 #define __HYPERVISOR_update_va_mapping_otherdomain 22
49 #define __HYPERVISOR_iret                 23 /* x86 only */
50 #define __HYPERVISOR_vcpu_op              24
51 #define __HYPERVISOR_set_segment_base     25 /* x86/64 only */
52 #define __HYPERVISOR_mmuext_op            26
53 #define __HYPERVISOR_acm_op               27
54 #define __HYPERVISOR_nmi_op               28
55 #define __HYPERVISOR_sched_op_new         29
56 #define __HYPERVISOR_callback_op          30
57 #define __HYPERVISOR_xenoprof_op          31
58 #define __HYPERVISOR_event_channel_op     32
59 #define __HYPERVISOR_physdev_op           33
60 #define __HYPERVISOR_hvm_op               34
61
62 /* Architecture-specific hypercall definitions. */
63 #define __HYPERVISOR_arch_0               48
64 #define __HYPERVISOR_arch_1               49
65 #define __HYPERVISOR_arch_2               50
66 #define __HYPERVISOR_arch_3               51
67 #define __HYPERVISOR_arch_4               52
68 #define __HYPERVISOR_arch_5               53
69 #define __HYPERVISOR_arch_6               54
70 #define __HYPERVISOR_arch_7               55
71
72 /*
73  * VIRTUAL INTERRUPTS
74  *
75  * Virtual interrupts that a guest OS may receive from Xen.
76  */
77 #define VIRQ_TIMER      0  /* Timebase update, and/or requested timeout.  */
78 #define VIRQ_DEBUG      1  /* Request guest to dump debug info.           */
79 #define VIRQ_CONSOLE    2  /* (DOM0) Bytes received on emergency console. */
80 #define VIRQ_DOM_EXC    3  /* (DOM0) Exceptional event for some domain.   */
81 #define VIRQ_DEBUGGER   6  /* (DOM0) A domain has paused for debugging.   */
82
83 /* Architecture-specific VIRQ definitions. */
84 #define VIRQ_ARCH_0    16
85 #define VIRQ_ARCH_1    17
86 #define VIRQ_ARCH_2    18
87 #define VIRQ_ARCH_3    19
88 #define VIRQ_ARCH_4    20
89 #define VIRQ_ARCH_5    21
90 #define VIRQ_ARCH_6    22
91 #define VIRQ_ARCH_7    23
92
93 #define NR_VIRQS       24
94 /*
95  * MMU-UPDATE REQUESTS
96  *
97  * HYPERVISOR_mmu_update() accepts a list of (ptr, val) pairs.
98  * A foreigndom (FD) can be specified (or DOMID_SELF for none).
99  * Where the FD has some effect, it is described below.
100  * ptr[1:0] specifies the appropriate MMU_* command.
101  *
102  * ptr[1:0] == MMU_NORMAL_PT_UPDATE:
103  * Updates an entry in a page table. If updating an L1 table, and the new
104  * table entry is valid/present, the mapped frame must belong to the FD, if
105  * an FD has been specified. If attempting to map an I/O page then the
106  * caller assumes the privilege of the FD.
107  * FD == DOMID_IO: Permit /only/ I/O mappings, at the priv level of the caller.
108  * FD == DOMID_XEN: Map restricted areas of Xen's heap space.
109  * ptr[:2]  -- Machine address of the page-table entry to modify.
110  * val      -- Value to write.
111  *
112  * ptr[1:0] == MMU_MACHPHYS_UPDATE:
113  * Updates an entry in the machine->pseudo-physical mapping table.
114  * ptr[:2]  -- Machine address within the frame whose mapping to modify.
115  *             The frame must belong to the FD, if one is specified.
116  * val      -- Value to write into the mapping entry.
117  */
118 #define MMU_NORMAL_PT_UPDATE     0 /* checked '*ptr = val'. ptr is MA.       */
119 #define MMU_MACHPHYS_UPDATE      1 /* ptr = MA of frame to modify entry for  */
120
121 /*
122  * MMU EXTENDED OPERATIONS
123  *
124  * HYPERVISOR_mmuext_op() accepts a list of mmuext_op structures.
125  * A foreigndom (FD) can be specified (or DOMID_SELF for none).
126  * Where the FD has some effect, it is described below.
127  *
128  * cmd: MMUEXT_(UN)PIN_*_TABLE
129  * mfn: Machine frame number to be (un)pinned as a p.t. page.
130  *      The frame must belong to the FD, if one is specified.
131  *
132  * cmd: MMUEXT_NEW_BASEPTR
133  * mfn: Machine frame number of new page-table base to install in MMU.
134  *
135  * cmd: MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR [x86/64 only]
136  * mfn: Machine frame number of new page-table base to install in MMU
137  *      when in user space.
138  *
139  * cmd: MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL
140  * No additional arguments. Flushes local TLB.
141  *
142  * cmd: MMUEXT_INVLPG_LOCAL
143  * linear_addr: Linear address to be flushed from the local TLB.
144  *
145  * cmd: MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI
146  * vcpumask: Pointer to bitmap of VCPUs to be flushed.
147  *
148  * cmd: MMUEXT_INVLPG_MULTI
149  * linear_addr: Linear address to be flushed.
150  * vcpumask: Pointer to bitmap of VCPUs to be flushed.
151  *
152  * cmd: MMUEXT_TLB_FLUSH_ALL
153  * No additional arguments. Flushes all VCPUs' TLBs.
154  *
155  * cmd: MMUEXT_INVLPG_ALL
156  * linear_addr: Linear address to be flushed from all VCPUs' TLBs.
157  *
158  * cmd: MMUEXT_FLUSH_CACHE
159  * No additional arguments. Writes back and flushes cache contents.
160  *
161  * cmd: MMUEXT_SET_LDT
162  * linear_addr: Linear address of LDT base (NB. must be page-aligned).
163  * nr_ents: Number of entries in LDT.
164  */
165 #define MMUEXT_PIN_L1_TABLE      0
166 #define MMUEXT_PIN_L2_TABLE      1
167 #define MMUEXT_PIN_L3_TABLE      2
168 #define MMUEXT_PIN_L4_TABLE      3
169 #define MMUEXT_UNPIN_TABLE       4
170 #define MMUEXT_NEW_BASEPTR       5
171 #define MMUEXT_TLB_FLUSH_LOCAL   6
172 #define MMUEXT_INVLPG_LOCAL      7
173 #define MMUEXT_TLB_FLUSH_MULTI   8
174 #define MMUEXT_INVLPG_MULTI      9
175 #define MMUEXT_TLB_FLUSH_ALL    10
176 #define MMUEXT_INVLPG_ALL       11
177 #define MMUEXT_FLUSH_CACHE      12
178 #define MMUEXT_SET_LDT          13
179 #define MMUEXT_NEW_USER_BASEPTR 15
180
181 #ifndef __ASSEMBLY__
182 struct mmuext_op {
183         unsigned int cmd;
184         union {
185                 /* [UN]PIN_TABLE, NEW_BASEPTR, NEW_USER_BASEPTR */
186                 unsigned long mfn;
187                 /* INVLPG_LOCAL, INVLPG_ALL, SET_LDT */
188                 unsigned long linear_addr;
189         } arg1;
190         union {
191                 /* SET_LDT */
192                 unsigned int nr_ents;
193                 /* TLB_FLUSH_MULTI, INVLPG_MULTI */
194                 void *vcpumask;
195         } arg2;
196 };
197 DEFINE_GUEST_HANDLE_STRUCT(mmuext_op);
198 #endif
199
200 /* These are passed as 'flags' to update_va_mapping. They can be ORed. */
201 /* When specifying UVMF_MULTI, also OR in a pointer to a CPU bitmap.   */
202 /* UVMF_LOCAL is merely UVMF_MULTI with a NULL bitmap pointer.         */
203 #define UVMF_NONE               (0UL<<0) /* No flushing at all.   */
204 #define UVMF_TLB_FLUSH          (1UL<<0) /* Flush entire TLB(s).  */
205 #define UVMF_INVLPG             (2UL<<0) /* Flush only one entry. */
206 #define UVMF_FLUSHTYPE_MASK     (3UL<<0)
207 #define UVMF_MULTI              (0UL<<2) /* Flush subset of TLBs. */
208 #define UVMF_LOCAL              (0UL<<2) /* Flush local TLB.      */
209 #define UVMF_ALL                (1UL<<2) /* Flush all TLBs.       */
210
211 /*
212  * Commands to HYPERVISOR_console_io().
213  */
214 #define CONSOLEIO_write         0
215 #define CONSOLEIO_read          1
216
217 /*
218  * Commands to HYPERVISOR_vm_assist().
219  */
220 #define VMASST_CMD_enable                0
221 #define VMASST_CMD_disable               1
222 #define VMASST_TYPE_4gb_segments         0
223 #define VMASST_TYPE_4gb_segments_notify  1
224 #define VMASST_TYPE_writable_pagetables  2
225 #define VMASST_TYPE_pae_extended_cr3     3
226 #define MAX_VMASST_TYPE 3
227
228 #ifndef __ASSEMBLY__
229
230 typedef uint16_t domid_t;
231
232 /* Domain ids >= DOMID_FIRST_RESERVED cannot be used for ordinary domains. */
233 #define DOMID_FIRST_RESERVED (0x7FF0U)
234
235 /* DOMID_SELF is used in certain contexts to refer to oneself. */
236 #define DOMID_SELF (0x7FF0U)
237
238 /*
239  * DOMID_IO is used to restrict page-table updates to mapping I/O memory.
240  * Although no Foreign Domain need be specified to map I/O pages, DOMID_IO
241  * is useful to ensure that no mappings to the OS's own heap are accidentally
242  * installed. (e.g., in Linux this could cause havoc as reference counts
243  * aren't adjusted on the I/O-mapping code path).
244  * This only makes sense in MMUEXT_SET_FOREIGNDOM, but in that context can
245  * be specified by any calling domain.
246  */
247 #define DOMID_IO   (0x7FF1U)
248
249 /*
250  * DOMID_XEN is used to allow privileged domains to map restricted parts of
251  * Xen's heap space (e.g., the machine_to_phys table).
252  * This only makes sense in MMUEXT_SET_FOREIGNDOM, and is only permitted if
253  * the caller is privileged.
254  */
255 #define DOMID_XEN  (0x7FF2U)
256
257 /*
258  * Send an array of these to HYPERVISOR_mmu_update().
259  * NB. The fields are natural pointer/address size for this architecture.
260  */
261 struct mmu_update {
262     uint64_t ptr;       /* Machine address of PTE. */
263     uint64_t val;       /* New contents of PTE.    */
264 };
265 DEFINE_GUEST_HANDLE_STRUCT(mmu_update);
266
267 /*
268  * Send an array of these to HYPERVISOR_multicall().
269  * NB. The fields are natural register size for this architecture.
270  */
271 struct multicall_entry {
272     unsigned long op;
273     long result;
274     unsigned long args[6];
275 };
276 DEFINE_GUEST_HANDLE_STRUCT(multicall_entry);
277
278 /*
279  * Event channel endpoints per domain:
280  *  1024 if a long is 32 bits; 4096 if a long is 64 bits.
281  */
282 #define NR_EVENT_CHANNELS (sizeof(unsigned long) * sizeof(unsigned long) * 64)
283
284 struct vcpu_time_info {
285         /*
286          * Updates to the following values are preceded and followed
287          * by an increment of 'version'. The guest can therefore
288          * detect updates by looking for changes to 'version'. If the
289          * least-significant bit of the version number is set then an
290          * update is in progress and the guest must wait to read a
291          * consistent set of values.  The correct way to interact with
292          * the version number is similar to Linux's seqlock: see the
293          * implementations of read_seqbegin/read_seqretry.
294          */
295         uint32_t version;
296         uint32_t pad0;
297         uint64_t tsc_timestamp;   /* TSC at last update of time vals.  */
298         uint64_t system_time;     /* Time, in nanosecs, since boot.    */
299         /*
300          * Current system time:
301          *   system_time + ((tsc - tsc_timestamp) << tsc_shift) * tsc_to_system_mul
302          * CPU frequency (Hz):
303          *   ((10^9 << 32) / tsc_to_system_mul) >> tsc_shift
304          */
305         uint32_t tsc_to_system_mul;
306         int8_t   tsc_shift;
307         int8_t   pad1[3];
308 }; /* 32 bytes */
309
310 struct vcpu_info {
311         /*
312          * 'evtchn_upcall_pending' is written non-zero by Xen to indicate
313          * a pending notification for a particular VCPU. It is then cleared
314          * by the guest OS /before/ checking for pending work, thus avoiding
315          * a set-and-check race. Note that the mask is only accessed by Xen
316          * on the CPU that is currently hosting the VCPU. This means that the
317          * pending and mask flags can be updated by the guest without special
318          * synchronisation (i.e., no need for the x86 LOCK prefix).
319          * This may seem suboptimal because if the pending flag is set by
320          * a different CPU then an IPI may be scheduled even when the mask
321          * is set. However, note:
322          *  1. The task of 'interrupt holdoff' is covered by the per-event-
323          *     channel mask bits. A 'noisy' event that is continually being
324          *     triggered can be masked at source at this very precise
325          *     granularity.
326          *  2. The main purpose of the per-VCPU mask is therefore to restrict
327          *     reentrant execution: whether for concurrency control, or to
328          *     prevent unbounded stack usage. Whatever the purpose, we expect
329          *     that the mask will be asserted only for short periods at a time,
330          *     and so the likelihood of a 'spurious' IPI is suitably small.
331          * The mask is read before making an event upcall to the guest: a
332          * non-zero mask therefore guarantees that the VCPU will not receive
333          * an upcall activation. The mask is cleared when the VCPU requests
334          * to block: this avoids wakeup-waiting races.
335          */
336         uint8_t evtchn_upcall_pending;
337         uint8_t evtchn_upcall_mask;
338         unsigned long evtchn_pending_sel;
339         struct arch_vcpu_info arch;
340         struct pvclock_vcpu_time_info time;
341 }; /* 64 bytes (x86) */
342
343 /*
344  * Xen/kernel shared data -- pointer provided in start_info.
345  * NB. We expect that this struct is smaller than a page.
346  */
347 struct shared_info {
348         struct vcpu_info vcpu_info[MAX_VIRT_CPUS];
349
350         /*
351          * A domain can create "event channels" on which it can send and receive
352          * asynchronous event notifications. There are three classes of event that
353          * are delivered by this mechanism:
354          *  1. Bi-directional inter- and intra-domain connections. Domains must
355          *     arrange out-of-band to set up a connection (usually by allocating
356          *     an unbound 'listener' port and avertising that via a storage service
357          *     such as xenstore).
358          *  2. Physical interrupts. A domain with suitable hardware-access
359          *     privileges can bind an event-channel port to a physical interrupt
360          *     source.
361          *  3. Virtual interrupts ('events'). A domain can bind an event-channel
362          *     port to a virtual interrupt source, such as the virtual-timer
363          *     device or the emergency console.
364          *
365          * Event channels are addressed by a "port index". Each channel is
366          * associated with two bits of information:
367          *  1. PENDING -- notifies the domain that there is a pending notification
368          *     to be processed. This bit is cleared by the guest.
369          *  2. MASK -- if this bit is clear then a 0->1 transition of PENDING
370          *     will cause an asynchronous upcall to be scheduled. This bit is only
371          *     updated by the guest. It is read-only within Xen. If a channel
372          *     becomes pending while the channel is masked then the 'edge' is lost
373          *     (i.e., when the channel is unmasked, the guest must manually handle
374          *     pending notifications as no upcall will be scheduled by Xen).
375          *
376          * To expedite scanning of pending notifications, any 0->1 pending
377          * transition on an unmasked channel causes a corresponding bit in a
378          * per-vcpu selector word to be set. Each bit in the selector covers a
379          * 'C long' in the PENDING bitfield array.
380          */
381         unsigned long evtchn_pending[sizeof(unsigned long) * 8];
382         unsigned long evtchn_mask[sizeof(unsigned long) * 8];
383
384         /*
385          * Wallclock time: updated only by control software. Guests should base
386          * their gettimeofday() syscall on this wallclock-base value.
387          */
388         struct pvclock_wall_clock wc;
389
390         struct arch_shared_info arch;
391
392 };
393
394 /*
395  * Start-of-day memory layout for the initial domain (DOM0):
396  *  1. The domain is started within contiguous virtual-memory region.
397  *  2. The contiguous region begins and ends on an aligned 4MB boundary.
398  *  3. The region start corresponds to the load address of the OS image.
399  *     If the load address is not 4MB aligned then the address is rounded down.
400  *  4. This the order of bootstrap elements in the initial virtual region:
401  *      a. relocated kernel image
402  *      b. initial ram disk              [mod_start, mod_len]
403  *      c. list of allocated page frames [mfn_list, nr_pages]
404  *      d. start_info_t structure        [register ESI (x86)]
405  *      e. bootstrap page tables         [pt_base, CR3 (x86)]
406  *      f. bootstrap stack               [register ESP (x86)]
407  *  5. Bootstrap elements are packed together, but each is 4kB-aligned.
408  *  6. The initial ram disk may be omitted.
409  *  7. The list of page frames forms a contiguous 'pseudo-physical' memory
410  *     layout for the domain. In particular, the bootstrap virtual-memory
411  *     region is a 1:1 mapping to the first section of the pseudo-physical map.
412  *  8. All bootstrap elements are mapped read-writable for the guest OS. The
413  *     only exception is the bootstrap page table, which is mapped read-only.
414  *  9. There is guaranteed to be at least 512kB padding after the final
415  *     bootstrap element. If necessary, the bootstrap virtual region is
416  *     extended by an extra 4MB to ensure this.
417  */
418
419 #define MAX_GUEST_CMDLINE 1024
420 struct start_info {
421         /* THE FOLLOWING ARE FILLED IN BOTH ON INITIAL BOOT AND ON RESUME.    */
422         char magic[32];             /* "xen-<version>-<platform>".            */
423         unsigned long nr_pages;     /* Total pages allocated to this domain.  */
424         unsigned long shared_info;  /* MACHINE address of shared info struct. */
425         uint32_t flags;             /* SIF_xxx flags.                         */
426         unsigned long store_mfn;    /* MACHINE page number of shared page.    */
427         uint32_t store_evtchn;      /* Event channel for store communication. */
428         union {
429                 struct {
430                         unsigned long mfn;  /* MACHINE page number of console page.   */
431                         uint32_t  evtchn;   /* Event channel for console page.        */
432                 } domU;
433                 struct {
434                         uint32_t info_off;  /* Offset of console_info struct.         */
435                         uint32_t info_size; /* Size of console_info struct from start.*/
436                 } dom0;
437         } console;
438         /* THE FOLLOWING ARE ONLY FILLED IN ON INITIAL BOOT (NOT RESUME).     */
439         unsigned long pt_base;      /* VIRTUAL address of page directory.     */
440         unsigned long nr_pt_frames; /* Number of bootstrap p.t. frames.       */
441         unsigned long mfn_list;     /* VIRTUAL address of page-frame list.    */
442         unsigned long mod_start;    /* VIRTUAL address of pre-loaded module.  */
443         unsigned long mod_len;      /* Size (bytes) of pre-loaded module.     */
444         int8_t cmd_line[MAX_GUEST_CMDLINE];
445 };
446
447 /* These flags are passed in the 'flags' field of start_info_t. */
448 #define SIF_PRIVILEGED    (1<<0)  /* Is the domain privileged? */
449 #define SIF_INITDOMAIN    (1<<1)  /* Is this the initial control domain? */
450
451 typedef uint64_t cpumap_t;
452
453 typedef uint8_t xen_domain_handle_t[16];
454
455 /* Turn a plain number into a C unsigned long constant. */
456 #define __mk_unsigned_long(x) x ## UL
457 #define mk_unsigned_long(x) __mk_unsigned_long(x)
458
459 #else /* __ASSEMBLY__ */
460
461 /* In assembly code we cannot use C numeric constant suffixes. */
462 #define mk_unsigned_long(x) x
463
464 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
465
466 #endif /* __XEN_PUBLIC_XEN_H__ */