sys/xen/interface/arch-x86/hvm/save.h

   1 /*
   2  * Structure definitions for HVM state that is held by Xen and must
   3  * be saved along with the domain's memory and device-model state.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2007 XenSource Ltd.
   6  *
   7  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   8  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to
   9  * deal in the Software without restriction, including without limitation the
  10  * rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or
  11  * sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  12  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  13  *
  14  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  15  * all copies or substantial portions of the Software.
  16  *
  17  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  18  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  19  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  20  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  21  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  22  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
  23  * DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  24  */
  25
  26 #ifndef __XEN_PUBLIC_HVM_SAVE_X86_H__
  27 #define __XEN_PUBLIC_HVM_SAVE_X86_H__
  28
  29 /*
  30  * Save/restore header: general info about the save file.
  31  */
  32
  33 #define HVM_FILE_MAGIC   0x54381286
  34 #define HVM_FILE_VERSION 0x00000001
  35
  36 struct hvm_save_header {
  37     uint32_t magic;             /* Must be HVM_FILE_MAGIC */
  38     uint32_t version;           /* File format version */
  39     uint64_t changeset;         /* Version of Xen that saved this file */
  40     uint32_t cpuid;             /* CPUID[0x01][%eax] on the saving machine */
  41     uint32_t gtsc_khz;        /* Guest's TSC frequency in kHz */
  42 };
  43
  44 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(HEADER, 1, struct hvm_save_header);
  45
  46
  47 /*
  48  * Processor
  49  *
  50  * Compat: Pre-3.4 didn't have msr_tsc_aux
  51  */
  52
  53 struct hvm_hw_cpu {
  54     uint8_t  fpu_regs[512];
  55
  56     uint64_t rax;
  57     uint64_t rbx;
  58     uint64_t rcx;
  59     uint64_t rdx;
  60     uint64_t rbp;
  61     uint64_t rsi;
  62     uint64_t rdi;
  63     uint64_t rsp;
  64     uint64_t r8;
  65     uint64_t r9;
  66     uint64_t r10;
  67     uint64_t r11;
  68     uint64_t r12;
  69     uint64_t r13;
  70     uint64_t r14;
  71     uint64_t r15;
  72
  73     uint64_t rip;
  74     uint64_t rflags;
  75
  76     uint64_t cr0;
  77     uint64_t cr2;
  78     uint64_t cr3;
  79     uint64_t cr4;
  80
  81     uint64_t dr0;
  82     uint64_t dr1;
  83     uint64_t dr2;
  84     uint64_t dr3;
  85     uint64_t dr6;
  86     uint64_t dr7;
  87
  88     uint32_t cs_sel;
  89     uint32_t ds_sel;
  90     uint32_t es_sel;
  91     uint32_t fs_sel;
  92     uint32_t gs_sel;
  93     uint32_t ss_sel;
  94     uint32_t tr_sel;
  95     uint32_t ldtr_sel;
  96
  97     uint32_t cs_limit;
  98     uint32_t ds_limit;
  99     uint32_t es_limit;
 100     uint32_t fs_limit;
 101     uint32_t gs_limit;
 102     uint32_t ss_limit;
 103     uint32_t tr_limit;
 104     uint32_t ldtr_limit;
 105     uint32_t idtr_limit;
 106     uint32_t gdtr_limit;
 107
 108     uint64_t cs_base;
 109     uint64_t ds_base;
 110     uint64_t es_base;
 111     uint64_t fs_base;
 112     uint64_t gs_base;
 113     uint64_t ss_base;
 114     uint64_t tr_base;
 115     uint64_t ldtr_base;
 116     uint64_t idtr_base;
 117     uint64_t gdtr_base;
 118
 119     uint32_t cs_arbytes;
 120     uint32_t ds_arbytes;
 121     uint32_t es_arbytes;
 122     uint32_t fs_arbytes;
 123     uint32_t gs_arbytes;
 124     uint32_t ss_arbytes;
 125     uint32_t tr_arbytes;
 126     uint32_t ldtr_arbytes;
 127
 128     uint64_t sysenter_cs;
 129     uint64_t sysenter_esp;
 130     uint64_t sysenter_eip;
 131
 132     /* msr for em64t */
 133     uint64_t shadow_gs;
 134
 135     /* msr content saved/restored. */
 136     uint64_t msr_flags;
 137     uint64_t msr_lstar;
 138     uint64_t msr_star;
 139     uint64_t msr_cstar;
 140     uint64_t msr_syscall_mask;
 141     uint64_t msr_efer;
 142     uint64_t msr_tsc_aux;
 143
 144     /* guest's idea of what rdtsc() would return */
 145     uint64_t tsc;
 146
 147     /* pending event, if any */
 148     union {
 149         uint32_t pending_event;
 150         struct {
 151             uint8_t  pending_vector:8;
 152             uint8_t  pending_type:3;
 153             uint8_t  pending_error_valid:1;
 154             uint32_t pending_reserved:19;
 155             uint8_t  pending_valid:1;
 156         };
 157     };
 158     /* error code for pending event */
 159     uint32_t error_code;
 160 };
 161
 162 struct hvm_hw_cpu_compat {
 163     uint8_t  fpu_regs[512];
 164
 165     uint64_t rax;
 166     uint64_t rbx;
 167     uint64_t rcx;
 168     uint64_t rdx;
 169     uint64_t rbp;
 170     uint64_t rsi;
 171     uint64_t rdi;
 172     uint64_t rsp;
 173     uint64_t r8;
 174     uint64_t r9;
 175     uint64_t r10;
 176     uint64_t r11;
 177     uint64_t r12;
 178     uint64_t r13;
 179     uint64_t r14;
 180     uint64_t r15;
 181
 182     uint64_t rip;
 183     uint64_t rflags;
 184
 185     uint64_t cr0;
 186     uint64_t cr2;
 187     uint64_t cr3;
 188     uint64_t cr4;
 189
 190     uint64_t dr0;
 191     uint64_t dr1;
 192     uint64_t dr2;
 193     uint64_t dr3;
 194     uint64_t dr6;
 195     uint64_t dr7;
 196
 197     uint32_t cs_sel;
 198     uint32_t ds_sel;
 199     uint32_t es_sel;
 200     uint32_t fs_sel;
 201     uint32_t gs_sel;
 202     uint32_t ss_sel;
 203     uint32_t tr_sel;
 204     uint32_t ldtr_sel;
 205
 206     uint32_t cs_limit;
 207     uint32_t ds_limit;
 208     uint32_t es_limit;
 209     uint32_t fs_limit;
 210     uint32_t gs_limit;
 211     uint32_t ss_limit;
 212     uint32_t tr_limit;
 213     uint32_t ldtr_limit;
 214     uint32_t idtr_limit;
 215     uint32_t gdtr_limit;
 216
 217     uint64_t cs_base;
 218     uint64_t ds_base;
 219     uint64_t es_base;
 220     uint64_t fs_base;
 221     uint64_t gs_base;
 222     uint64_t ss_base;
 223     uint64_t tr_base;
 224     uint64_t ldtr_base;
 225     uint64_t idtr_base;
 226     uint64_t gdtr_base;
 227
 228     uint32_t cs_arbytes;
 229     uint32_t ds_arbytes;
 230     uint32_t es_arbytes;
 231     uint32_t fs_arbytes;
 232     uint32_t gs_arbytes;
 233     uint32_t ss_arbytes;
 234     uint32_t tr_arbytes;
 235     uint32_t ldtr_arbytes;
 236
 237     uint64_t sysenter_cs;
 238     uint64_t sysenter_esp;
 239     uint64_t sysenter_eip;
 240
 241     /* msr for em64t */
 242     uint64_t shadow_gs;
 243
 244     /* msr content saved/restored. */
 245     uint64_t msr_flags;
 246     uint64_t msr_lstar;
 247     uint64_t msr_star;
 248     uint64_t msr_cstar;
 249     uint64_t msr_syscall_mask;
 250     uint64_t msr_efer;
 251     /*uint64_t msr_tsc_aux; COMPAT */
 252
 253     /* guest's idea of what rdtsc() would return */
 254     uint64_t tsc;
 255
 256     /* pending event, if any */
 257     union {
 258         uint32_t pending_event;
 259         struct {
 260             uint8_t  pending_vector:8;
 261             uint8_t  pending_type:3;
 262             uint8_t  pending_error_valid:1;
 263             uint32_t pending_reserved:19;
 264             uint8_t  pending_valid:1;
 265         };
 266     };
 267     /* error code for pending event */
 268     uint32_t error_code;
 269 };
 270
 271 static inline int _hvm_hw_fix_cpu(void *h) {
 272     struct hvm_hw_cpu *new=h;
 273     struct hvm_hw_cpu_compat *old=h;
 274
 275     /* If we copy from the end backwards, we should
 276      * be able to do the modification in-place */
 277     new->error_code=old->error_code;
 278     new->pending_event=old->pending_event;
 279     new->tsc=old->tsc;
 280     new->msr_tsc_aux=0;
 281
 282     return 0;
 283 }
 284
 285 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE_COMPAT(CPU, 2, struct hvm_hw_cpu, \
 286                              struct hvm_hw_cpu_compat, _hvm_hw_fix_cpu);
 287
 288 /*
 289  * PIC
 290  */
 291
 292 struct hvm_hw_vpic {
 293     /* IR line bitmasks. */
 294     uint8_t irr;
 295     uint8_t imr;
 296     uint8_t isr;
 297
 298     /* Line IRx maps to IRQ irq_base+x */
 299     uint8_t irq_base;
 300
 301     /*
 302      * Where are we in ICW2-4 initialisation (0 means no init in progress)?
 303      * Bits 0-1 (=x): Next write at A=1 sets ICW(x+1).
 304      * Bit 2: ICW1.IC4  (1 == ICW4 included in init sequence)
 305      * Bit 3: ICW1.SNGL (0 == ICW3 included in init sequence)
 306      */
 307     uint8_t init_state:4;
 308
 309     /* IR line with highest priority. */
 310     uint8_t priority_add:4;
 311
 312     /* Reads from A=0 obtain ISR or IRR? */
 313     uint8_t readsel_isr:1;
 314
 315     /* Reads perform a polling read? */
 316     uint8_t poll:1;
 317
 318     /* Automatically clear IRQs from the ISR during INTA? */
 319     uint8_t auto_eoi:1;
 320
 321     /* Automatically rotate IRQ priorities during AEOI? */
 322     uint8_t rotate_on_auto_eoi:1;
 323
 324     /* Exclude slave inputs when considering in-service IRQs? */
 325     uint8_t special_fully_nested_mode:1;
 326
 327     /* Special mask mode excludes masked IRs from AEOI and priority checks. */
 328     uint8_t special_mask_mode:1;
 329
 330     /* Is this a master PIC or slave PIC? (NB. This is not programmable.) */
 331     uint8_t is_master:1;
 332
 333     /* Edge/trigger selection. */
 334     uint8_t elcr;
 335
 336     /* Virtual INT output. */
 337     uint8_t int_output;
 338 };
 339
 340 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(PIC, 3, struct hvm_hw_vpic);
 341
 342
 343 /*
 344  * IO-APIC
 345  */
 346
 347 #define VIOAPIC_NUM_PINS  48 /* 16 ISA IRQs, 32 non-legacy PCI IRQS. */
 348
 349 struct hvm_hw_vioapic {
 350     uint64_t base_address;
 351     uint32_t ioregsel;
 352     uint32_t id;
 353     union vioapic_redir_entry
 354     {
 355         uint64_t bits;
 356         struct {
 357             uint8_t vector;
 358             uint8_t delivery_mode:3;
 359             uint8_t dest_mode:1;
 360             uint8_t delivery_status:1;
 361             uint8_t polarity:1;
 362             uint8_t remote_irr:1;
 363             uint8_t trig_mode:1;
 364             uint8_t mask:1;
 365             uint8_t reserve:7;
 366             uint8_t reserved[4];
 367             uint8_t dest_id;
 368         } fields;
 369     } redirtbl[VIOAPIC_NUM_PINS];
 370 };
 371
 372 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(IOAPIC, 4, struct hvm_hw_vioapic);
 373
 374
 375 /*
 376  * LAPIC
 377  */
 378
 379 struct hvm_hw_lapic {
 380     uint64_t             apic_base_msr;
 381     uint32_t             disabled; /* VLAPIC_xx_DISABLED */
 382     uint32_t             timer_divisor;
 383     uint64_t             tdt_msr;
 384 };
 385
 386 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(LAPIC, 5, struct hvm_hw_lapic);
 387
 388 struct hvm_hw_lapic_regs {
 389     uint8_t data[1024];
 390 };
 391
 392 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(LAPIC_REGS, 6, struct hvm_hw_lapic_regs);
 393
 394
 395 /*
 396  * IRQs
 397  */
 398
 399 struct hvm_hw_pci_irqs {
 400     /*
 401      * Virtual interrupt wires for a single PCI bus.
 402      * Indexed by: device*4 + INTx#.
 403      */
 404     union {
 405         unsigned long i[16 / sizeof (unsigned long)]; /* DECLARE_BITMAP(i, 32*4); */
 406         uint64_t pad[2];
 407     };
 408 };
 409
 410 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(PCI_IRQ, 7, struct hvm_hw_pci_irqs);
 411
 412 struct hvm_hw_isa_irqs {
 413     /*
 414      * Virtual interrupt wires for ISA devices.
 415      * Indexed by ISA IRQ (assumes no ISA-device IRQ sharing).
 416      */
 417     union {
 418         unsigned long i[1];  /* DECLARE_BITMAP(i, 16); */
 419         uint64_t pad[1];
 420     };
 421 };
 422
 423 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(ISA_IRQ, 8, struct hvm_hw_isa_irqs);
 424
 425 struct hvm_hw_pci_link {
 426     /*
 427      * PCI-ISA interrupt router.
 428      * Each PCI <device:INTx#> is 'wire-ORed' into one of four links using
 429      * the traditional 'barber's pole' mapping ((device + INTx#) & 3).
 430      * The router provides a programmable mapping from each link to a GSI.
 431      */
 432     uint8_t route[4];
 433     uint8_t pad0[4];
 434 };
 435
 436 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(PCI_LINK, 9, struct hvm_hw_pci_link);
 437
 438 /*
 439  *  PIT
 440  */
 441
 442 struct hvm_hw_pit {
 443     struct hvm_hw_pit_channel {
 444         uint32_t count; /* can be 65536 */
 445         uint16_t latched_count;
 446         uint8_t count_latched;
 447         uint8_t status_latched;
 448         uint8_t status;
 449         uint8_t read_state;
 450         uint8_t write_state;
 451         uint8_t write_latch;
 452         uint8_t rw_mode;
 453         uint8_t mode;
 454         uint8_t bcd; /* not supported */
 455         uint8_t gate; /* timer start */
 456     } channels[3];  /* 3 x 16 bytes */
 457     uint32_t speaker_data_on;
 458     uint32_t pad0;
 459 };
 460
 461 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(PIT, 10, struct hvm_hw_pit);
 462
 463
 464 /*
 465  * RTC
 466  */
 467
 468 #define RTC_CMOS_SIZE 14
 469 struct hvm_hw_rtc {
 470     /* CMOS bytes */
 471     uint8_t cmos_data[RTC_CMOS_SIZE];
 472     /* Index register for 2-part operations */
 473     uint8_t cmos_index;
 474     uint8_t pad0;
 475 };
 476
 477 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(RTC, 11, struct hvm_hw_rtc);
 478
 479
 480 /*
 481  * HPET
 482  */
 483
 484 #define HPET_TIMER_NUM     3    /* 3 timers supported now */
 485 struct hvm_hw_hpet {
 486     /* Memory-mapped, software visible registers */
 487     uint64_t capability;        /* capabilities */
 488     uint64_t res0;              /* reserved */
 489     uint64_t config;            /* configuration */
 490     uint64_t res1;              /* reserved */
 491     uint64_t isr;               /* interrupt status reg */
 492     uint64_t res2[25];          /* reserved */
 493     uint64_t mc64;              /* main counter */
 494     uint64_t res3;              /* reserved */
 495     struct {                    /* timers */
 496         uint64_t config;        /* configuration/cap */
 497         uint64_t cmp;           /* comparator */
 498         uint64_t fsb;           /* FSB route, not supported now */
 499         uint64_t res4;          /* reserved */
 500     } timers[HPET_TIMER_NUM];
 501     uint64_t res5[4*(24-HPET_TIMER_NUM)];  /* reserved, up to 0x3ff */
 502
 503     /* Hidden register state */
 504     uint64_t period[HPET_TIMER_NUM]; /* Last value written to comparator */
 505 };
 506
 507 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(HPET, 12, struct hvm_hw_hpet);
 508
 509
 510 /*
 511  * PM timer
 512  */
 513
 514 struct hvm_hw_pmtimer {
 515     uint32_t tmr_val;   /* PM_TMR_BLK.TMR_VAL: 32bit free-running counter */
 516     uint16_t pm1a_sts;  /* PM1a_EVT_BLK.PM1a_STS: status register */
 517     uint16_t pm1a_en;   /* PM1a_EVT_BLK.PM1a_EN: enable register */
 518 };
 519
 520 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(PMTIMER, 13, struct hvm_hw_pmtimer);
 521
 522 /*
 523  * MTRR MSRs
 524  */
 525
 526 struct hvm_hw_mtrr {
 527 #define MTRR_VCNT 8
 528 #define NUM_FIXED_MSR 11
 529     uint64_t msr_pat_cr;
 530     /* mtrr physbase & physmask msr pair*/
 531     uint64_t msr_mtrr_var[MTRR_VCNT*2];
 532     uint64_t msr_mtrr_fixed[NUM_FIXED_MSR];
 533     uint64_t msr_mtrr_cap;
 534     uint64_t msr_mtrr_def_type;
 535 };
 536
 537 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(MTRR, 14, struct hvm_hw_mtrr);
 538
 539 /*
 540  * The save area of XSAVE/XRSTOR.
 541  */
 542
 543 struct hvm_hw_cpu_xsave {
 544     uint64_t xfeature_mask;
 545     uint64_t xcr0;                 /* Updated by XSETBV */
 546     uint64_t xcr0_accum;           /* Updated by XSETBV */
 547     struct {
 548         struct { char x[512]; } fpu_sse;
 549
 550         struct {
 551             uint64_t xstate_bv;         /* Updated by XRSTOR */
 552             uint64_t reserved[7];
 553         } xsave_hdr;                    /* The 64-byte header */
 554
 555         struct { char x[0]; } ymm;    /* YMM */
 556     } save_area;
 557 };
 558
 559 #define CPU_XSAVE_CODE  16
 560
 561 /*
 562  * Viridian hypervisor context.
 563  */
 564
 565 struct hvm_viridian_domain_context {
 566     uint64_t hypercall_gpa;
 567     uint64_t guest_os_id;
 568 };
 569
 570 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(VIRIDIAN_DOMAIN, 15, struct hvm_viridian_domain_context);
 571
 572 struct hvm_viridian_vcpu_context {
 573     uint64_t apic_assist;
 574 };
 575
 576 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(VIRIDIAN_VCPU, 17, struct hvm_viridian_vcpu_context);
 577
 578 struct hvm_vmce_vcpu {
 579     uint64_t caps;
 580 };
 581
 582 DECLARE_HVM_SAVE_TYPE(VMCE_VCPU, 18, struct hvm_vmce_vcpu);
 583
 584 /*
 585  * Largest type-code in use
 586  */
 587 #define HVM_SAVE_CODE_MAX 18
 588
 589 #endif /* __XEN_PUBLIC_HVM_SAVE_X86_H__ */