monitor: do not use mb_read/mb_set
[qemu/kevin.git] / docs / interop / qmp-spec.rst
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1 ..
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4     This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or
5     later. See the COPYING file in the top-level directory.
8 ===================================
9 QEMU Machine Protocol Specification
10 ===================================
12 The QEMU Machine Protocol (QMP) is a JSON-based
13 protocol which is available for applications to operate QEMU at the
14 machine-level.  It is also in use by the QEMU Guest Agent (QGA), which
15 is available for host applications to interact with the guest
16 operating system. This page specifies the general format of
17 the protocol; details of the commands and data structures can
18 be found in the :doc:`qemu-qmp-ref` and the :doc:`qemu-ga-ref`.
20 .. contents::
22 Protocol Specification
23 ======================
25 This section details the protocol format. For the purpose of this
26 document, "Server" is either QEMU or the QEMU Guest Agent, and
27 "Client" is any application communicating with it via QMP.
29 JSON data structures, when mentioned in this document, are always in the
30 following format:
32     json-DATA-STRUCTURE-NAME
34 Where DATA-STRUCTURE-NAME is any valid JSON data structure, as defined
35 by the `JSON standard <http://www.ietf.org/rfc/rfc8259.txt>`_.
37 The server expects its input to be encoded in UTF-8, and sends its
38 output encoded in ASCII.
40 For convenience, json-object members mentioned in this document will
41 be in a certain order. However, in real protocol usage they can be in
42 ANY order, thus no particular order should be assumed. On the other
43 hand, use of json-array elements presumes that preserving order is
44 important unless specifically documented otherwise.  Repeating a key
45 within a json-object gives unpredictable results.
47 Also for convenience, the server will accept an extension of
48 ``'single-quoted'`` strings in place of the usual ``"double-quoted"``
49 json-string, and both input forms of strings understand an additional
50 escape sequence of ``\'`` for a single quote. The server will only use
51 double quoting on output.
53 General Definitions
54 -------------------
56 All interactions transmitted by the Server are json-objects, always
57 terminating with CRLF.
59 All json-objects members are mandatory when not specified otherwise.
61 Server Greeting
62 ---------------
64 Right when connected the Server will issue a greeting message, which signals
65 that the connection has been successfully established and that the Server is
66 ready for capabilities negotiation (for more information refer to section
67 `Capabilities Negotiation`_).
69 The greeting message format is:
73   { "QMP": { "version": json-object, "capabilities": json-array } }
75 Where:
77 - The ``version`` member contains the Server's version information (the format
78   is the same as for the query-version command).
79 - The ``capabilities`` member specifies the availability of features beyond the
80   baseline specification; the order of elements in this array has no
81   particular significance.
83 Capabilities
84 ------------
86 Currently supported capabilities are:
88 ``oob``
89   the QMP server supports "out-of-band" (OOB) command
90   execution, as described in section `Out-of-band execution`_.
92 Issuing Commands
93 ----------------
95 The format for command execution is:
99   { "execute": json-string, "arguments": json-object, "id": json-value }
105   { "exec-oob": json-string, "arguments": json-object, "id": json-value }
107 Where:
109 - The ``execute`` or ``exec-oob`` member identifies the command to be
110   executed by the server.  The latter requests out-of-band execution.
111 - The ``arguments`` member is used to pass any arguments required for the
112   execution of the command, it is optional when no arguments are
113   required. Each command documents what contents will be considered
114   valid when handling the json-argument.
115 - The ``id`` member is a transaction identification associated with the
116   command execution, it is optional and will be part of the response
117   if provided.  The ``id`` member can be any json-value.  A json-number
118   incremented for each successive command works fine.
120 The actual commands are documented in the :doc:`qemu-qmp-ref`.
122 Out-of-band execution
123 ---------------------
125 The server normally reads, executes and responds to one command after
126 the other.  The client therefore receives command responses in issue
127 order.
129 With out-of-band execution enabled via `capabilities negotiation`_,
130 the server reads and queues commands as they arrive.  It executes
131 commands from the queue one after the other.  Commands executed
132 out-of-band jump the queue: the command get executed right away,
133 possibly overtaking prior in-band commands.  The client may therefore
134 receive such a command's response before responses from prior in-band
135 commands.
137 To be able to match responses back to their commands, the client needs
138 to pass ``id`` with out-of-band commands.  Passing it with all commands
139 is recommended for clients that accept capability ``oob``.
141 If the client sends in-band commands faster than the server can
142 execute them, the server will stop reading requests until the request
143 queue length is reduced to an acceptable range.
145 To ensure commands to be executed out-of-band get read and executed,
146 the client should have at most eight in-band commands in flight.
148 Only a few commands support out-of-band execution.  The ones that do
149 have ``"allow-oob": true`` in the output of ``query-qmp-schema``.
151 Commands Responses
152 ------------------
154 There are two possible responses which the Server will issue as the result
155 of a command execution: success or error.
157 As long as the commands were issued with a proper ``id`` field, then the
158 same ``id`` field will be attached in the corresponding response message
159 so that requests and responses can match.  Clients should drop all the
160 responses that have an unknown ``id`` field.
162 Success
163 -------
165 The format of a success response is:
169   { "return": json-value, "id": json-value }
171 Where:
173 - The ``return`` member contains the data returned by the command, which
174   is defined on a per-command basis (usually a json-object or
175   json-array of json-objects, but sometimes a json-number, json-string,
176   or json-array of json-strings); it is an empty json-object if the
177   command does not return data.
178 - The ``id`` member contains the transaction identification associated
179   with the command execution if issued by the Client.
181 Error
182 -----
184 The format of an error response is:
188   { "error": { "class": json-string, "desc": json-string }, "id": json-value }
190 Where:
192 - The ``class`` member contains the error class name (eg. ``"GenericError"``).
193 - The ``desc`` member is a human-readable error message. Clients should
194   not attempt to parse this message.
195 - The ``id`` member contains the transaction identification associated with
196   the command execution if issued by the Client.
198 NOTE: Some errors can occur before the Server is able to read the ``id`` member;
199 in these cases the ``id`` member will not be part of the error response, even
200 if provided by the client.
202 Asynchronous events
203 -------------------
205 As a result of state changes, the Server may send messages unilaterally
206 to the Client at any time, when not in the middle of any other
207 response. They are called "asynchronous events".
209 The format of asynchronous events is:
213   { "event": json-string, "data": json-object,
214     "timestamp": { "seconds": json-number, "microseconds": json-number } }
216 Where:
218 - The ``event`` member contains the event's name.
219 - The ``data`` member contains event specific data, which is defined in a
220   per-event basis. It is optional.
221 - The ``timestamp`` member contains the exact time of when the event
222   occurred in the Server. It is a fixed json-object with time in
223   seconds and microseconds relative to the Unix Epoch (1 Jan 1970); if
224   there is a failure to retrieve host time, both members of the
225   timestamp will be set to -1.
227 The actual asynchronous events are documented in the :doc:`qemu-qmp-ref`.
229 Some events are rate-limited to at most one per second.  If additional
230 "similar" events arrive within one second, all but the last one are
231 dropped, and the last one is delayed.  "Similar" normally means same
232 event type.
234 Forcing the JSON parser into known-good state
235 ---------------------------------------------
237 Incomplete or invalid input can leave the server's JSON parser in a
238 state where it can't parse additional commands.  To get it back into
239 known-good state, the client should provoke a lexical error.
241 The cleanest way to do that is sending an ASCII control character
242 other than ``\t`` (horizontal tab), ``\r`` (carriage return), or
243 ``\n`` (new line).
245 Sadly, older versions of QEMU can fail to flag this as an error.  If a
246 client needs to deal with them, it should send a 0xFF byte.
248 QGA Synchronization
249 -------------------
251 When a client connects to QGA over a transport lacking proper
252 connection semantics such as virtio-serial, QGA may have read partial
253 input from a previous client.  The client needs to force QGA's parser
254 into known-good state using the previous section's technique.
255 Moreover, the client may receive output a previous client didn't read.
256 To help with skipping that output, QGA provides the
257 ``guest-sync-delimited`` command.  Refer to its documentation for
258 details.
261 QMP Examples
262 ============
264 This section provides some examples of real QMP usage, in all of them
265 ``->`` marks text sent by the Client and ``<-`` marks replies by the Server.
267 .. admonition:: Example
269   Server greeting
271   .. code-block:: QMP
273     <- { "QMP": {"version": {"qemu": {"micro": 0, "minor": 0, "major": 3},
274          "package": "v3.0.0"}, "capabilities": ["oob"] } }
276 .. admonition:: Example
278   Capabilities negotiation
280   .. code-block:: QMP
282     -> { "execute": "qmp_capabilities", "arguments": { "enable": ["oob"] } }
283     <- { "return": {}}
285 .. admonition:: Example
287   Simple 'stop' execution
289   .. code-block:: QMP
291     -> { "execute": "stop" }
292     <- { "return": {} }
294 .. admonition:: Example
296   KVM information
298   .. code-block:: QMP
300     -> { "execute": "query-kvm", "id": "example" }
301     <- { "return": { "enabled": true, "present": true }, "id": "example"}
303 .. admonition:: Example
305   Parsing error
307   .. code-block:: QMP
309     -> { "execute": }
310     <- { "error": { "class": "GenericError", "desc": "JSON parse error, expecting value" } }
312 .. admonition:: Example
314   Powerdown event
316   .. code-block:: QMP
318     <- { "timestamp": { "seconds": 1258551470, "microseconds": 802384 },
319         "event": "POWERDOWN" }
321 .. admonition:: Example
323   Out-of-band execution
325   .. code-block:: QMP
327     -> { "exec-oob": "migrate-pause", "id": 42 }
328     <- { "id": 42,
329          "error": { "class": "GenericError",
330           "desc": "migrate-pause is currently only supported during postcopy-active state" } }
333 Capabilities Negotiation
334 ========================
336 When a Client successfully establishes a connection, the Server is in
337 Capabilities Negotiation mode.
339 In this mode only the ``qmp_capabilities`` command is allowed to run; all
340 other commands will return the ``CommandNotFound`` error. Asynchronous
341 messages are not delivered either.
343 Clients should use the ``qmp_capabilities`` command to enable capabilities
344 advertised in the `Server Greeting`_ which they support.
346 When the ``qmp_capabilities`` command is issued, and if it does not return an
347 error, the Server enters Command mode where capabilities changes take
348 effect, all commands (except ``qmp_capabilities``) are allowed and asynchronous
349 messages are delivered.
351 Compatibility Considerations
352 ============================
354 All protocol changes or new features which modify the protocol format in an
355 incompatible way are disabled by default and will be advertised by the
356 capabilities array (in the `Server Greeting`_). Thus, Clients can check
357 that array and enable the capabilities they support.
359 The QMP Server performs a type check on the arguments to a command.  It
360 generates an error if a value does not have the expected type for its
361 key, or if it does not understand a key that the Client included.  The
362 strictness of the Server catches wrong assumptions of Clients about
363 the Server's schema.  Clients can assume that, when such validation
364 errors occur, they will be reported before the command generated any
365 side effect.
367 However, Clients must not assume any particular:
369 - Length of json-arrays
370 - Size of json-objects; in particular, future versions of QEMU may add
371   new keys and Clients should be able to ignore them
372 - Order of json-object members or json-array elements
373 - Amount of errors generated by a command, that is, new errors can be added
374   to any existing command in newer versions of the Server
376 Any command or member name beginning with ``x-`` is deemed experimental,
377 and may be withdrawn or changed in an incompatible manner in a future
378 release.
380 Of course, the Server does guarantee to send valid JSON.  But apart from
381 this, a Client should be "conservative in what they send, and liberal in
382 what they accept".
384 Downstream extension of QMP
385 ===========================
387 We recommend that downstream consumers of QEMU do *not* modify QMP.
388 Management tools should be able to support both upstream and downstream
389 versions of QMP without special logic, and downstream extensions are
390 inherently at odds with that.
392 However, we recognize that it is sometimes impossible for downstreams to
393 avoid modifying QMP.  Both upstream and downstream need to take care to
394 preserve long-term compatibility and interoperability.
396 To help with that, QMP reserves JSON object member names beginning with
397 ``__`` (double underscore) for downstream use ("downstream names").  This
398 means upstream will never use any downstream names for its commands,
399 arguments, errors, asynchronous events, and so forth.
401 Any new names downstream wishes to add must begin with ``__``.  To
402 ensure compatibility with other downstreams, it is strongly
403 recommended that you prefix your downstream names with ``__RFQDN_`` where
404 RFQDN is a valid, reverse fully qualified domain name which you
405 control.  For example, a qemu-kvm specific monitor command would be:
409     (qemu) __org.linux-kvm_enable_irqchip
411 Downstream must not change the `server greeting`_ other than
412 to offer additional capabilities.  But see below for why even that is
413 discouraged.
415 The section `Compatibility Considerations`_ applies to downstream as well
416 as to upstream, obviously.  It follows that downstream must behave
417 exactly like upstream for any input not containing members with
418 downstream names ("downstream members"), except it may add members
419 with downstream names to its output.
421 Thus, a client should not be able to distinguish downstream from
422 upstream as long as it doesn't send input with downstream members, and
423 properly ignores any downstream members in the output it receives.
425 Advice on downstream modifications:
427 1. Introducing new commands is okay.  If you want to extend an existing
428    command, consider introducing a new one with the new behaviour
429    instead.
431 2. Introducing new asynchronous messages is okay.  If you want to extend
432    an existing message, consider adding a new one instead.
434 3. Introducing new errors for use in new commands is okay.  Adding new
435    errors to existing commands counts as extension, so 1. applies.
437 4. New capabilities are strongly discouraged.  Capabilities are for
438    evolving the basic protocol, and multiple diverging basic protocol
439    dialects are most undesirable.