sys/platform/vkernel64/platform/init.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/platform/init.c,v 1.56 2008/05/27 07:48:00 dillon Exp $
  35  */
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/stat.h>
  41 #include <sys/mman.h>
  42 #include <sys/cons.h>
  43 #include <sys/random.h>
  44 #include <sys/vkernel.h>
  45 #include <sys/tls.h>
  46 #include <sys/reboot.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/msgbuf.h>
  49 #include <sys/vmspace.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/sockio.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/un.h>
  54 #include <vm/vm_page.h>
  55
  56 #include <machine/cpu.h>
  57 #include <machine/globaldata.h>
  58 #include <machine/tls.h>
  59 #include <machine/md_var.h>
  60 #include <machine/vmparam.h>
  61 #include <cpu/specialreg.h>
  62
  63 #include <net/if.h>
  64 #include <net/if_arp.h>
  65 #include <net/ethernet.h>
  66 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
  67 #include <netinet/in.h>
  68 #include <arpa/inet.h>
  69
  70 #include <stdio.h>
  71 #include <stdlib.h>
  72 #include <stdarg.h>
  73 #include <stdbool.h>
  74 #include <unistd.h>
  75 #include <fcntl.h>
  76 #include <string.h>
  77 #include <err.h>
  78 #include <errno.h>
  79 #include <assert.h>
  80 #include <sysexits.h>
  81
  82 vm_paddr_t phys_avail[16];
  83 vm_paddr_t Maxmem;
  84 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
  85 int physmem;
  86 int MemImageFd = -1;
  87 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
  88 int DiskNum;
  89 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
  90 int NetifNum;
  91 char *pid_file;
  92 vm_offset_t KvaStart;
  93 vm_offset_t KvaEnd;
  94 vm_offset_t KvaSize;
  95 vm_offset_t virtual_start;
  96 vm_offset_t virtual_end;
  97 vm_offset_t virtual2_start;
  98 vm_offset_t virtual2_end;
  99 vm_offset_t kernel_vm_end;
 100 vm_offset_t crashdumpmap;
 101 vm_offset_t clean_sva;
 102 vm_offset_t clean_eva;
 103 struct msgbuf *msgbufp;
 104 caddr_t ptvmmap;
 105 vpte_t  *KernelPTD;
 106 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
 107 void *dmap_min_address;
 108 u_int cpu_feature;      /* XXX */
 109 int tsc_present;
 110 int64_t tsc_frequency;
 111 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
 112 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
 113 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
 114 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
 115
 116 struct privatespace *CPU_prvspace;
 117
 118 static struct trapframe proc0_tf;
 119 static void *proc0paddr;
 120
 121 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 122 static void init_kern_memory(void);
 123 static void init_globaldata(void);
 124 static void init_vkernel(void);
 125 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 126 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 127 static void writepid(void);
 128 static void cleanpid(void);
 129 static int unix_connect(const char *path);
 130 static void usage_err(const char *ctl, ...);
 131 static void usage_help(_Bool);
 132
 133 static int save_ac;
 134 static char **save_av;
 135
 136 /*
 137  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 138  */
 139 int
 140 main(int ac, char **av)
 141 {
 142         char *memImageFile = NULL;
 143         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 144         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 145         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 146         char *suffix;
 147         char *endp;
 148         int netifFileNum = 0;
 149         int diskFileNum = 0;
 150         int cdFileNum = 0;
 151         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
 152         int c;
 153         int i;
 154         int j;
 155         int n;
 156         int isq;
 157         int real_vkernel_enable;
 158         int supports_sse;
 159         size_t vsize;
 160
 161         save_ac = ac;
 162         save_av = av;
 163
 164         /*
 165          * Process options
 166          */
 167         kernel_mem_readonly = 1;
 168 #ifdef SMP
 169         optcpus = 2;
 170 #endif
 171         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 172
 173         real_vkernel_enable = 0;
 174         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
 175         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
 176
 177         if (real_vkernel_enable == 0) {
 178                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
 179                         "to 1 to execute a vkernel!");
 180         }
 181
 182         real_ncpus = 1;
 183         vsize = sizeof(real_ncpus);
 184         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
 185
 186         if (ac < 2)
 187                 usage_help(false);
 188
 189         while ((c = getopt(ac, av, "c:hsvl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 190                 switch(c) {
 191                 case 'e':
 192                         /*
 193                          * name=value:name=value:name=value...
 194                          * name="value"...
 195                          *
 196                          * Allow values to be quoted but note that shells
 197                          * may remove the quotes, so using this feature
 198                          * to embed colons may require a backslash.
 199                          */
 200                         n = strlen(optarg);
 201                         isq = 0;
 202                         kern_envp = malloc(n + 2);
 203                         for (i = j = 0; i < n; ++i) {
 204                                 if (optarg[i] == '"')
 205                                         isq ^= 1;
 206                                 else if (optarg[i] == '\'')
 207                                         isq ^= 2;
 208                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
 209                                         kern_envp[j++] = 0;
 210                                 else
 211                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
 212                         }
 213                         kern_envp[j++] = 0;
 214                         kern_envp[j++] = 0;
 215                         break;
 216                 case 's':
 217                         boothowto |= RB_SINGLE;
 218                         break;
 219                 case 'v':
 220                         bootverbose = 1;
 221                         break;
 222                 case 'i':
 223                         memImageFile = optarg;
 224                         break;
 225                 case 'I':
 226                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 227                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 228                         break;
 229                 case 'r':
 230                         if (bootOnDisk < 0)
 231                                 bootOnDisk = 1;
 232                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 233                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 234                         break;
 235                 case 'c':
 236                         if (bootOnDisk < 0)
 237                                 bootOnDisk = 0;
 238                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 239                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 240                         break;
 241                 case 'm':
 242                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 243                         if (suffix) {
 244                                 switch(*suffix) {
 245                                 case 'g':
 246                                 case 'G':
 247                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 248                                         break;
 249                                 case 'm':
 250                                 case 'M':
 251                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 252                                         break;
 253                                 case 'k':
 254                                 case 'K':
 255                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 256                                         break;
 257                                 default:
 258                                         Maxmem_bytes = 0;
 259                                         usage_err("Bad maxmem option");
 260                                         /* NOT REACHED */
 261                                         break;
 262                                 }
 263                         }
 264                         break;
 265                 case 'l':
 266                         next_cpu = -1;
 267                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 268                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 269                                 if (optarg[3] == ',') {
 270                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 271                                         if (*endp != '\0')
 272                                                 usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 273                                 } else {
 274                                         next_cpu = 0;
 275                                 }
 276                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 277                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 278                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 279                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 280                         } else {
 281                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 282                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 283                                 if (*endp != '\0')
 284                                         usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 285                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 286                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 287                         }
 288                         break;
 289                 case 'n':
 290                         /*
 291                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 292                          * set ncpus here.
 293                          */
 294 #ifdef SMP
 295                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 296                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 297                                 usage_err("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 298 #else
 299                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 300                                 usage_err("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 301                         }
 302 #endif
 303
 304                         break;
 305                 case 'p':
 306                         pid_file = optarg;
 307                         break;
 308                 case 'U':
 309                         kernel_mem_readonly = 0;
 310                         break;
 311                 case 'h':
 312                         usage_help(true);
 313                         break;
 314                 default:
 315                         usage_help(false);
 316                 }
 317         }
 318
 319         writepid();
 320         cpu_disable_intr();
 321         init_sys_memory(memImageFile);
 322         init_kern_memory();
 323         init_globaldata();
 324         init_vkernel();
 325         setrealcpu();
 326         init_kqueue();
 327
 328         /*
 329          * Check TSC
 330          */
 331         vsize = sizeof(tsc_present);
 332         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
 333         vsize = sizeof(tsc_frequency);
 334         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
 335         if (tsc_present)
 336                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
 337
 338         /*
 339          * Check SSE
 340          */
 341         vsize = sizeof(supports_sse);
 342         supports_sse = 0;
 343         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
 344         init_fpu(supports_sse);
 345         if (supports_sse)
 346                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
 347
 348         /*
 349          * We boot from the first installed disk.
 350          */
 351         if (bootOnDisk == 1) {
 352                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 353                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 354         } else {
 355                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 356                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 357         }
 358         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 359         init_exceptions();
 360         mi_startup();
 361         /* NOT REACHED */
 362         exit(EX_SOFTWARE);
 363 }
 364
 365 /*
 366  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 367  */
 368 static
 369 void
 370 init_sys_memory(char *imageFile)
 371 {
 372         struct stat st;
 373         int i;
 374         int fd;
 375
 376         /*
 377          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 378          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 379          */
 380
 381         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 382                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 383         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 384             Maxmem_bytes == 0) {
 385                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 386                        "system memory size is specified with -m",
 387                        imageFile);
 388                 /* NOT REACHED */
 389         }
 390
 391         /*
 392          * Maxmem must be known at this time
 393          */
 394         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 395                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 396                        "multiples of %dMB only",
 397                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 398                 /* NOT REACHED */
 399         }
 400
 401         /*
 402          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 403          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 404          * to use the same image file.
 405          */
 406         if (imageFile == NULL) {
 407                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 408                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 409                         fd = open(imageFile,
 410                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 411                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 412                                 free(imageFile);
 413                                 continue;
 414                         }
 415                         break;
 416                 }
 417         } else {
 418                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 419         }
 420         fprintf(stderr, "Using memory file: %s\n", imageFile);
 421         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 422                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 423                 /* NOT REACHED */
 424         }
 425
 426         /*
 427          * Truncate or extend the file as necessary.  Clean out the contents
 428          * of the file, we want it to be full of holes so we don't waste
 429          * time reading in data from an old file that we no longer care
 430          * about.
 431          */
 432         ftruncate(fd, 0);
 433         ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 434
 435         MemImageFd = fd;
 436         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 437         physmem = Maxmem;
 438 }
 439
 440 /*
 441  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 442  * MAP_VPAGETABLE
 443  */
 444
 445 static
 446 void
 447 init_kern_memory(void)
 448 {
 449         void *base;
 450         void *try;
 451         char dummy;
 452         char *topofstack = &dummy;
 453         int i;
 454         void *firstfree;
 455
 456         /*
 457          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 458          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 459          * moment.
 460          *
 461          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 462          * offset KernelPTD.
 463          *
 464          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 465          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 466          * Try a number of different locations.
 467          */
 468         try = (void *)(512UL << 30);
 469         base = NULL;
 470         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 471                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 472                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 473                             MemImageFd, (off_t)try);
 474                 if (base == try)
 475                         break;
 476                 if (base != MAP_FAILED)
 477                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 478                 try = (char *)try + (512UL << 30);
 479         }
 480         if (base != try) {
 481                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 482                 /* NOT REACHED */
 483         }
 484         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 485         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 486         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 487         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 488
 489         /* cannot use kprintf yet */
 490         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 491
 492         /* MAP_FILE? */
 493         dmap_min_address = mmap(0, DMAP_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 494                                 MAP_NOCORE|MAP_NOSYNC|MAP_SHARED,
 495                                 MemImageFd, 0);
 496         if (dmap_min_address == MAP_FAILED) {
 497                 err(1, "Unable to mmap() kernel DMAP region!");
 498                 /* NOT REACHED */
 499         }
 500
 501         firstfree = 0;
 502         pmap_bootstrap((vm_paddr_t *)&firstfree, (int64_t)base);
 503
 504         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 505                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
 506
 507         /*
 508          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 509          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 510          */
 511         phys_avail[0] = (vm_paddr_t)firstfree;
 512         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 513         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
 514
 515 #if JGV
 516         /*
 517          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 518          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 519          */
 520         virtual_start = KvaStart + (long)firstfree;
 521         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 522         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 523 #endif
 524
 525         /*
 526          * pmap_growkernel() will set the correct value.
 527          */
 528         kernel_vm_end = 0;
 529
 530         /*
 531          * Allocate space for process 0's UAREA.
 532          */
 533         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 534         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 535                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 536                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 537                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 538         }
 539
 540         /*
 541          * crashdumpmap
 542          */
 543         crashdumpmap = virtual_start;
 544         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 545
 546         /*
 547          * msgbufp maps the system message buffer
 548          */
 549         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 550         msgbufp = (void *)virtual_start;
 551         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 552                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 553                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 554                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 555         }
 556         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 557
 558         /*
 559          * used by kern_memio for /dev/mem access
 560          */
 561         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 562         virtual_start += PAGE_SIZE;
 563
 564         /*
 565          * Bootstrap the kernel_pmap
 566          */
 567 #if JGV
 568         pmap_bootstrap();
 569 #endif
 570 }
 571
 572 /*
 573  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 574  * virtual_start and phys_avail[0]
 575  */
 576 static
 577 void
 578 init_globaldata(void)
 579 {
 580         int i;
 581         vm_paddr_t pa;
 582         vm_offset_t va;
 583
 584         /*
 585          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 586          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 587          * whole page table mappings.
 588          */
 589         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 590         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 591         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 592
 593         /*
 594          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 595          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 596          * into KVA.  For cpu #0 only.
 597          */
 598         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 599                 pa = phys_avail[0];
 600                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 601                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 602                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 603         }
 604         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 605                 pa = phys_avail[0];
 606                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 607                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 608                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 609         }
 610
 611         /*
 612          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 613          * point.  Note that %fs is used by pthreads.
 614          */
 615         tls_set_gs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 620  */
 621 static
 622 void
 623 init_vkernel(void)
 624 {
 625         struct mdglobaldata *gd;
 626
 627         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 628         bzero(gd, sizeof(*gd));
 629
 630         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 631         thread0.td_gd = &gd->mi;
 632         ncpus = 1;
 633         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 634         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 635         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 636         init_param1();
 637         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 638         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 639         cpu_gdinit(gd, 0);
 640         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 641         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 642
 643         /*init_locks();*/
 644         cninit();
 645         rand_initialize();
 646 #if 0   /* #ifdef DDB */
 647         kdb_init();
 648         if (boothowto & RB_KDB)
 649                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 650 #endif
 651         identcpu();
 652 #if 0
 653         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 654 #endif
 655         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
 656
 657 #if 0
 658         /*
 659          * Map the message buffer
 660          */
 661         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 662                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 663         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 664 #endif
 665 #if 0
 666         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 667         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 668 #endif
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 673  * If specified they each should point to a disk image,
 674  * the first of which will become the root disk.
 675  *
 676  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 677  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 678  * O_DIRECT to remove the duplication.
 679  */
 680 static
 681 void
 682 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 683 {
 684         int i;
 685
 686         if (diskFileNum == 0)
 687                 return;
 688
 689         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
 690                 char *fname;
 691                 fname = diskExp[i];
 692
 693                 if (fname == NULL) {
 694                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 695                         continue;
 696                 }
 697
 698                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
 699                         struct stat st;
 700                         struct vkdisk_info* info = NULL;
 701                         int fd;
 702                         size_t l = 0;
 703
 704                         if (type == VKD_DISK)
 705                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT, 0644);
 706                         else
 707                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 708                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 709                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 710                                 /* NOT REACHED */
 711                         }
 712                         if (S_ISREG(st.st_mode)) {
 713                                 if (flock(fd, LOCK_EX|LOCK_NB) < 0) {
 714                                         errx(1, "Disk image %s is already "
 715                                                 "in use\n", fname);
 716                                         /* NOT REACHED */
 717                                 }
 718                         }
 719
 720                         info = &DiskInfo[DiskNum];
 721                         l = strlen(fname);
 722
 723                         info->unit = i;
 724                         info->fd = fd;
 725                         info->type = type;
 726                         memcpy(info->fname, fname, l);
 727
 728                         if (DiskNum == 0) {
 729                                 if (type == VKD_CD) {
 730                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
 731                                 } else if (type == VKD_DISK) {
 732                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
 733                                     rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
 734                                 }
 735                         }
 736
 737                         DiskNum++;
 738                 } else {
 739                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 740                         continue;
 741                 }
 742         }
 743 }
 744
 745 static
 746 int
 747 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 748 {
 749         struct ifreq ifr;
 750         int flags;
 751
 752         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 753
 754         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 755         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 756                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 757                 return -1;
 758         }
 759
 760         /*
 761          * Adjust if_flags
 762          *
 763          * If the flags are already set/cleared, then we return
 764          * immediately to avoid extra syscalls
 765          */
 766         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 767         if (f < 0) {
 768                 /* Turn off flags */
 769                 f = -f;
 770                 if ((flags & f) == 0)
 771                         return 0;
 772                 flags &= ~f;
 773         } else {
 774                 /* Turn on flags */
 775                 if (flags & f)
 776                         return 0;
 777                 flags |= f;
 778         }
 779
 780         /*
 781          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 782          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 783          */
 784         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 785
 786         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 787         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 788         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 789                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 790                 return -1;
 791         }
 792         return 0;
 793 }
 794
 795 static
 796 int
 797 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 798 {
 799         struct ifaliasreq ifra;
 800         struct sockaddr_in *in;
 801
 802         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 803         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 804
 805         /* Setup address */
 806         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 807         in->sin_family = AF_INET;
 808         in->sin_len = sizeof(*in);
 809         in->sin_addr.s_addr = addr;
 810
 811         if (mask != 0) {
 812                 /* Setup netmask */
 813                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 814                 in->sin_len = sizeof(*in);
 815                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 816         }
 817
 818         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 819                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 820                 return -1;
 821         }
 822         return 0;
 823 }
 824
 825 static
 826 int
 827 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 828 {
 829         struct ifbreq ifbr;
 830         struct ifdrv ifd;
 831
 832         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 833         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 834                  "tap%d", tap_unit);
 835
 836         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 837         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 838         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 839         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 840         ifd.ifd_data = &ifbr;
 841
 842         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 843                 /*
 844                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 845                  * a member of the bridge(4)
 846                  */
 847                 if (errno != EEXIST) {
 848                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 849                         return -1;
 850                 }
 851         }
 852         return 0;
 853 }
 854
 855 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 856
 857 /*
 858  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 859  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 860  * tap(4) interface.
 861  *
 862  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 863  */
 864 static
 865 int
 866 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 867 {
 868         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 869         int tap_fd, failed;
 870         struct stat st;
 871         char *dname;
 872
 873         *tap_unit = -1;
 874
 875         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 876                 /*
 877                  * Find first unused tap(4) device file
 878                  */
 879                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
 880                 if (tap_fd < 0) {
 881                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
 882                         return -1;
 883                 }
 884         } else {
 885                 /*
 886                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
 887                  */
 888                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
 889                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
 890                 else
 891                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
 892
 893                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 894
 895                 /*
 896                  * If we cannot open normally try to connect to it.
 897                  */
 898                 if (tap_fd < 0)
 899                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
 900
 901                 if (tap_fd < 0) {
 902                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 903                         return -1;
 904                 }
 905         }
 906
 907         /*
 908          * Check whether the device file is a tap(4)
 909          */
 910         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
 911                 failed = 1;
 912         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
 913                 dname = fdevname(tap_fd);
 914                 if (dname)
 915                         dname = strstr(dname, "tap");
 916                 if (dname) {
 917                         /*
 918                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
 919                          */
 920                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
 921                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
 922                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 923                                 failed = 0;
 924                         else
 925                                 failed = 1;
 926                 } else {
 927                         failed = 1;
 928                 }
 929         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
 930                 /*
 931                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
 932                  * do not have to do anything.
 933                  */
 934                 failed = 0;
 935         } else {
 936                 failed = 1;
 937         }
 938
 939         if (failed) {
 940                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
 941                 close(tap_fd);
 942                 tap_fd = -1;
 943                 *tap_unit = -1;
 944         }
 945         return tap_fd;
 946 }
 947
 948 static int
 949 unix_connect(const char *path)
 950 {
 951         struct sockaddr_un sunx;
 952         int len;
 953         int net_fd;
 954         int sndbuf = 262144;
 955         struct stat st;
 956
 957         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
 958         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
 959         ++len;  /* include nul */
 960         sunx.sun_family = AF_UNIX;
 961         sunx.sun_len = len;
 962
 963         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
 964         if (net_fd < 0)
 965                 return(-1);
 966         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
 967                 close(net_fd);
 968                 return(-1);
 969         }
 970         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
 971         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
 972                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
 973         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
 974         return(net_fd);
 975 }
 976
 977 #undef TAPDEV_MAJOR
 978 #undef TAPDEV_MINOR
 979 #undef TAPDEV_OFLAGS
 980
 981 /*
 982  * Following syntax is supported,
 983  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
 984  *
 985  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
 986  *                        tap(4)'s netmask len is z
 987  *
 988  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
 989  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 990  *
 991  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
 992  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 993  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
 994  *
 995  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
 996  *
 997  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
 998  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 999  *
1000  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
1001  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1002  *                        pseudo netif's netmask len is z
1003  */
1004 static
1005 int
1006 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1007 {
1008         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1009         int next_netif_addr;
1010         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1011
1012         *addr = 0;
1013         *mask = 0;
1014
1015         tok = strtok(NULL, ":/");
1016         if (tok == NULL) {
1017                 /*
1018                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1019                  */
1020                 return 0;
1021         }
1022
1023         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1024                 /*
1025                  * tap(4)'s address is supplied
1026                  */
1027                 ifbridge = NULL;
1028
1029                 /*
1030                  * If there is next token, then it may be pseudo
1031                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1032                  */
1033                 next_netif_addr = 0;
1034         } else {
1035                 /*
1036                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1037                  * iface name
1038                  */
1039                 tap_addr = 0;
1040                 ifbridge = tok;
1041
1042                 /*
1043                  * If there is next token, then it must be pseudo
1044                  * netif's address
1045                  */
1046                 next_netif_addr = 1;
1047         }
1048
1049         netmask = netif_addr = 0;
1050
1051         tok = strtok(NULL, ":/");
1052         if (tok == NULL)
1053                 goto back;
1054
1055         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1056                 if (next_netif_addr) {
1057                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1058                         return -1;
1059                 }
1060                 netif_addr = 0;
1061
1062                 /*
1063                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1064                  */
1065                 masklen_str = tok;
1066         } else {
1067                 /*
1068                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1069                  * it must be netmask len
1070                  */
1071                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1072         }
1073
1074         /* Calculate netmask */
1075         if (masklen_str != NULL) {
1076                 u_long masklen;
1077
1078                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1079                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1080                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1081                                         & 0xffffffff);
1082                 } else {
1083                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1084                         return -1;
1085                 }
1086         }
1087
1088         /* Make sure there is no more token left */
1089         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1090                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1091                 return -1;
1092         }
1093
1094 back:
1095         if (tap_unit < 0) {
1096                 /* Do nothing */
1097         } else if (ifbridge == NULL) {
1098                 /* Set tap(4) address/netmask */
1099                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1100                         return -1;
1101         } else {
1102                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1103                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1104                         return -1;
1105         }
1106
1107         *addr = netif_addr;
1108         *mask = netmask;
1109         return 0;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1114  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1115  * in NetifInfo[].
1116  */
1117 static
1118 void
1119 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1120 {
1121         int i, s;
1122
1123         if (netifExpNum == 0)
1124                 return;
1125
1126         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1127         if (s < 0)
1128                 return;
1129
1130         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1131                 struct vknetif_info *info;
1132                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1133                 int tap_fd, tap_unit;
1134                 char *netif;
1135
1136                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1137                 if (netif == NULL) {
1138                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1139                         continue;
1140                 }
1141
1142                 /*
1143                  * Open tap(4) device file and bring up the
1144                  * corresponding interface
1145                  */
1146                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1147                 if (tap_fd < 0)
1148                         continue;
1149
1150                 /*
1151                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1152                  * for pseudo netif
1153                  *
1154                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1155                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1156                  */
1157                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1158                         /*
1159                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1160                          *     down the corresponding interface
1161                          */
1162                         close(tap_fd);
1163                         continue;
1164                 }
1165
1166                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1167                 info->tap_fd = tap_fd;
1168                 info->tap_unit = tap_unit;
1169                 info->netif_addr = netif_addr;
1170                 info->netif_mask = netif_mask;
1171
1172                 NetifNum++;
1173                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1174                         break;
1175         }
1176         close(s);
1177 }
1178
1179 static
1180 void
1181 writepid( void )
1182 {
1183         pid_t self;
1184         FILE *fp;
1185
1186         if (pid_file != NULL) {
1187                 self = getpid();
1188                 fp = fopen(pid_file, "w");
1189
1190                 if (fp != NULL) {
1191                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1192                         fclose(fp);
1193                 }
1194                 else {
1195                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1196                 }
1197         }
1198 }
1199
1200 static
1201 void
1202 cleanpid( void )
1203 {
1204         if (pid_file != NULL) {
1205                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1206                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1207         }
1208 }
1209
1210 static
1211 void
1212 usage_err(const char *ctl, ...)
1213 {
1214         va_list va;
1215
1216         va_start(va, ctl);
1217         vfprintf(stderr, ctl, va);
1218         va_end(va);
1219         fprintf(stderr, "\n");
1220         exit(EX_USAGE);
1221 }
1222
1223 static
1224 void
1225 usage_help(_Bool help)
1226 {
1227         fprintf(stderr, "Usage: %s [-hsUv] [-c file] [-e name=value:name=value:...]\n"
1228             "\t[-i file] [-I interface[:address1[:address2][/netmask]]] [-l cpulock]\n"
1229             "\t[-m size] [-n numcpus] [-p file] [-r file]\n", save_av[0]);
1230
1231         if (help)
1232                 fprintf(stderr, "\nArguments:\n"
1233                     "\t-c\tSpecify a readonly CD-ROM image file to be used by the kernel.\n"
1234                     "\t-e\tSpecify an environment to be used by the kernel.\n"
1235                     "\t-h\tThis list of options.\n"
1236                     "\t-i\tSpecify a memory image file to be used by the virtual kernel.\n"
1237                     "\t-I\tCreate a virtual network device.\n"
1238                     "\t-l\tSpecify which, if any, real CPUs to lock virtual CPUs to.\n"
1239                     "\t-m\tSpecify the amount of memory to be used by the kernel in bytes.\n"
1240                     "\t-n\tSpecify the number of CPUs you wish to emulate.\n"
1241                     "\t-p\tSpecify a file in which to store the process ID.\n"
1242                     "\t-r\tSpecify a R/W disk image file to be used by the kernel.\n"
1243                     "\t-s\tBoot into single-user mode.\n"
1244                     "\t-U\tEnable writing to kernel memory and module loading.\n"
1245                     "\t-v\tTurn on verbose booting.\n");
1246
1247         exit(EX_USAGE);
1248 }
1249
1250 void
1251 cpu_reset(void)
1252 {
1253         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1254         closefrom(3);
1255         cleanpid();
1256         execv(save_av[0], save_av);
1257 }
1258
1259 void
1260 cpu_halt(void)
1261 {
1262         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1263         cleanpid();
1264         exit(EX_OK);
1265 }
1266
1267 void
1268 setrealcpu(void)
1269 {
1270         switch(lwp_cpu_lock) {
1271         case LCL_PER_CPU:
1272                 if (bootverbose)
1273                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1274                                 mycpuid, next_cpu);
1275                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1276                 next_cpu++;
1277                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1278                         next_cpu = 0;
1279                 break;
1280         case LCL_SINGLE_CPU:
1281                 if (bootverbose)
1282                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1283                                 mycpuid, next_cpu);
1284                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1285                 break;
1286         default:
1287                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1288                 break;
1289         }
1290 }