3f37effb87463345dd0a791020adeafb009b5d98
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel / 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 <unistd.h>
74 #include <fcntl.h>
75 #include <string.h>
76 #include <err.h>
77 #include <errno.h>
78 #include <assert.h>
79
80 vm_paddr_t phys_avail[16];
81 vm_paddr_t Maxmem;
82 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
83 int physmem;
84 int MemImageFd = -1;
85 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
86 int DiskNum;
87 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
88 int NetifNum;
89 char *pid_file;
90 vm_offset_t KvaStart;
91 vm_offset_t KvaEnd;
92 vm_offset_t KvaSize;
93 vm_offset_t virtual_start;
94 vm_offset_t virtual_end;
95 vm_offset_t virtual2_start;
96 vm_offset_t virtual2_end;
97 vm_offset_t kernel_vm_end;
98 vm_offset_t crashdumpmap;
99 vm_offset_t clean_sva;
100 vm_offset_t clean_eva;
101 struct msgbuf *msgbufp;
102 caddr_t ptvmmap;
103 vpte_t  *KernelPTD;
104 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
105 u_int cpu_feature;      /* XXX */
106 int tsc_present;
107 int64_t tsc_frequency;
108 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
109 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
110 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
111 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
112
113 int via_feature_xcrypt = 0;     /* XXX */
114 int via_feature_rng = 0;        /* XXX */
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(const char *ctl, ...);
131
132 static int save_ac;
133 static char **save_av;
134
135 /*
136  * Kernel startup for virtual kernels - standard main() 
137  */
138 int
139 main(int ac, char **av)
140 {
141         char *memImageFile = NULL;
142         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
143         char *diskFile[VKDISK_MAX];
144         char *cdFile[VKDISK_MAX];
145         char *suffix;
146         char *endp;
147         int netifFileNum = 0;
148         int diskFileNum = 0;
149         int cdFileNum = 0;
150         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
151         int c;
152         int i;
153         int j;
154         int n;
155         int isq;
156         int real_vkernel_enable;
157         int supports_sse;
158         size_t vsize;
159         
160         save_ac = ac;
161         save_av = av;
162
163         /*
164          * Process options
165          */
166         kernel_mem_readonly = 1;
167 #ifdef SMP
168         optcpus = 2;
169 #endif
170         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
171
172         real_vkernel_enable = 0;
173         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
174         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
175         
176         if (real_vkernel_enable == 0) {
177                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
178                         "to 1 to execute a vkernel!");
179         }
180
181         real_ncpus = 1;
182         vsize = sizeof(real_ncpus);
183         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
184
185         while ((c = getopt(ac, av, "c:svl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
186                 switch(c) {
187                 case 'e':
188                         /*
189                          * name=value:name=value:name=value...
190                          * name="value"...
191                          *
192                          * Allow values to be quoted but note that shells
193                          * may remove the quotes, so using this feature
194                          * to embed colons may require a backslash.
195                          */
196                         n = strlen(optarg);
197                         isq = 0;
198                         kern_envp = malloc(n + 2);
199                         for (i = j = 0; i < n; ++i) {
200                                 if (optarg[i] == '"')
201                                         isq ^= 1;
202                                 else if (optarg[i] == '\'')
203                                         isq ^= 2;
204                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
205                                         kern_envp[j++] = 0;
206                                 else
207                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
208                         }
209                         kern_envp[j++] = 0;
210                         kern_envp[j++] = 0;
211                         break;
212                 case 's':
213                         boothowto |= RB_SINGLE;
214                         break;
215                 case 'v':
216                         bootverbose = 1;
217                         break;
218                 case 'i':
219                         memImageFile = optarg;
220                         break;
221                 case 'I':
222                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
223                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
224                         break;
225                 case 'r':
226                         if (bootOnDisk < 0)
227                                 bootOnDisk = 1;
228                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
229                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
230                         break;
231                 case 'c':
232                         if (bootOnDisk < 0)
233                                 bootOnDisk = 0;
234                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
235                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
236                         break;
237                 case 'm':
238                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
239                         if (suffix) {
240                                 switch(*suffix) {
241                                 case 'g':
242                                 case 'G':
243                                         Maxmem_bytes <<= 30;
244                                         break;
245                                 case 'm':
246                                 case 'M':
247                                         Maxmem_bytes <<= 20;
248                                         break;
249                                 case 'k':
250                                 case 'K':
251                                         Maxmem_bytes <<= 10;
252                                         break;
253                                 default:
254                                         Maxmem_bytes = 0;
255                                         usage("Bad maxmem option");
256                                         /* NOT REACHED */
257                                         break;
258                                 }
259                         }
260                         break;
261                 case 'l':
262                         next_cpu = -1;
263                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
264                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
265                                 if (optarg[3] == ',') {
266                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
267                                         if (*endp != '\0')
268                                                 usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
269                                 } else {
270                                         next_cpu = 0;
271                                 }
272                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
273                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
274                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
275                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
276                         } else {
277                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
278                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
279                                 if (*endp != '\0')
280                                         usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
281                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
282                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
283                         }
284                         break;
285                 case 'n':
286                         /*
287                          * This value is set up by mp_start(), don't just
288                          * set ncpus here.
289                          */
290 #ifdef SMP
291                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
292                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
293                                 usage("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
294 #else
295                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
296                                 usage("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
297                         }
298 #endif
299                         
300                         break;
301                 case 'p':
302                         pid_file = optarg;      
303                         break;
304                 case 'U':
305                         kernel_mem_readonly = 0;
306                         break;
307                 }
308         }
309
310         writepid();
311         cpu_disable_intr();
312         init_sys_memory(memImageFile);
313         init_kern_memory();
314         init_globaldata();
315         init_vkernel();
316         setrealcpu();
317         init_kqueue();
318
319         /*
320          * Check TSC
321          */
322         vsize = sizeof(tsc_present);
323         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
324         vsize = sizeof(tsc_frequency);
325         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
326         if (tsc_present)
327                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
328
329         /*
330          * Check SSE
331          */
332         vsize = sizeof(supports_sse);
333         supports_sse = 0;
334         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
335         init_fpu(supports_sse);
336         if (supports_sse)
337                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
338
339         /*
340          * We boot from the first installed disk.
341          */
342         if (bootOnDisk == 1) {
343                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
344                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
345         } else {
346                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
347                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
348         }
349         init_netif(netifFile, netifFileNum);
350         init_exceptions();
351         mi_startup();
352         /* NOT REACHED */
353         exit(1);
354 }
355
356 /*
357  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
358  */
359 static
360 void
361 init_sys_memory(char *imageFile)
362 {
363         struct stat st;
364         int i;
365         int fd;
366
367         /*
368          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
369          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
370          */
371
372         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
373                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
374         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) && 
375             Maxmem_bytes == 0) {
376                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
377                        "system memory size is specified with -m",
378                        imageFile);
379                 /* NOT REACHED */
380         }
381
382         /*
383          * Maxmem must be known at this time
384          */
385         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
386                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
387                        "multiples of %dMB only",
388                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
389                 /* NOT REACHED */
390         }
391
392         /*
393          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
394          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
395          * to use the same image file.
396          */
397         if (imageFile == NULL) {
398                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
399                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
400                         fd = open(imageFile, 
401                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
402                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
403                                 free(imageFile);
404                                 continue;
405                         }
406                         break;
407                 }
408         } else {
409                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
410         }
411         printf("Using memory file: %s\n", imageFile);
412         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
413                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
414                 /* NOT REACHED */
415         }
416
417         /*
418          * Truncate or extend the file as necessary.  Clean out the contents
419          * of the file, we want it to be full of holes so we don't waste
420          * time reading in data from an old file that we no longer care
421          * about.
422          */
423         ftruncate(fd, 0);
424         ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
425
426         MemImageFd = fd;
427         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
428         physmem = Maxmem;
429 }
430
431 /*
432  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
433  * MAP_VPAGETABLE
434  */
435
436 static
437 void
438 init_kern_memory(void)
439 {
440         void *base;
441         void *try;
442         char *zero;
443         char dummy;
444         char *topofstack = &dummy;
445         vpte_t pte;
446         int i;
447
448         /*
449          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
450          * kernel image itself is not made part of this memory for the
451          * moment.
452          *
453          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
454          * offset KernelPTD.
455          *
456          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
457          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
458          * Try a number of different locations.
459          */
460         try = (void *)0x40000000;
461         base = NULL;
462         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
463                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
464                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
465                             MemImageFd, 0);
466                 if (base == try)
467                         break;
468                 if (base != MAP_FAILED)
469                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
470                 try = (char *)try + 0x10000000;
471         }
472         if (base != try) {
473                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
474                 /* NOT REACHED */
475         }
476         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
477         KvaStart = (vm_offset_t)base;
478         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
479         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
480
481         /* cannot use kprintf yet */
482         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
483
484         /*
485          * Create a top-level page table self-mapping itself. 
486          *
487          * Initialize the page directory at physical page index 0 to point
488          * to an array of page table pages starting at physical page index 1
489          */
490         lseek(MemImageFd, 0L, 0);
491         for (i = 0; i < KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE; ++i) {
492                 pte = ((i + 1) * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
493                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
494         }
495
496         /*
497          * Initialize the PTEs in the page table pages required to map the
498          * page table itself.  This includes mapping the page directory page
499          * at the base so we go one more loop then normal.
500          */
501         lseek(MemImageFd, PAGE_SIZE, 0);
502         for (i = 0; i <= KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE * sizeof(vpte_t); ++i) {
503                 pte = (i * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
504                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
505         }
506
507         /*
508          * Initialize remaining PTEs to 0.  We may be reusing a memory image
509          * file.  This is approximately a megabyte.
510          */
511         i = (KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE - i) * sizeof(pte);
512         zero = malloc(PAGE_SIZE);
513         bzero(zero, PAGE_SIZE);
514         while (i) {
515                 write(MemImageFd, zero, (i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
516                 i = i - ((i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
517         }
518         free(zero);
519
520         /*
521          * Enable the page table and calculate pointers to our self-map
522          * for easy kernel page table manipulation.
523          *
524          * KernelPTA must be offset so we can do direct VA translations
525          */
526         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
527                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
528         KernelPTD = (vpte_t *)base;                       /* pg directory */
529         KernelPTA = (vpte_t *)((char *)base + PAGE_SIZE); /* pg table pages */
530         KernelPTA -= KvaStart >> PAGE_SHIFT;
531
532         /*
533          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
534          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
535          */
536         phys_avail[0] = PAGE_SIZE +
537                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
538         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
539         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
540
541         /*
542          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
543          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
544          */
545         virtual_start = KvaStart + PAGE_SIZE +
546                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
547         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
548         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
549
550         /*
551          * kernel_vm_end could be set to virtual_end but we want some 
552          * indication of how much of the kernel_map we've used, so
553          * set it low and let pmap_growkernel increase it even though we
554          * don't need to create any new page table pages.
555          */
556         kernel_vm_end = virtual_start;
557
558         /*
559          * Allocate space for process 0's UAREA.
560          */
561         proc0paddr = (void *)virtual_start;
562         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
563                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
564                 virtual_start += PAGE_SIZE;
565                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
566         }
567
568         /*
569          * crashdumpmap
570          */
571         crashdumpmap = virtual_start;
572         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
573
574         /*
575          * msgbufp maps the system message buffer
576          */
577         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
578         msgbufp = (void *)virtual_start;
579         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
580                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
581                 virtual_start += PAGE_SIZE;
582                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
583         }
584         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
585
586         /*
587          * used by kern_memio for /dev/mem access
588          */
589         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
590         virtual_start += PAGE_SIZE;
591
592         /*
593          * Bootstrap the kernel_pmap
594          */
595         pmap_bootstrap();
596 }
597
598 /*
599  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
600  * virtual_start and phys_avail[0]
601  */
602 static
603 void
604 init_globaldata(void)
605 {
606         int i;
607         vm_paddr_t pa;
608         vm_offset_t va;
609
610         /*
611          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
612          * amount of KVA since the privatespace structure includes two 
613          * whole page table mappings.
614          */
615         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
616         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
617         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
618
619         /*
620          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
621          * portion of the space and the idle stack and map the pages
622          * into KVA.  For cpu #0 only.
623          */
624         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
625                 pa = phys_avail[0];
626                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
627                 pmap_kenter_quick(va, pa);
628                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
629         }
630         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
631                 pa = phys_avail[0];
632                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
633                 pmap_kenter_quick(va, pa);
634                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
635         }
636
637         /*
638          * Setup the %fs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
639          * point.  Note that %gs is used by pthreads.
640          */
641         tls_set_fs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
642 }
643
644 /*
645  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
646  */
647 static
648 void
649 init_vkernel(void)
650 {
651         struct mdglobaldata *gd;
652
653         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
654         bzero(gd, sizeof(*gd));
655
656         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
657         thread0.td_gd = &gd->mi;
658         ncpus = 1;
659         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
660         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
661         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
662         init_param1();
663         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
664         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
665         cpu_gdinit(gd, 0);
666         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
667         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
668
669         /*init_locks();*/
670         cninit();
671         rand_initialize();
672 #if 0   /* #ifdef DDB */
673         kdb_init();
674         if (boothowto & RB_KDB)
675                 Debugger("Boot flags requested debugger");
676 #endif
677         identcpu();
678 #if 0
679         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
680 #endif
681         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
682
683 #if 0
684         /*
685          * Map the message buffer
686          */
687         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
688                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
689         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
690 #endif
691 #if 0
692         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
693         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
694 #endif
695 }
696
697 /*
698  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.  
699  * If specified they each should point to a disk image, 
700  * the first of which will become the root disk.
701  *
702  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
703  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
704  * O_DIRECT to remove the duplication.
705  */
706 static
707 void
708 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
709 {
710         int i;  
711
712         if (diskFileNum == 0)
713                 return;
714
715         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
716                 char *fname;
717                 fname = diskExp[i];
718
719                 if (fname == NULL) {
720                         warnx("Invalid argument to '-r'");
721                         continue;
722                 }
723
724                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
725                         struct stat st; 
726                         struct vkdisk_info* info = NULL;
727                         int fd;
728                         size_t l = 0;
729
730                         if (type == VKD_DISK)
731                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT, 0644);
732                         else
733                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
734                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
735                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
736                                 /* NOT REACHED */
737                         }
738                         if (S_ISREG(st.st_mode)) {
739                                 if (flock(fd, LOCK_EX|LOCK_NB) < 0) {
740                                         errx(1, "Disk image %s is already "
741                                                 "in use\n", fname);
742                                         /* NOT REACHED */
743                                 }
744                         }
745
746                         info = &DiskInfo[DiskNum];
747                         l = strlen(fname);
748
749                         info->unit = i;
750                         info->fd = fd;
751                         info->type = type;
752                         memcpy(info->fname, fname, l);
753
754                         if (DiskNum == 0) {
755                                 if (type == VKD_CD) {
756                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
757                                 } else if (type == VKD_DISK) {
758                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
759                                     rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
760                                 }
761                         }
762
763                         DiskNum++;
764                 } else {
765                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
766                         continue;
767                 }
768         }
769 }
770
771 static
772 int
773 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
774 {
775         struct ifreq ifr;
776         int flags;
777
778         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
779
780         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
781         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
782                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
783                 return -1;
784         }
785
786         /*
787          * Adjust if_flags
788          *
789          * If the flags are already set/cleared, then we return
790          * immediately to avoid extra syscalls
791          */
792         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
793         if (f < 0) {
794                 /* Turn off flags */
795                 f = -f;
796                 if ((flags & f) == 0)
797                         return 0;
798                 flags &= ~f;
799         } else {
800                 /* Turn on flags */
801                 if (flags & f)
802                         return 0;
803                 flags |= f;
804         }
805
806         /*
807          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
808          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
809          */
810         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
811
812         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
813         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
814         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
815                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
816                 return -1;
817         }
818         return 0;
819 }
820
821 static
822 int
823 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
824 {
825         struct ifaliasreq ifra;
826         struct sockaddr_in *in;
827
828         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
829         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
830
831         /* Setup address */
832         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
833         in->sin_family = AF_INET;
834         in->sin_len = sizeof(*in);
835         in->sin_addr.s_addr = addr;
836
837         if (mask != 0) {
838                 /* Setup netmask */
839                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
840                 in->sin_len = sizeof(*in);
841                 in->sin_addr.s_addr = mask;
842         }
843
844         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
845                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
846                 return -1;
847         }
848         return 0;
849 }
850
851 static
852 int
853 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
854 {
855         struct ifbreq ifbr;
856         struct ifdrv ifd;
857
858         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
859         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
860                  "tap%d", tap_unit);
861
862         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
863         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
864         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
865         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
866         ifd.ifd_data = &ifbr;
867
868         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
869                 /*
870                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
871                  * a member of the bridge(4)
872                  */
873                 if (errno != EEXIST) {
874                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
875                         return -1;
876                 }
877         }
878         return 0;
879 }
880
881 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
882
883 /*
884  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
885  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
886  * tap(4) interface.
887  *
888  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
889  */
890 static
891 int
892 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
893 {
894         char tap_dev[MAXPATHLEN];
895         int tap_fd, failed;
896         struct stat st;
897         char *dname;
898
899         *tap_unit = -1;
900
901         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
902                 /*
903                  * Find first unused tap(4) device file
904                  */
905                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
906                 if (tap_fd < 0) {
907                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
908                         return -1;
909                 }
910         } else {
911                 /*
912                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
913                  */
914                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
915                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
916                 else
917                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
918
919                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
920
921                 /*
922                  * If we cannot open normally try to connect to it.
923                  */
924                 if (tap_fd < 0)
925                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
926
927                 if (tap_fd < 0) {
928                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
929                         return -1;
930                 }
931         }
932
933         /*
934          * Check whether the device file is a tap(4)
935          */
936         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
937                 failed = 1;
938         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
939                 dname = fdevname(tap_fd);
940                 if (dname)
941                         dname = strstr(dname, "tap");
942                 if (dname) {
943                         /*
944                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
945                          */
946                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
947                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
948                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
949                                 failed = 0;
950                         else
951                                 failed = 1;
952                 } else {
953                         failed = 1;
954                 }
955         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
956                 /*
957                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
958                  * do not have to do anything.
959                  */
960                 failed = 0;
961         } else {
962                 failed = 1;
963         }
964
965         if (failed) {
966                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
967                 close(tap_fd);
968                 tap_fd = -1;
969                 *tap_unit = -1;
970         }
971         return tap_fd;
972 }
973
974 static int
975 unix_connect(const char *path)
976 {
977         struct sockaddr_un sunx;
978         int len;
979         int net_fd;
980         int sndbuf = 262144;
981         struct stat st;
982
983         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
984         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
985         ++len;  /* include nul */
986         sunx.sun_family = AF_UNIX;
987         sunx.sun_len = len;
988
989         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
990         if (net_fd < 0)
991                 return(-1);
992         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
993                 close(net_fd);
994                 return(-1);
995         }
996         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
997         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
998                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
999         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
1000         return(net_fd);
1001 }
1002
1003 #undef TAPDEV_MAJOR
1004 #undef TAPDEV_MINOR
1005 #undef TAPDEV_OFLAGS
1006
1007 /*
1008  * Following syntax is supported,
1009  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
1010  *
1011  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
1012  *                        tap(4)'s netmask len is z
1013  *
1014  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
1015  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1016  *
1017  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
1018  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1019  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
1020  *
1021  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
1022  *
1023  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
1024  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1025  *
1026  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
1027  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1028  *                        pseudo netif's netmask len is z
1029  */
1030 static
1031 int
1032 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1033 {
1034         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1035         int next_netif_addr;
1036         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1037
1038         *addr = 0;
1039         *mask = 0;
1040
1041         tok = strtok(NULL, ":/");
1042         if (tok == NULL) {
1043                 /*
1044                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1045                  */
1046                 return 0;
1047         }
1048
1049         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1050                 /*
1051                  * tap(4)'s address is supplied
1052                  */
1053                 ifbridge = NULL;
1054
1055                 /*
1056                  * If there is next token, then it may be pseudo
1057                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1058                  */
1059                 next_netif_addr = 0;
1060         } else {
1061                 /*
1062                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1063                  * iface name
1064                  */
1065                 tap_addr = 0;
1066                 ifbridge = tok;
1067
1068                 /*
1069                  * If there is next token, then it must be pseudo
1070                  * netif's address
1071                  */
1072                 next_netif_addr = 1;
1073         }
1074
1075         netmask = netif_addr = 0;
1076
1077         tok = strtok(NULL, ":/");
1078         if (tok == NULL)
1079                 goto back;
1080
1081         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1082                 if (next_netif_addr) {
1083                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1084                         return -1;
1085                 }
1086                 netif_addr = 0;
1087
1088                 /*
1089                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1090                  */
1091                 masklen_str = tok;
1092         } else {
1093                 /*
1094                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1095                  * it must be netmask len
1096                  */
1097                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1098         }
1099
1100         /* Calculate netmask */
1101         if (masklen_str != NULL) {
1102                 u_long masklen;
1103
1104                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1105                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1106                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1107                                         & 0xffffffff);
1108                 } else {
1109                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1110                         return -1;
1111                 }
1112         }
1113
1114         /* Make sure there is no more token left */
1115         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1116                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1117                 return -1;
1118         }
1119
1120 back:
1121         if (tap_unit < 0) {
1122                 /* Do nothing */
1123         } else if (ifbridge == NULL) {
1124                 /* Set tap(4) address/netmask */
1125                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1126                         return -1;
1127         } else {
1128                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1129                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1130                         return -1;
1131         }
1132
1133         *addr = netif_addr;
1134         *mask = netmask;
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 /*
1139  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1140  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1141  * in NetifInfo[].
1142  */
1143 static
1144 void
1145 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1146 {
1147         int i, s;
1148
1149         if (netifExpNum == 0)
1150                 return;
1151
1152         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1153         if (s < 0)
1154                 return;
1155
1156         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1157                 struct vknetif_info *info;
1158                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1159                 int tap_fd, tap_unit;
1160                 char *netif;
1161
1162                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1163                 if (netif == NULL) {
1164                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1165                         continue;
1166                 }
1167
1168                 /*
1169                  * Open tap(4) device file and bring up the
1170                  * corresponding interface
1171                  */
1172                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1173                 if (tap_fd < 0)
1174                         continue;
1175
1176                 /*
1177                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1178                  * for pseudo netif
1179                  *
1180                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1181                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1182                  */
1183                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1184                         /*
1185                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1186                          *     down the corresponding interface
1187                          */
1188                         close(tap_fd);
1189                         continue;
1190                 }
1191
1192                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1193                 info->tap_fd = tap_fd;
1194                 info->tap_unit = tap_unit;
1195                 info->netif_addr = netif_addr;
1196                 info->netif_mask = netif_mask;
1197
1198                 NetifNum++;
1199                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1200                         break;
1201         }
1202         close(s);
1203 }
1204
1205 static
1206 void
1207 writepid( void )
1208 {
1209         pid_t self;
1210         FILE *fp;
1211
1212         if (pid_file != NULL) {
1213                 self = getpid();
1214                 fp = fopen(pid_file, "w");
1215
1216                 if (fp != NULL) {
1217                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1218                         fclose(fp);
1219                 }
1220                 else {
1221                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1222                 }
1223         }
1224 }
1225
1226 static
1227 void
1228 cleanpid( void ) 
1229 {
1230         if (pid_file != NULL) {
1231                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1232                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1233         }
1234 }
1235
1236 static
1237 void
1238 usage(const char *ctl, ...)
1239 {
1240         va_list va;
1241
1242         va_start(va, ctl);
1243         vfprintf(stderr, ctl, va);
1244         va_end(va);
1245         fprintf(stderr, "\n");
1246         exit(1);
1247 }
1248
1249 void
1250 cpu_reset(void)
1251 {
1252         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1253         closefrom(3);
1254         cleanpid();
1255         execv(save_av[0], save_av);
1256 }
1257
1258 void
1259 cpu_halt(void)
1260 {
1261         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1262         cleanpid();
1263         exit(0);
1264 }
1265
1266 void
1267 setrealcpu(void)
1268 {
1269         switch(lwp_cpu_lock) {
1270         case LCL_PER_CPU:
1271                 if (bootverbose)
1272                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1273                                 mycpuid, next_cpu);
1274                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1275                 next_cpu++;
1276                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1277                         next_cpu = 0;
1278                 break;
1279         case LCL_SINGLE_CPU:
1280                 if (bootverbose)
1281                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1282                                 mycpuid, next_cpu);
1283                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1284                 break;
1285         default:
1286                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1287                 break;
1288         }
1289 }
1290