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 <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 MemImageFd = -1;
  84 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
  85 int DiskNum;
  86 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
  87 int NetifNum;
  88 char *pid_file;
  89 vm_offset_t KvaStart;
  90 vm_offset_t KvaEnd;
  91 vm_offset_t KvaSize;
  92 vm_offset_t virtual_start;
  93 vm_offset_t virtual_end;
  94 vm_offset_t virtual2_start;
  95 vm_offset_t virtual2_end;
  96 vm_offset_t kernel_vm_end;
  97 vm_offset_t crashdumpmap;
  98 vm_offset_t clean_sva;
  99 vm_offset_t clean_eva;
 100 struct msgbuf *msgbufp;
 101 caddr_t ptvmmap;
 102 vpte_t  *KernelPTD;
 103 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
 104 void *dmap_min_address;
 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 struct privatespace *CPU_prvspace;
 114
 115 static struct trapframe proc0_tf;
 116 static void *proc0paddr;
 117
 118 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 119 static void init_kern_memory(void);
 120 static void init_globaldata(void);
 121 static void init_vkernel(void);
 122 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 123 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 124 static void writepid( void );
 125 static void cleanpid( void );
 126 static int unix_connect(const char *path);
 127 static void usage(const char *ctl, ...);
 128
 129 static int save_ac;
 130 static char **save_av;
 131
 132 /*
 133  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 134  */
 135 int
 136 main(int ac, char **av)
 137 {
 138         char *memImageFile = NULL;
 139         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 140         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 141         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 142         char *suffix;
 143         char *endp;
 144         int netifFileNum = 0;
 145         int diskFileNum = 0;
 146         int cdFileNum = 0;
 147         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
 148         int c;
 149         int i;
 150         int j;
 151         int n;
 152         int isq;
 153         int real_vkernel_enable;
 154         int supports_sse;
 155         size_t vsize;
 156
 157         save_ac = ac;
 158         save_av = av;
 159
 160         /*
 161          * Process options
 162          */
 163         kernel_mem_readonly = 1;
 164 #ifdef SMP
 165         optcpus = 2;
 166 #endif
 167         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 168
 169         real_vkernel_enable = 0;
 170         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
 171         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
 172
 173         if (real_vkernel_enable == 0) {
 174                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
 175                         "to 1 to execute a vkernel!");
 176         }
 177
 178         real_ncpus = 1;
 179         vsize = sizeof(real_ncpus);
 180         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
 181
 182         while ((c = getopt(ac, av, "c:svl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 183                 switch(c) {
 184                 case 'e':
 185                         /*
 186                          * name=value:name=value:name=value...
 187                          * name="value"...
 188                          *
 189                          * Allow values to be quoted but note that shells
 190                          * may remove the quotes, so using this feature
 191                          * to embed colons may require a backslash.
 192                          */
 193                         n = strlen(optarg);
 194                         isq = 0;
 195                         kern_envp = malloc(n + 2);
 196                         for (i = j = 0; i < n; ++i) {
 197                                 if (optarg[i] == '"')
 198                                         isq ^= 1;
 199                                 else if (optarg[i] == '\'')
 200                                         isq ^= 2;
 201                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
 202                                         kern_envp[j++] = 0;
 203                                 else
 204                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
 205                         }
 206                         kern_envp[j++] = 0;
 207                         kern_envp[j++] = 0;
 208                         break;
 209                 case 's':
 210                         boothowto |= RB_SINGLE;
 211                         break;
 212                 case 'v':
 213                         bootverbose = 1;
 214                         break;
 215                 case 'i':
 216                         memImageFile = optarg;
 217                         break;
 218                 case 'I':
 219                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 220                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 221                         break;
 222                 case 'r':
 223                         if (bootOnDisk < 0)
 224                                 bootOnDisk = 1;
 225                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 226                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 227                         break;
 228                 case 'c':
 229                         if (bootOnDisk < 0)
 230                                 bootOnDisk = 0;
 231                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 232                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 233                         break;
 234                 case 'm':
 235                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 236                         if (suffix) {
 237                                 switch(*suffix) {
 238                                 case 'g':
 239                                 case 'G':
 240                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 241                                         break;
 242                                 case 'm':
 243                                 case 'M':
 244                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 245                                         break;
 246                                 case 'k':
 247                                 case 'K':
 248                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 249                                         break;
 250                                 default:
 251                                         Maxmem_bytes = 0;
 252                                         usage("Bad maxmem option");
 253                                         /* NOT REACHED */
 254                                         break;
 255                                 }
 256                         }
 257                         break;
 258                 case 'l':
 259                         next_cpu = -1;
 260                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 261                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 262                                 if (optarg[3] == ',') {
 263                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 264                                         if (*endp != '\0')
 265                                                 usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 266                                 } else {
 267                                         next_cpu = 0;
 268                                 }
 269                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 270                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 271                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 272                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 273                         } else {
 274                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 275                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 276                                 if (*endp != '\0')
 277                                         usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 278                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 279                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 280                         }
 281                         break;
 282                 case 'n':
 283                         /*
 284                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 285                          * set ncpus here.
 286                          */
 287 #ifdef SMP
 288                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 289                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 290                                 usage("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 291 #else
 292                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 293                                 usage("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 294                         }
 295 #endif
 296
 297                         break;
 298                 case 'p':
 299                         pid_file = optarg;
 300                         break;
 301                 case 'U':
 302                         kernel_mem_readonly = 0;
 303                         break;
 304                 }
 305         }
 306
 307         writepid();
 308         cpu_disable_intr();
 309         init_sys_memory(memImageFile);
 310         init_kern_memory();
 311         init_globaldata();
 312         init_vkernel();
 313         setrealcpu();
 314         init_kqueue();
 315
 316         /*
 317          * Check TSC
 318          */
 319         vsize = sizeof(tsc_present);
 320         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
 321         vsize = sizeof(tsc_frequency);
 322         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
 323         if (tsc_present)
 324                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
 325
 326         /*
 327          * Check SSE
 328          */
 329         vsize = sizeof(supports_sse);
 330         supports_sse = 0;
 331         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
 332         init_fpu(supports_sse);
 333         if (supports_sse)
 334                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
 335
 336         /*
 337          * We boot from the first installed disk.
 338          */
 339         if (bootOnDisk == 1) {
 340                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 341                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 342         } else {
 343                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 344                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 345         }
 346         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 347         init_exceptions();
 348         mi_startup();
 349         /* NOT REACHED */
 350         exit(1);
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 355  */
 356 static
 357 void
 358 init_sys_memory(char *imageFile)
 359 {
 360         struct stat st;
 361         int i;
 362         int fd;
 363
 364         /*
 365          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 366          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 367          */
 368
 369         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 370                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 371         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 372             Maxmem_bytes == 0) {
 373                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 374                        "system memory size is specified with -m",
 375                        imageFile);
 376                 /* NOT REACHED */
 377         }
 378
 379         /*
 380          * Maxmem must be known at this time
 381          */
 382         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 383                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 384                        "multiples of %dMB only",
 385                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 386                 /* NOT REACHED */
 387         }
 388
 389         /*
 390          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 391          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 392          * to use the same image file.
 393          */
 394         if (imageFile == NULL) {
 395                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 396                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 397                         fd = open(imageFile,
 398                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 399                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 400                                 free(imageFile);
 401                                 continue;
 402                         }
 403                         break;
 404                 }
 405         } else {
 406                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 407         }
 408         fprintf(stderr, "Using memory file: %s\n", imageFile);
 409         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 410                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 411                 /* NOT REACHED */
 412         }
 413
 414         /*
 415          * Truncate or extend the file as necessary.
 416          */
 417         if (st.st_size > Maxmem_bytes) {
 418                 ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 419         } else if (st.st_size < Maxmem_bytes) {
 420                 char *zmem;
 421                 off_t off = st.st_size & ~SEG_MASK;
 422
 423                 kprintf("%s: Reserving blocks for memory image\n", imageFile);
 424                 zmem = malloc(SEG_SIZE);
 425                 bzero(zmem, SEG_SIZE);
 426                 lseek(fd, off, SEEK_SET);
 427                 while (off < Maxmem_bytes) {
 428                         if (write(fd, zmem, SEG_SIZE) != SEG_SIZE) {
 429                                 err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 430                                 /* NOT REACHED */
 431                         }
 432                         off += SEG_SIZE;
 433                 }
 434                 if (fsync(fd) < 0)
 435                         err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 436                 free(zmem);
 437         }
 438         MemImageFd = fd;
 439         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 440 }
 441
 442 /*
 443  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 444  * MAP_VPAGETABLE
 445  */
 446
 447 static
 448 void
 449 init_kern_memory(void)
 450 {
 451         void *base;
 452         void *try;
 453         char dummy;
 454         char *topofstack = &dummy;
 455         int i;
 456         void *firstfree;
 457
 458         /*
 459          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 460          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 461          * moment.
 462          *
 463          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 464          * offset KernelPTD.
 465          *
 466          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 467          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 468          * Try a number of different locations.
 469          */
 470         try = (void *)(512UL << 30);
 471         base = NULL;
 472         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 473                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 474                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 475                             MemImageFd, (off_t)try);
 476                 if (base == try)
 477                         break;
 478                 if (base != MAP_FAILED)
 479                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 480                 try = (char *)try + (512UL << 30);
 481         }
 482         if (base != try) {
 483                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 484                 /* NOT REACHED */
 485         }
 486         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 487         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 488         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 489         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 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|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 706                         else
 707                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 708                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 709                                 if (errno == EAGAIN)
 710                                         fprintf(stderr, "You may already have a vkernel using this disk image!\n");
 711                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 712                                 /* NOT REACHED */
 713                         }
 714                         /* get rid of O_NONBLOCK, keep O_DIRECT */
 715                         if (type == VKD_DISK)
 716                                 fcntl(fd, F_SETFL, O_DIRECT);
 717
 718                         info = &DiskInfo[DiskNum];
 719                         l = strlen(fname);
 720
 721                         info->unit = i;
 722                         info->fd = fd;
 723                         info->type = type;
 724                         memcpy(info->fname, fname, l);
 725
 726                         if (DiskNum == 0) {
 727                                 if (type == VKD_CD) {
 728                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
 729                                 } else if (type == VKD_DISK) {
 730                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
 731                                     rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
 732                                 }
 733                         }
 734
 735                         DiskNum++;
 736                 } else {
 737                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 738                         continue;
 739                 }
 740         }
 741 }
 742
 743 static
 744 int
 745 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 746 {
 747         struct ifreq ifr;
 748         int flags;
 749
 750         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 751
 752         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 753         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 754                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 755                 return -1;
 756         }
 757
 758         /*
 759          * Adjust if_flags
 760          *
 761          * If the flags are already set/cleared, then we return
 762          * immediately to avoid extra syscalls
 763          */
 764         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 765         if (f < 0) {
 766                 /* Turn off flags */
 767                 f = -f;
 768                 if ((flags & f) == 0)
 769                         return 0;
 770                 flags &= ~f;
 771         } else {
 772                 /* Turn on flags */
 773                 if (flags & f)
 774                         return 0;
 775                 flags |= f;
 776         }
 777
 778         /*
 779          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 780          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 781          */
 782         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 783
 784         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 785         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 786         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 787                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 788                 return -1;
 789         }
 790         return 0;
 791 }
 792
 793 static
 794 int
 795 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 796 {
 797         struct ifaliasreq ifra;
 798         struct sockaddr_in *in;
 799
 800         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 801         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 802
 803         /* Setup address */
 804         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 805         in->sin_family = AF_INET;
 806         in->sin_len = sizeof(*in);
 807         in->sin_addr.s_addr = addr;
 808
 809         if (mask != 0) {
 810                 /* Setup netmask */
 811                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 812                 in->sin_len = sizeof(*in);
 813                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 814         }
 815
 816         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 817                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 818                 return -1;
 819         }
 820         return 0;
 821 }
 822
 823 static
 824 int
 825 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 826 {
 827         struct ifbreq ifbr;
 828         struct ifdrv ifd;
 829
 830         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 831         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 832                  "tap%d", tap_unit);
 833
 834         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 835         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 836         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 837         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 838         ifd.ifd_data = &ifbr;
 839
 840         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 841                 /*
 842                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 843                  * a member of the bridge(4)
 844                  */
 845                 if (errno != EEXIST) {
 846                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 847                         return -1;
 848                 }
 849         }
 850         return 0;
 851 }
 852
 853 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 854
 855 /*
 856  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 857  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 858  * tap(4) interface.
 859  *
 860  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 861  */
 862 static
 863 int
 864 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 865 {
 866         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 867         int tap_fd, failed;
 868         struct stat st;
 869         char *dname;
 870
 871         *tap_unit = -1;
 872
 873         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 874                 /*
 875                  * Find first unused tap(4) device file
 876                  */
 877                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
 878                 if (tap_fd < 0) {
 879                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
 880                         return -1;
 881                 }
 882         } else {
 883                 /*
 884                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
 885                  */
 886                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
 887                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
 888                 else
 889                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
 890
 891                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 892
 893                 /*
 894                  * If we cannot open normally try to connect to it.
 895                  */
 896                 if (tap_fd < 0)
 897                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
 898
 899                 if (tap_fd < 0) {
 900                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 901                         return -1;
 902                 }
 903         }
 904
 905         /*
 906          * Check whether the device file is a tap(4)
 907          */
 908         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
 909                 failed = 1;
 910         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
 911                 dname = fdevname(tap_fd);
 912                 if (dname)
 913                         dname = strstr(dname, "tap");
 914                 if (dname) {
 915                         /*
 916                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
 917                          */
 918                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
 919                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
 920                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 921                                 failed = 0;
 922                         failed = 0;
 923                 } else {
 924                         failed = 1;
 925                 }
 926         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
 927                 /*
 928                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
 929                  * do not have to do anything.
 930                  */
 931                 failed = 0;
 932         } else {
 933                 failed = 1;
 934         }
 935
 936         if (failed) {
 937                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
 938                 close(tap_fd);
 939                 tap_fd = -1;
 940                 *tap_unit = -1;
 941         }
 942         return tap_fd;
 943 }
 944
 945 static int
 946 unix_connect(const char *path)
 947 {
 948         struct sockaddr_un sunx;
 949         int len;
 950         int net_fd;
 951         int sndbuf = 262144;
 952         struct stat st;
 953
 954         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
 955         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
 956         ++len;  /* include nul */
 957         sunx.sun_family = AF_UNIX;
 958         sunx.sun_len = len;
 959
 960         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
 961         if (net_fd < 0)
 962                 return(-1);
 963         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
 964                 close(net_fd);
 965                 return(-1);
 966         }
 967         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
 968         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
 969                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
 970         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
 971         return(net_fd);
 972 }
 973
 974 #undef TAPDEV_MAJOR
 975 #undef TAPDEV_MINOR
 976 #undef TAPDEV_OFLAGS
 977
 978 /*
 979  * Following syntax is supported,
 980  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
 981  *
 982  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
 983  *                        tap(4)'s netmask len is z
 984  *
 985  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
 986  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 987  *
 988  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
 989  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 990  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
 991  *
 992  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
 993  *
 994  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
 995  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 996  *
 997  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
 998  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 999  *                        pseudo netif's netmask len is z
1000  */
1001 static
1002 int
1003 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1004 {
1005         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1006         int next_netif_addr;
1007         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1008
1009         *addr = 0;
1010         *mask = 0;
1011
1012         tok = strtok(NULL, ":/");
1013         if (tok == NULL) {
1014                 /*
1015                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1016                  */
1017                 return 0;
1018         }
1019
1020         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1021                 /*
1022                  * tap(4)'s address is supplied
1023                  */
1024                 ifbridge = NULL;
1025
1026                 /*
1027                  * If there is next token, then it may be pseudo
1028                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1029                  */
1030                 next_netif_addr = 0;
1031         } else {
1032                 /*
1033                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1034                  * iface name
1035                  */
1036                 tap_addr = 0;
1037                 ifbridge = tok;
1038
1039                 /*
1040                  * If there is next token, then it must be pseudo
1041                  * netif's address
1042                  */
1043                 next_netif_addr = 1;
1044         }
1045
1046         netmask = netif_addr = 0;
1047
1048         tok = strtok(NULL, ":/");
1049         if (tok == NULL)
1050                 goto back;
1051
1052         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1053                 if (next_netif_addr) {
1054                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1055                         return -1;
1056                 }
1057                 netif_addr = 0;
1058
1059                 /*
1060                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1061                  */
1062                 masklen_str = tok;
1063         } else {
1064                 /*
1065                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1066                  * it must be netmask len
1067                  */
1068                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1069         }
1070
1071         /* Calculate netmask */
1072         if (masklen_str != NULL) {
1073                 u_long masklen;
1074
1075                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1076                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1077                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1078                                         & 0xffffffff);
1079                 } else {
1080                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1081                         return -1;
1082                 }
1083         }
1084
1085         /* Make sure there is no more token left */
1086         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1087                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1088                 return -1;
1089         }
1090
1091 back:
1092         if (tap_unit < 0) {
1093                 /* Do nothing */
1094         } else if (ifbridge == NULL) {
1095                 /* Set tap(4) address/netmask */
1096                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1097                         return -1;
1098         } else {
1099                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1100                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1101                         return -1;
1102         }
1103
1104         *addr = netif_addr;
1105         *mask = netmask;
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 /*
1110  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1111  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1112  * in NetifInfo[].
1113  */
1114 static
1115 void
1116 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1117 {
1118         int i, s;
1119
1120         if (netifExpNum == 0)
1121                 return;
1122
1123         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1124         if (s < 0)
1125                 return;
1126
1127         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1128                 struct vknetif_info *info;
1129                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1130                 int tap_fd, tap_unit;
1131                 char *netif;
1132
1133                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1134                 if (netif == NULL) {
1135                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1136                         continue;
1137                 }
1138
1139                 /*
1140                  * Open tap(4) device file and bring up the
1141                  * corresponding interface
1142                  */
1143                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1144                 if (tap_fd < 0)
1145                         continue;
1146
1147                 /*
1148                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1149                  * for pseudo netif
1150                  *
1151                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1152                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1153                  */
1154                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1155                         /*
1156                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1157                          *     down the corresponding interface
1158                          */
1159                         close(tap_fd);
1160                         continue;
1161                 }
1162
1163                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1164                 info->tap_fd = tap_fd;
1165                 info->tap_unit = tap_unit;
1166                 info->netif_addr = netif_addr;
1167                 info->netif_mask = netif_mask;
1168
1169                 NetifNum++;
1170                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1171                         break;
1172         }
1173         close(s);
1174 }
1175
1176 static
1177 void
1178 writepid( void )
1179 {
1180         pid_t self;
1181         FILE *fp;
1182
1183         if (pid_file != NULL) {
1184                 self = getpid();
1185                 fp = fopen(pid_file, "w");
1186
1187                 if (fp != NULL) {
1188                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1189                         fclose(fp);
1190                 }
1191                 else {
1192                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1193                 }
1194         }
1195 }
1196
1197 static
1198 void
1199 cleanpid( void )
1200 {
1201         if (pid_file != NULL) {
1202                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1203                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1204         }
1205 }
1206
1207 static
1208 void
1209 usage(const char *ctl, ...)
1210 {
1211         va_list va;
1212
1213         va_start(va, ctl);
1214         vfprintf(stderr, ctl, va);
1215         va_end(va);
1216         fprintf(stderr, "\n");
1217         exit(1);
1218 }
1219
1220 void
1221 cpu_reset(void)
1222 {
1223         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1224         closefrom(3);
1225         cleanpid();
1226         execv(save_av[0], save_av);
1227 }
1228
1229 void
1230 cpu_halt(void)
1231 {
1232         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1233         cleanpid();
1234         exit(0);
1235 }
1236
1237 void
1238 setrealcpu(void)
1239 {
1240         switch(lwp_cpu_lock) {
1241         case LCL_PER_CPU:
1242                 if (bootverbose)
1243                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1244                                 mycpuid, next_cpu);
1245                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1246                 next_cpu++;
1247                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1248                         next_cpu = 0;
1249                 break;
1250         case LCL_SINGLE_CPU:
1251                 if (bootverbose)
1252                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1253                                 mycpuid, next_cpu);
1254                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1255                 break;
1256         default:
1257                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1258                 break;
1259         }
1260 }