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