sys/platform/vkernel/platform/init.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/platform/init.c,v 1.56 2008/05/27 07:48:00 dillon Exp $
  35  */
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/stat.h>
  41 #include <sys/mman.h>
  42 #include <sys/cons.h>
  43 #include <sys/random.h>
  44 #include <sys/vkernel.h>
  45 #include <sys/tls.h>
  46 #include <sys/reboot.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/msgbuf.h>
  49 #include <sys/vmspace.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/sockio.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/un.h>
  54 #include <vm/vm_page.h>
  55
  56 #include <machine/cpu.h>
  57 #include <machine/globaldata.h>
  58 #include <machine/tls.h>
  59 #include <machine/md_var.h>
  60 #include <machine/vmparam.h>
  61 #include <cpu/specialreg.h>
  62
  63 #include <net/if.h>
  64 #include <net/if_arp.h>
  65 #include <net/ethernet.h>
  66 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
  67 #include <netinet/in.h>
  68 #include <arpa/inet.h>
  69
  70 #include <stdio.h>
  71 #include <stdlib.h>
  72 #include <stdarg.h>
  73 #include <unistd.h>
  74 #include <fcntl.h>
  75 #include <string.h>
  76 #include <err.h>
  77 #include <errno.h>
  78 #include <assert.h>
  79
  80 vm_paddr_t phys_avail[16];
  81 vm_paddr_t Maxmem;
  82 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
  83 int 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 kernel_vm_end;
  95 vm_offset_t crashdumpmap;
  96 vm_offset_t clean_sva;
  97 vm_offset_t clean_eva;
  98 struct msgbuf *msgbufp;
  99 caddr_t ptvmmap;
 100 vpte_t  *KernelPTD;
 101 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
 102 u_int cpu_feature;      /* XXX */
 103 int tsc_present;
 104 int64_t tsc_frequency;
 105 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
 106 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
 107 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
 108 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
 109
 110 struct privatespace *CPU_prvspace;
 111
 112 static struct trapframe proc0_tf;
 113 static void *proc0paddr;
 114
 115 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 116 static void init_kern_memory(void);
 117 static void init_globaldata(void);
 118 static void init_vkernel(void);
 119 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 120 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 121 static void writepid( void );
 122 static void cleanpid( void );
 123 static int unix_connect(const char *path);
 124 static void usage(const char *ctl, ...);
 125
 126 static int save_ac;
 127 static char **save_av;
 128
 129 /*
 130  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 131  */
 132 int
 133 main(int ac, char **av)
 134 {
 135         char *memImageFile = NULL;
 136         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 137         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 138         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 139         char *suffix;
 140         char *endp;
 141         int netifFileNum = 0;
 142         int diskFileNum = 0;
 143         int cdFileNum = 0;
 144         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
 145         int c;
 146         int i;
 147         int j;
 148         int n;
 149         int isq;
 150         int real_vkernel_enable;
 151         int supports_sse;
 152         size_t vsize;
 153
 154         save_ac = ac;
 155         save_av = av;
 156
 157         /*
 158          * Process options
 159          */
 160         kernel_mem_readonly = 1;
 161 #ifdef SMP
 162         optcpus = 2;
 163 #endif
 164         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 165
 166         real_vkernel_enable = 0;
 167         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
 168         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
 169
 170         if (real_vkernel_enable == 0) {
 171                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
 172                         "to 1 to execute a vkernel!");
 173         }
 174
 175         real_ncpus = 1;
 176         vsize = sizeof(real_ncpus);
 177         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
 178
 179         while ((c = getopt(ac, av, "c:svl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 180                 switch(c) {
 181                 case 'e':
 182                         /*
 183                          * name=value:name=value:name=value...
 184                          * name="value"...
 185                          *
 186                          * Allow values to be quoted but note that shells
 187                          * may remove the quotes, so using this feature
 188                          * to embed colons may require a backslash.
 189                          */
 190                         n = strlen(optarg);
 191                         isq = 0;
 192                         kern_envp = malloc(n + 2);
 193                         for (i = j = 0; i < n; ++i) {
 194                                 if (optarg[i] == '"')
 195                                         isq ^= 1;
 196                                 else if (optarg[i] == '\'')
 197                                         isq ^= 2;
 198                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
 199                                         kern_envp[j++] = 0;
 200                                 else
 201                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
 202                         }
 203                         kern_envp[j++] = 0;
 204                         kern_envp[j++] = 0;
 205                         break;
 206                 case 's':
 207                         boothowto |= RB_SINGLE;
 208                         break;
 209                 case 'v':
 210                         bootverbose = 1;
 211                         break;
 212                 case 'i':
 213                         memImageFile = optarg;
 214                         break;
 215                 case 'I':
 216                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 217                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 218                         break;
 219                 case 'r':
 220                         if (bootOnDisk < 0)
 221                                 bootOnDisk = 1;
 222                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 223                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 224                         break;
 225                 case 'c':
 226                         if (bootOnDisk < 0)
 227                                 bootOnDisk = 0;
 228                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 229                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 230                         break;
 231                 case 'm':
 232                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 233                         if (suffix) {
 234                                 switch(*suffix) {
 235                                 case 'g':
 236                                 case 'G':
 237                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 238                                         break;
 239                                 case 'm':
 240                                 case 'M':
 241                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 242                                         break;
 243                                 case 'k':
 244                                 case 'K':
 245                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 246                                         break;
 247                                 default:
 248                                         Maxmem_bytes = 0;
 249                                         usage("Bad maxmem option");
 250                                         /* NOT REACHED */
 251                                         break;
 252                                 }
 253                         }
 254                         break;
 255                 case 'l':
 256                         next_cpu = -1;
 257                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 258                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 259                                 if (optarg[3] == ',') {
 260                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 261                                         if (*endp != '\0')
 262                                                 usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 263                                 } else {
 264                                         next_cpu = 0;
 265                                 }
 266                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 267                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 268                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 269                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 270                         } else {
 271                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 272                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 273                                 if (*endp != '\0')
 274                                         usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 275                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 276                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 277                         }
 278                         break;
 279                 case 'n':
 280                         /*
 281                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 282                          * set ncpus here.
 283                          */
 284 #ifdef SMP
 285                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 286                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 287                                 usage("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 288 #else
 289                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 290                                 usage("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 291                         }
 292 #endif
 293
 294                         break;
 295                 case 'p':
 296                         pid_file = optarg;
 297                         break;
 298                 case 'U':
 299                         kernel_mem_readonly = 0;
 300                         break;
 301                 }
 302         }
 303
 304         writepid();
 305         cpu_disable_intr();
 306         init_sys_memory(memImageFile);
 307         init_kern_memory();
 308         init_globaldata();
 309         init_vkernel();
 310         setrealcpu();
 311         init_kqueue();
 312
 313         /*
 314          * Check TSC
 315          */
 316         vsize = sizeof(tsc_present);
 317         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
 318         vsize = sizeof(tsc_frequency);
 319         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
 320         if (tsc_present)
 321                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
 322
 323         /*
 324          * Check SSE
 325          */
 326         vsize = sizeof(supports_sse);
 327         supports_sse = 0;
 328         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
 329         init_fpu(supports_sse);
 330         if (supports_sse)
 331                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
 332
 333         /*
 334          * We boot from the first installed disk.
 335          */
 336         if (bootOnDisk == 1) {
 337                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 338                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 339         } else {
 340                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 341                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 342         }
 343         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 344         init_exceptions();
 345         mi_startup();
 346         /* NOT REACHED */
 347         exit(1);
 348 }
 349
 350 /*
 351  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 352  */
 353 static
 354 void
 355 init_sys_memory(char *imageFile)
 356 {
 357         struct stat st;
 358         int i;
 359         int fd;
 360
 361         /*
 362          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 363          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 364          */
 365
 366         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 367                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 368         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 369             Maxmem_bytes == 0) {
 370                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 371                        "system memory size is specified with -m",
 372                        imageFile);
 373                 /* NOT REACHED */
 374         }
 375
 376         /*
 377          * Maxmem must be known at this time
 378          */
 379         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 380                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 381                        "multiples of %dMB only",
 382                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 383                 /* NOT REACHED */
 384         }
 385
 386         /*
 387          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 388          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 389          * to use the same image file.
 390          */
 391         if (imageFile == NULL) {
 392                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 393                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 394                         fd = open(imageFile,
 395                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 396                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 397                                 free(imageFile);
 398                                 continue;
 399                         }
 400                         break;
 401                 }
 402         } else {
 403                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 404         }
 405         printf("Using memory file: %s\n", imageFile);
 406         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 407                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 408                 /* NOT REACHED */
 409         }
 410
 411         /*
 412          * Truncate or extend the file as necessary.
 413          */
 414         if (st.st_size > Maxmem_bytes) {
 415                 ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 416         } else if (st.st_size < Maxmem_bytes) {
 417                 char *zmem;
 418                 off_t off = st.st_size & ~SEG_MASK;
 419
 420                 kprintf("%s: Reserving blocks for memory image\n", imageFile);
 421                 zmem = malloc(SEG_SIZE);
 422                 bzero(zmem, SEG_SIZE);
 423                 lseek(fd, off, SEEK_SET);
 424                 while (off < Maxmem_bytes) {
 425                         if (write(fd, zmem, SEG_SIZE) != SEG_SIZE) {
 426                                 err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 427                                 /* NOT REACHED */
 428                         }
 429                         off += SEG_SIZE;
 430                 }
 431                 if (fsync(fd) < 0)
 432                         err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 433                 free(zmem);
 434         }
 435         MemImageFd = fd;
 436         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 437 }
 438
 439 /*
 440  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 441  * MAP_VPAGETABLE
 442  */
 443
 444 static
 445 void
 446 init_kern_memory(void)
 447 {
 448         void *base;
 449         void *try;
 450         char *zero;
 451         char dummy;
 452         char *topofstack = &dummy;
 453         vpte_t pte;
 454         int i;
 455
 456         /*
 457          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 458          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 459          * moment.
 460          *
 461          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 462          * offset KernelPTD.
 463          *
 464          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 465          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 466          * Try a number of different locations.
 467          */
 468         try = (void *)0x40000000;
 469         base = NULL;
 470         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 471                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 472                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 473                             MemImageFd, 0);
 474                 if (base == try)
 475                         break;
 476                 if (base != MAP_FAILED)
 477                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 478                 try = (char *)try + 0x10000000;
 479         }
 480         if (base != try) {
 481                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 482                 /* NOT REACHED */
 483         }
 484         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 485         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 486         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 487         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 488         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 489
 490         /*
 491          * Create a top-level page table self-mapping itself.
 492          *
 493          * Initialize the page directory at physical page index 0 to point
 494          * to an array of page table pages starting at physical page index 1
 495          */
 496         lseek(MemImageFd, 0L, 0);
 497         for (i = 0; i < KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE; ++i) {
 498                 pte = ((i + 1) * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 499                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 500         }
 501
 502         /*
 503          * Initialize the PTEs in the page table pages required to map the
 504          * page table itself.  This includes mapping the page directory page
 505          * at the base so we go one more loop then normal.
 506          */
 507         lseek(MemImageFd, PAGE_SIZE, 0);
 508         for (i = 0; i <= KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE * sizeof(vpte_t); ++i) {
 509                 pte = (i * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 510                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 511         }
 512
 513         /*
 514          * Initialize remaining PTEs to 0.  We may be reusing a memory image
 515          * file.  This is approximately a megabyte.
 516          */
 517         i = (KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE - i) * sizeof(pte);
 518         zero = malloc(PAGE_SIZE);
 519         bzero(zero, PAGE_SIZE);
 520         while (i) {
 521                 write(MemImageFd, zero, (i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 522                 i = i - ((i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 523         }
 524         free(zero);
 525
 526         /*
 527          * Enable the page table and calculate pointers to our self-map
 528          * for easy kernel page table manipulation.
 529          *
 530          * KernelPTA must be offset so we can do direct VA translations
 531          */
 532         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 533                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
 534         KernelPTD = (vpte_t *)base;                       /* pg directory */
 535         KernelPTA = (vpte_t *)((char *)base + PAGE_SIZE); /* pg table pages */
 536         KernelPTA -= KvaStart >> PAGE_SHIFT;
 537
 538         /*
 539          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 540          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 541          */
 542         phys_avail[0] = PAGE_SIZE +
 543                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 544         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 545         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
 546
 547         /*
 548          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 549          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 550          */
 551         virtual_start = KvaStart + PAGE_SIZE +
 552                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 553         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 554         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 555
 556         /*
 557          * kernel_vm_end could be set to virtual_end but we want some
 558          * indication of how much of the kernel_map we've used, so
 559          * set it low and let pmap_growkernel increase it even though we
 560          * don't need to create any new page table pages.
 561          */
 562         kernel_vm_end = virtual_start;
 563
 564         /*
 565          * Allocate space for process 0's UAREA.
 566          */
 567         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 568         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 569                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 570                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 571                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 572         }
 573
 574         /*
 575          * crashdumpmap
 576          */
 577         crashdumpmap = virtual_start;
 578         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 579
 580         /*
 581          * msgbufp maps the system message buffer
 582          */
 583         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 584         msgbufp = (void *)virtual_start;
 585         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 586                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 587                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 588                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 589         }
 590         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 591
 592         /*
 593          * used by kern_memio for /dev/mem access
 594          */
 595         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 596         virtual_start += PAGE_SIZE;
 597
 598         /*
 599          * Bootstrap the kernel_pmap
 600          */
 601         pmap_bootstrap();
 602 }
 603
 604 /*
 605  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 606  * virtual_start and phys_avail[0]
 607  */
 608 static
 609 void
 610 init_globaldata(void)
 611 {
 612         int i;
 613         vm_paddr_t pa;
 614         vm_offset_t va;
 615
 616         /*
 617          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 618          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 619          * whole page table mappings.
 620          */
 621         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 622         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 623         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 624
 625         /*
 626          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 627          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 628          * into KVA.  For cpu #0 only.
 629          */
 630         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 631                 pa = phys_avail[0];
 632                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 633                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 634                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 635         }
 636         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 637                 pa = phys_avail[0];
 638                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 639                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 640                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 641         }
 642
 643         /*
 644          * Setup the %fs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 645          * point.  Note that %gs is used by pthreads.
 646          */
 647         tls_set_fs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 648 }
 649
 650 /*
 651  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 652  */
 653 static
 654 void
 655 init_vkernel(void)
 656 {
 657         struct mdglobaldata *gd;
 658
 659         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 660         bzero(gd, sizeof(*gd));
 661
 662         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 663         thread0.td_gd = &gd->mi;
 664         ncpus = 1;
 665         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 666         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 667         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 668         init_param1();
 669         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 670         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 671         cpu_gdinit(gd, 0);
 672         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 673         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 674
 675         /*init_locks();*/
 676         cninit();
 677         rand_initialize();
 678 #if 0   /* #ifdef DDB */
 679         kdb_init();
 680         if (boothowto & RB_KDB)
 681                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 682 #endif
 683         identcpu();
 684 #if 0
 685         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 686 #endif
 687         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
 688
 689 #if 0
 690         /*
 691          * Map the message buffer
 692          */
 693         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 694                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 695         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 696 #endif
 697 #if 0
 698         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 699         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 700 #endif
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 705  * If specified they each should point to a disk image,
 706  * the first of which will become the root disk.
 707  *
 708  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 709  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 710  * O_DIRECT to remove the duplication.
 711  */
 712 static
 713 void
 714 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 715 {
 716         int i;
 717
 718         if (diskFileNum == 0)
 719                 return;
 720
 721         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
 722                 char *fname;
 723                 fname = diskExp[i];
 724
 725                 if (fname == NULL) {
 726                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 727                         continue;
 728                 }
 729
 730                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
 731                         struct stat st;
 732                         struct vkdisk_info* info = NULL;
 733                         int fd;
 734                         size_t l = 0;
 735
 736                         if (type == VKD_DISK)
 737                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 738                         else
 739                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 740                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 741                                 if (errno == EAGAIN)
 742                                         fprintf(stderr, "You may already have a vkernel using this disk image!\n");
 743                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 744                                 /* NOT REACHED */
 745                         }
 746                         /* get rid of O_NONBLOCK, keep O_DIRECT */
 747                         if (type == VKD_DISK)
 748                                 fcntl(fd, F_SETFL, O_DIRECT);
 749
 750                         info = &DiskInfo[DiskNum];
 751                         l = strlen(fname);
 752
 753                         info->unit = i;
 754                         info->fd = fd;
 755                         info->type = type;
 756                         memcpy(info->fname, fname, l);
 757
 758                         if (DiskNum == 0) {
 759                                 if (type == VKD_CD) {
 760                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
 761                                 } else if (type == VKD_DISK) {
 762                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
 763                                     rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
 764                                 }
 765                         }
 766
 767                         DiskNum++;
 768                 } else {
 769                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 770                         continue;
 771                 }
 772         }
 773 }
 774
 775 static
 776 int
 777 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 778 {
 779         struct ifreq ifr;
 780         int flags;
 781
 782         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 783
 784         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 785         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 786                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 787                 return -1;
 788         }
 789
 790         /*
 791          * Adjust if_flags
 792          *
 793          * If the flags are already set/cleared, then we return
 794          * immediately to avoid extra syscalls
 795          */
 796         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 797         if (f < 0) {
 798                 /* Turn off flags */
 799                 f = -f;
 800                 if ((flags & f) == 0)
 801                         return 0;
 802                 flags &= ~f;
 803         } else {
 804                 /* Turn on flags */
 805                 if (flags & f)
 806                         return 0;
 807                 flags |= f;
 808         }
 809
 810         /*
 811          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 812          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 813          */
 814         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 815
 816         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 817         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 818         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 819                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 820                 return -1;
 821         }
 822         return 0;
 823 }
 824
 825 static
 826 int
 827 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 828 {
 829         struct ifaliasreq ifra;
 830         struct sockaddr_in *in;
 831
 832         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 833         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 834
 835         /* Setup address */
 836         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 837         in->sin_family = AF_INET;
 838         in->sin_len = sizeof(*in);
 839         in->sin_addr.s_addr = addr;
 840
 841         if (mask != 0) {
 842                 /* Setup netmask */
 843                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 844                 in->sin_len = sizeof(*in);
 845                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 846         }
 847
 848         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 849                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 850                 return -1;
 851         }
 852         return 0;
 853 }
 854
 855 static
 856 int
 857 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 858 {
 859         struct ifbreq ifbr;
 860         struct ifdrv ifd;
 861
 862         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 863         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 864                  "tap%d", tap_unit);
 865
 866         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 867         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 868         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 869         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 870         ifd.ifd_data = &ifbr;
 871
 872         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 873                 /*
 874                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 875                  * a member of the bridge(4)
 876                  */
 877                 if (errno != EEXIST) {
 878                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 879                         return -1;
 880                 }
 881         }
 882         return 0;
 883 }
 884
 885 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 886
 887 /*
 888  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 889  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 890  * tap(4) interface.
 891  *
 892  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 893  */
 894 static
 895 int
 896 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 897 {
 898         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 899         int tap_fd, failed;
 900         struct stat st;
 901         char *dname;
 902
 903         *tap_unit = -1;
 904
 905         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 906                 /*
 907                  * Find first unused tap(4) device file
 908                  */
 909                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
 910                 if (tap_fd < 0) {
 911                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
 912                         return -1;
 913                 }
 914         } else {
 915                 /*
 916                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
 917                  */
 918                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
 919                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
 920                 else
 921                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
 922
 923                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 924
 925                 /*
 926                  * If we cannot open normally try to connect to it.
 927                  */
 928                 if (tap_fd < 0)
 929                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
 930
 931                 if (tap_fd < 0) {
 932                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 933                         return -1;
 934                 }
 935         }
 936
 937         /*
 938          * Check whether the device file is a tap(4)
 939          */
 940         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
 941                 failed = 1;
 942         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
 943                 dname = fdevname(tap_fd);
 944                 if (dname)
 945                         dname = strstr(dname, "tap");
 946                 if (dname) {
 947                         /*
 948                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
 949                          */
 950                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
 951                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
 952                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 953                                 failed = 0;
 954                         failed = 0;
 955                 } else {
 956                         failed = 1;
 957                 }
 958         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
 959                 /*
 960                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
 961                  * do not have to do anything.
 962                  */
 963                 failed = 0;
 964         } else {
 965                 failed = 1;
 966         }
 967
 968         if (failed) {
 969                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
 970                 close(tap_fd);
 971                 tap_fd = -1;
 972                 *tap_unit = -1;
 973         }
 974         return tap_fd;
 975 }
 976
 977 static int
 978 unix_connect(const char *path)
 979 {
 980         struct sockaddr_un sunx;
 981         int len;
 982         int net_fd;
 983         int sndbuf = 262144;
 984         struct stat st;
 985
 986         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
 987         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
 988         ++len;  /* include nul */
 989         sunx.sun_family = AF_UNIX;
 990         sunx.sun_len = len;
 991
 992         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
 993         if (net_fd < 0)
 994                 return(-1);
 995         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
 996                 close(net_fd);
 997                 return(-1);
 998         }
 999         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
1000         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
1001                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
1002         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
1003         return(net_fd);
1004 }
1005
1006 #undef TAPDEV_MAJOR
1007 #undef TAPDEV_MINOR
1008 #undef TAPDEV_OFLAGS
1009
1010 /*
1011  * Following syntax is supported,
1012  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
1013  *
1014  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
1015  *                        tap(4)'s netmask len is z
1016  *
1017  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
1018  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1019  *
1020  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
1021  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1022  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
1023  *
1024  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
1025  *
1026  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
1027  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1028  *
1029  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
1030  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1031  *                        pseudo netif's netmask len is z
1032  */
1033 static
1034 int
1035 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1036 {
1037         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1038         int next_netif_addr;
1039         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1040
1041         *addr = 0;
1042         *mask = 0;
1043
1044         tok = strtok(NULL, ":/");
1045         if (tok == NULL) {
1046                 /*
1047                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1048                  */
1049                 return 0;
1050         }
1051
1052         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1053                 /*
1054                  * tap(4)'s address is supplied
1055                  */
1056                 ifbridge = NULL;
1057
1058                 /*
1059                  * If there is next token, then it may be pseudo
1060                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1061                  */
1062                 next_netif_addr = 0;
1063         } else {
1064                 /*
1065                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1066                  * iface name
1067                  */
1068                 tap_addr = 0;
1069                 ifbridge = tok;
1070
1071                 /*
1072                  * If there is next token, then it must be pseudo
1073                  * netif's address
1074                  */
1075                 next_netif_addr = 1;
1076         }
1077
1078         netmask = netif_addr = 0;
1079
1080         tok = strtok(NULL, ":/");
1081         if (tok == NULL)
1082                 goto back;
1083
1084         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1085                 if (next_netif_addr) {
1086                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1087                         return -1;
1088                 }
1089                 netif_addr = 0;
1090
1091                 /*
1092                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1093                  */
1094                 masklen_str = tok;
1095         } else {
1096                 /*
1097                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1098                  * it must be netmask len
1099                  */
1100                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1101         }
1102
1103         /* Calculate netmask */
1104         if (masklen_str != NULL) {
1105                 u_long masklen;
1106
1107                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1108                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1109                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1110                                         & 0xffffffff);
1111                 } else {
1112                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1113                         return -1;
1114                 }
1115         }
1116
1117         /* Make sure there is no more token left */
1118         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1119                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1120                 return -1;
1121         }
1122
1123 back:
1124         if (tap_unit < 0) {
1125                 /* Do nothing */
1126         } else if (ifbridge == NULL) {
1127                 /* Set tap(4) address/netmask */
1128                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1129                         return -1;
1130         } else {
1131                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1132                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1133                         return -1;
1134         }
1135
1136         *addr = netif_addr;
1137         *mask = netmask;
1138         return 0;
1139 }
1140
1141 /*
1142  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1143  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1144  * in NetifInfo[].
1145  */
1146 static
1147 void
1148 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1149 {
1150         int i, s;
1151
1152         if (netifExpNum == 0)
1153                 return;
1154
1155         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1156         if (s < 0)
1157                 return;
1158
1159         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1160                 struct vknetif_info *info;
1161                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1162                 int tap_fd, tap_unit;
1163                 char *netif;
1164
1165                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1166                 if (netif == NULL) {
1167                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1168                         continue;
1169                 }
1170
1171                 /*
1172                  * Open tap(4) device file and bring up the
1173                  * corresponding interface
1174                  */
1175                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1176                 if (tap_fd < 0)
1177                         continue;
1178
1179                 /*
1180                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1181                  * for pseudo netif
1182                  *
1183                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1184                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1185                  */
1186                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1187                         /*
1188                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1189                          *     down the corresponding interface
1190                          */
1191                         close(tap_fd);
1192                         continue;
1193                 }
1194
1195                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1196                 info->tap_fd = tap_fd;
1197                 info->tap_unit = tap_unit;
1198                 info->netif_addr = netif_addr;
1199                 info->netif_mask = netif_mask;
1200
1201                 NetifNum++;
1202                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1203                         break;
1204         }
1205         close(s);
1206 }
1207
1208 static
1209 void
1210 writepid( void )
1211 {
1212         pid_t self;
1213         FILE *fp;
1214
1215         if (pid_file != NULL) {
1216                 self = getpid();
1217                 fp = fopen(pid_file, "w");
1218
1219                 if (fp != NULL) {
1220                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1221                         fclose(fp);
1222                 }
1223                 else {
1224                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1225                 }
1226         }
1227 }
1228
1229 static
1230 void
1231 cleanpid( void )
1232 {
1233         if (pid_file != NULL) {
1234                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1235                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1236         }
1237 }
1238
1239 static
1240 void
1241 usage(const char *ctl, ...)
1242 {
1243         va_list va;
1244
1245         va_start(va, ctl);
1246         vfprintf(stderr, ctl, va);
1247         va_end(va);
1248         fprintf(stderr, "\n");
1249         exit(1);
1250 }
1251
1252 void
1253 cpu_reset(void)
1254 {
1255         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1256         closefrom(3);
1257         cleanpid();
1258         execv(save_av[0], save_av);
1259 }
1260
1261 void
1262 cpu_halt(void)
1263 {
1264         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1265         cleanpid();
1266         exit(0);
1267 }
1268
1269 void
1270 setrealcpu(void)
1271 {
1272         switch(lwp_cpu_lock) {
1273         case LCL_PER_CPU:
1274                 if (bootverbose)
1275                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1276                                 mycpuid, next_cpu);
1277                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1278                 next_cpu++;
1279                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1280                         next_cpu = 0;
1281                 break;
1282         case LCL_SINGLE_CPU:
1283                 if (bootverbose)
1284                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1285                                 mycpuid, next_cpu);
1286                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1287                 break;
1288         default:
1289                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1290                 break;
1291         }
1292 }
1293