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 1.47 2007/08/20 05:27:46 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 <vm/vm_page.h>
  54
  55 #include <machine/cpu.h>
  56 #include <machine/globaldata.h>
  57 #include <machine/tls.h>
  58 #include <machine/md_var.h>
  59 #include <machine/vmparam.h>
  60
  61 #include <net/if.h>
  62 #include <net/if_arp.h>
  63 #include <net/ethernet.h>
  64 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
  65 #include <netinet/in.h>
  66 #include <arpa/inet.h>
  67
  68 #include <stdio.h>
  69 #include <stdlib.h>
  70 #include <stdarg.h>
  71 #include <unistd.h>
  72 #include <fcntl.h>
  73 #include <string.h>
  74 #include <err.h>
  75 #include <errno.h>
  76 #include <assert.h>
  77
  78 vm_paddr_t phys_avail[16];
  79 vm_paddr_t Maxmem;
  80 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
  81 int MemImageFd = -1;
  82 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
  83 int DiskNum;
  84 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
  85 int NetifNum;
  86 char *pid_file;
  87 vm_offset_t KvaStart;
  88 vm_offset_t KvaEnd;
  89 vm_offset_t KvaSize;
  90 vm_offset_t virtual_start;
  91 vm_offset_t virtual_end;
  92 vm_offset_t kernel_vm_end;
  93 vm_offset_t crashdumpmap;
  94 vm_offset_t clean_sva;
  95 vm_offset_t clean_eva;
  96 struct msgbuf *msgbufp;
  97 caddr_t ptvmmap;
  98 vpte_t  *KernelPTD;
  99 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
 100 u_int cpu_feature;      /* XXX */
 101 u_int tsc_present;      /* XXX */
 102 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
 103 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
 104 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
 105 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
 106
 107 struct privatespace *CPU_prvspace;
 108
 109 static struct trapframe proc0_tf;
 110 static void *proc0paddr;
 111
 112 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 113 static void init_kern_memory(void);
 114 static void init_globaldata(void);
 115 static void init_vkernel(void);
 116 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 117 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 118 static void writepid( void );
 119 static void cleanpid( void );
 120 static void usage(const char *ctl, ...);
 121
 122 static int save_ac;
 123 static char **save_av;
 124
 125 /*
 126  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 127  */
 128 int
 129 main(int ac, char **av)
 130 {
 131         char *memImageFile = NULL;
 132         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 133         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 134         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 135         char *suffix;
 136         char *endp;
 137         size_t real_ncpus_size;
 138         int netifFileNum = 0;
 139         int diskFileNum = 0;
 140         int cdFileNum = 0;
 141         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
 142         int c;
 143         int i;
 144         int n;
 145         int real_vkernel_enable;
 146         size_t real_vkernel_enable_size;
 147
 148         save_ac = ac;
 149         save_av = av;
 150
 151         /*
 152          * Process options
 153          */
 154         kernel_mem_readonly = 1;
 155 #ifdef SMP
 156         optcpus = 2;
 157 #endif
 158         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 159
 160         real_vkernel_enable_size = sizeof(real_vkernel_enable);
 161         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &real_vkernel_enable_size, NULL, 0);
 162
 163         if (real_vkernel_enable == 0)
 164                 errx(1,"vm.vkernel_enable is %d, must be set to 1 to execute a vkernel!", real_vkernel_enable);
 165
 166         real_ncpus_size = sizeof(real_ncpus);
 167         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &real_ncpus_size, NULL, 0);
 168
 169         while ((c = getopt(ac, av, "c:svl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 170                 switch(c) {
 171                 case 'e':
 172                         /*
 173                          * name=value:name=value:name=value...
 174                          */
 175                         n = strlen(optarg);
 176                         kern_envp = malloc(n + 2);
 177                         for (i = 0; i < n; ++i) {
 178                                 if (optarg[i] == ':')
 179                                         kern_envp[i] = 0;
 180                                 else
 181                                         kern_envp[i] = optarg[i];
 182                         }
 183                         kern_envp[i++] = 0;
 184                         kern_envp[i++] = 0;
 185                         break;
 186                 case 's':
 187                         boothowto |= RB_SINGLE;
 188                         break;
 189                 case 'v':
 190                         bootverbose = 1;
 191                         break;
 192                 case 'i':
 193                         memImageFile = optarg;
 194                         break;
 195                 case 'I':
 196                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 197                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 198                         break;
 199                 case 'r':
 200                         if (bootOnDisk < 0)
 201                                 bootOnDisk = 1;
 202                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 203                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 204                         break;
 205                 case 'c':
 206                         if (bootOnDisk < 0)
 207                                 bootOnDisk = 0;
 208                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 209                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 210                         break;
 211                 case 'm':
 212                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 213                         if (suffix) {
 214                                 switch(*suffix) {
 215                                 case 'g':
 216                                 case 'G':
 217                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 218                                         break;
 219                                 case 'm':
 220                                 case 'M':
 221                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 222                                         break;
 223                                 case 'k':
 224                                 case 'K':
 225                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 226                                         break;
 227                                 default:
 228                                         Maxmem_bytes = 0;
 229                                         usage("Bad maxmem option");
 230                                         /* NOT REACHED */
 231                                         break;
 232                                 }
 233                         }
 234                         break;
 235                 case 'l':
 236                         next_cpu = -1;
 237                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 238                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 239                                 if (optarg[3] == ',') {
 240                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 241                                         if (*endp != '\0')
 242                                                 usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 243                                 } else {
 244                                         next_cpu = 0;
 245                                 }
 246                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 247                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 248                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 249                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 250                         } else {
 251                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 252                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 253                                 if (*endp != '\0')
 254                                         usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 255                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 256                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 257                         }
 258                         break;
 259                 case 'n':
 260                         /*
 261                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 262                          * set ncpus here.
 263                          */
 264 #ifdef SMP
 265                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 266                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 267                                 usage("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 268 #else
 269                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 270                                 usage("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 271                         }
 272 #endif
 273
 274                         break;
 275                 case 'p':
 276                         pid_file = optarg;
 277                         break;
 278                 case 'U':
 279                         kernel_mem_readonly = 0;
 280                         break;
 281                 }
 282         }
 283
 284         writepid();
 285         cpu_disable_intr();
 286         init_sys_memory(memImageFile);
 287         init_kern_memory();
 288         init_globaldata();
 289         init_vkernel();
 290         setrealcpu();
 291         init_kqueue();
 292
 293         /*
 294          * We boot from the first installed disk.
 295          */
 296         if (bootOnDisk == 1) {
 297                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 298                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 299         } else {
 300                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 301                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 302         }
 303         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 304         init_exceptions();
 305         mi_startup();
 306         /* NOT REACHED */
 307         exit(1);
 308 }
 309
 310 /*
 311  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 312  */
 313 static
 314 void
 315 init_sys_memory(char *imageFile)
 316 {
 317         struct stat st;
 318         int i;
 319         int fd;
 320
 321         /*
 322          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 323          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 324          */
 325
 326         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 327                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 328         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 329             Maxmem_bytes == 0) {
 330                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 331                        "system memory size is specified with -m",
 332                        imageFile);
 333                 /* NOT REACHED */
 334         }
 335
 336         /*
 337          * Maxmem must be known at this time
 338          */
 339         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 340                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 341                        "multiples of %dMB only",
 342                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 343                 /* NOT REACHED */
 344         }
 345
 346         /*
 347          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 348          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 349          * to use the same image file.
 350          */
 351         if (imageFile == NULL) {
 352                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 353                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 354                         fd = open(imageFile,
 355                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 356                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 357                                 free(imageFile);
 358                                 continue;
 359                         }
 360                         break;
 361                 }
 362         } else {
 363                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 364         }
 365         printf("Using memory file: %s\n", imageFile);
 366         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 367                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 368                 /* NOT REACHED */
 369         }
 370
 371         /*
 372          * Truncate or extend the file as necessary.
 373          */
 374         if (st.st_size > Maxmem_bytes) {
 375                 ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 376         } else if (st.st_size < Maxmem_bytes) {
 377                 char *zmem;
 378                 off_t off = st.st_size & ~SEG_MASK;
 379
 380                 kprintf("%s: Reserving blocks for memory image\n", imageFile);
 381                 zmem = malloc(SEG_SIZE);
 382                 bzero(zmem, SEG_SIZE);
 383                 lseek(fd, off, SEEK_SET);
 384                 while (off < Maxmem_bytes) {
 385                         if (write(fd, zmem, SEG_SIZE) != SEG_SIZE) {
 386                                 err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 387                                 /* NOT REACHED */
 388                         }
 389                         off += SEG_SIZE;
 390                 }
 391                 if (fsync(fd) < 0)
 392                         err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 393                 free(zmem);
 394         }
 395         MemImageFd = fd;
 396         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 397 }
 398
 399 /*
 400  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 401  * MAP_VPAGETABLE
 402  */
 403
 404 static
 405 void
 406 init_kern_memory(void)
 407 {
 408         void *base;
 409         void *try;
 410         char *zero;
 411         char dummy;
 412         char *topofstack = &dummy;
 413         vpte_t pte;
 414         int i;
 415
 416         /*
 417          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 418          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 419          * moment.
 420          *
 421          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 422          * offset KernelPTD.
 423          *
 424          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 425          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 426          * Try a number of different locations.
 427          */
 428         try = (void *)0x40000000;
 429         base = NULL;
 430         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 431                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 432                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 433                             MemImageFd, 0);
 434                 if (base == try)
 435                         break;
 436                 if (base != MAP_FAILED)
 437                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 438                 try = (char *)try + 0x10000000;
 439         }
 440         if (base != try) {
 441                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 442                 /* NOT REACHED */
 443         }
 444         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 445         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 446         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 447         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 448         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 449
 450         /*
 451          * Create a top-level page table self-mapping itself.
 452          *
 453          * Initialize the page directory at physical page index 0 to point
 454          * to an array of page table pages starting at physical page index 1
 455          */
 456         lseek(MemImageFd, 0L, 0);
 457         for (i = 0; i < KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE; ++i) {
 458                 pte = ((i + 1) * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 459                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 460         }
 461
 462         /*
 463          * Initialize the PTEs in the page table pages required to map the
 464          * page table itself.  This includes mapping the page directory page
 465          * at the base so we go one more loop then normal.
 466          */
 467         lseek(MemImageFd, PAGE_SIZE, 0);
 468         for (i = 0; i <= KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE * sizeof(vpte_t); ++i) {
 469                 pte = (i * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 470                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 471         }
 472
 473         /*
 474          * Initialize remaining PTEs to 0.  We may be reusing a memory image
 475          * file.  This is approximately a megabyte.
 476          */
 477         i = (KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE - i) * sizeof(pte);
 478         zero = malloc(PAGE_SIZE);
 479         bzero(zero, PAGE_SIZE);
 480         while (i) {
 481                 write(MemImageFd, zero, (i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 482                 i = i - ((i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 483         }
 484         free(zero);
 485
 486         /*
 487          * Enable the page table and calculate pointers to our self-map
 488          * for easy kernel page table manipulation.
 489          *
 490          * KernelPTA must be offset so we can do direct VA translations
 491          */
 492         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 493                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
 494         KernelPTD = (vpte_t *)base;                       /* pg directory */
 495         KernelPTA = (vpte_t *)((char *)base + PAGE_SIZE); /* pg table pages */
 496         KernelPTA -= KvaStart >> PAGE_SHIFT;
 497
 498         /*
 499          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 500          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 501          */
 502         phys_avail[0] = PAGE_SIZE +
 503                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 504         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 505         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
 506
 507         /*
 508          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 509          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 510          */
 511         virtual_start = KvaStart + PAGE_SIZE +
 512                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 513         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 514         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 515
 516         /*
 517          * kernel_vm_end could be set to virtual_end but we want some
 518          * indication of how much of the kernel_map we've used, so
 519          * set it low and let pmap_growkernel increase it even though we
 520          * don't need to create any new page table pages.
 521          */
 522         kernel_vm_end = virtual_start;
 523
 524         /*
 525          * Allocate space for process 0's UAREA.
 526          */
 527         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 528         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 529                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 530                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 531                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 532         }
 533
 534         /*
 535          * crashdumpmap
 536          */
 537         crashdumpmap = virtual_start;
 538         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 539
 540         /*
 541          * msgbufp maps the system message buffer
 542          */
 543         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 544         msgbufp = (void *)virtual_start;
 545         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 546                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 547                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 548                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 549         }
 550         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 551
 552         /*
 553          * used by kern_memio for /dev/mem access
 554          */
 555         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 556         virtual_start += PAGE_SIZE;
 557
 558         /*
 559          * Bootstrap the kernel_pmap
 560          */
 561         pmap_bootstrap();
 562 }
 563
 564 /*
 565  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 566  * virtual_start and phys_avail[0]
 567  */
 568 static
 569 void
 570 init_globaldata(void)
 571 {
 572         int i;
 573         vm_paddr_t pa;
 574         vm_offset_t va;
 575
 576         /*
 577          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 578          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 579          * whole page table mappings.
 580          */
 581         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 582         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 583         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 584
 585         /*
 586          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 587          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 588          * into KVA.  For cpu #0 only.
 589          */
 590         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 591                 pa = phys_avail[0];
 592                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 593                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 594                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 595         }
 596         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 597                 pa = phys_avail[0];
 598                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 599                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 600                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 601         }
 602
 603         /*
 604          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 605          * point.
 606          */
 607         tls_set_fs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 608 }
 609
 610 /*
 611  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 612  */
 613 static
 614 void
 615 init_vkernel(void)
 616 {
 617         struct mdglobaldata *gd;
 618
 619         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 620         bzero(gd, sizeof(*gd));
 621
 622         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 623         thread0.td_gd = &gd->mi;
 624         ncpus = 1;
 625         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 626         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 627         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 628         init_param1();
 629         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 630         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 631         cpu_gdinit(gd, 0);
 632         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 633         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 634
 635         /*init_locks();*/
 636         cninit();
 637         rand_initialize();
 638 #if 0   /* #ifdef DDB */
 639         kdb_init();
 640         if (boothowto & RB_KDB)
 641                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 642 #endif
 643 #if 0
 644         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 645 #endif
 646         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
 647
 648 #if 0
 649         /*
 650          * Map the message buffer
 651          */
 652         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 653                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 654         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 655 #endif
 656 #if 0
 657         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 658         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 659 #endif
 660 }
 661
 662 /*
 663  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 664  * If specified they each should point to a disk image,
 665  * the first of which will become the root disk.
 666  *
 667  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 668  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 669  * O_DIRECT to remove the duplication.
 670  */
 671 static
 672 void
 673 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 674 {
 675         int i;
 676
 677         if (diskFileNum == 0)
 678                 return;
 679
 680         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
 681                 char *fname;
 682                 fname = diskExp[i];
 683
 684                 if (fname == NULL) {
 685                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 686                         continue;
 687                 }
 688
 689                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
 690                         struct stat st;
 691                         struct vkdisk_info* info = NULL;
 692                         int fd;
 693                         size_t l = 0;
 694
 695                         if (type == VKD_DISK)
 696                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 697                         else
 698                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 699                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 700                                 if (errno == EAGAIN)
 701                                         fprintf(stderr, "You may already have a vkernel using this disk image!\n");
 702                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 703                                 /* NOT REACHED */
 704                         }
 705                         /* get rid of O_NONBLOCK, keep O_DIRECT */
 706                         if (type == VKD_DISK)
 707                                 fcntl(fd, F_SETFL, O_DIRECT);
 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                         }
 723
 724                         DiskNum++;
 725                 } else {
 726                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 727                         continue;
 728                 }
 729         }
 730 }
 731
 732 static
 733 int
 734 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 735 {
 736         struct ifreq ifr;
 737         int flags;
 738
 739         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 740
 741         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 742         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 743                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 744                 return -1;
 745         }
 746
 747         /*
 748          * Adjust if_flags
 749          *
 750          * If the flags are already set/cleared, then we return
 751          * immediately to avoid extra syscalls
 752          */
 753         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 754         if (f < 0) {
 755                 /* Turn off flags */
 756                 f = -f;
 757                 if ((flags & f) == 0)
 758                         return 0;
 759                 flags &= ~f;
 760         } else {
 761                 /* Turn on flags */
 762                 if (flags & f)
 763                         return 0;
 764                 flags |= f;
 765         }
 766
 767         /*
 768          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 769          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 770          */
 771         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 772
 773         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 774         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 775         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 776                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 777                 return -1;
 778         }
 779         return 0;
 780 }
 781
 782 static
 783 int
 784 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 785 {
 786         struct ifaliasreq ifra;
 787         struct sockaddr_in *in;
 788
 789         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 790         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 791
 792         /* Setup address */
 793         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 794         in->sin_family = AF_INET;
 795         in->sin_len = sizeof(*in);
 796         in->sin_addr.s_addr = addr;
 797
 798         if (mask != 0) {
 799                 /* Setup netmask */
 800                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 801                 in->sin_len = sizeof(*in);
 802                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 803         }
 804
 805         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 806                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 807                 return -1;
 808         }
 809         return 0;
 810 }
 811
 812 static
 813 int
 814 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 815 {
 816         struct ifbreq ifbr;
 817         struct ifdrv ifd;
 818
 819         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 820         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 821                  "tap%d", tap_unit);
 822
 823         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 824         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 825         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 826         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 827         ifd.ifd_data = &ifbr;
 828
 829         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 830                 /*
 831                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 832                  * a member of the bridge(4)
 833                  */
 834                 if (errno != EEXIST) {
 835                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 836                         return -1;
 837                 }
 838         }
 839         return 0;
 840 }
 841
 842 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 843
 844 /* XXX major()/minor() can't be used in vkernel */
 845 #define TAPDEV_MAJOR(x) ((int)(((u_int)(x) >> 8) & 0xff))
 846 #define TAPDEV_MINOR(x) ((int)((x) & 0xffff00ff))
 847
 848 #ifndef TAP_CDEV_MAJOR
 849 #define TAP_CDEV_MAJOR  149
 850 #endif
 851
 852 /*
 853  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 854  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 855  * tap(4) interface.
 856  *
 857  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 858  */
 859 static
 860 int
 861 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 862 {
 863         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 864         int tap_fd, failed;
 865         struct stat st;
 866
 867         *tap_unit = -1;
 868
 869         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 870                 int i;
 871
 872                 /*
 873                  * Find first unused tap(4) device file
 874                  */
 875                 for (i = 0; ; ++i) {
 876                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/tap%d", i);
 877                         tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 878                         if (tap_fd >= 0 || errno == ENOENT)
 879                                 break;
 880                 }
 881                 if (tap_fd < 0) {
 882                         warnx("Unable to find a free tap(4)");
 883                         return -1;
 884                 }
 885         } else {
 886                 /*
 887                  * User supplied tap(4) device file
 888                  */
 889                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
 890                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
 891                 else
 892                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
 893
 894                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 895                 if (tap_fd < 0) {
 896                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 897                         return -1;
 898                 }
 899         }
 900
 901         /*
 902          * Check whether the device file is a tap(4)
 903          */
 904         failed = 1;
 905         if (fstat(tap_fd, &st) == 0 && S_ISCHR(st.st_mode) &&
 906             TAPDEV_MAJOR(st.st_rdev) == TAP_CDEV_MAJOR) {
 907                 *tap_unit = TAPDEV_MINOR(st.st_rdev);
 908
 909                 /*
 910                  * Bring up the corresponding tap(4) interface
 911                  */
 912                 if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 913                         failed = 0;
 914         } else {
 915                 warnx("%s is not a tap(4) device", tap_dev);
 916         }
 917
 918         if (failed) {
 919                 close(tap_fd);
 920                 tap_fd = -1;
 921                 *tap_unit = -1;
 922         }
 923         return tap_fd;
 924 }
 925
 926 #undef TAPDEV_MAJOR
 927 #undef TAPDEV_MINOR
 928 #undef TAPDEV_OFLAGS
 929
 930 /*
 931  * Following syntax is supported,
 932  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
 933  *
 934  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
 935  *                        tap(4)'s netmask len is z
 936  *
 937  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
 938  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 939  *
 940  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
 941  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 942  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
 943  *
 944  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
 945  *
 946  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
 947  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 948  *
 949  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
 950  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 951  *                        pseudo netif's netmask len is z
 952  */
 953 static
 954 int
 955 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
 956 {
 957         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
 958         int next_netif_addr;
 959         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
 960
 961         *addr = 0;
 962         *mask = 0;
 963
 964         tok = strtok(NULL, ":/");
 965         if (tok == NULL) {
 966                 /*
 967                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
 968                  */
 969                 return 0;
 970         }
 971
 972         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
 973                 /*
 974                  * tap(4)'s address is supplied
 975                  */
 976                 ifbridge = NULL;
 977
 978                 /*
 979                  * If there is next token, then it may be pseudo
 980                  * netif's address or netmask len for tap(4)
 981                  */
 982                 next_netif_addr = 0;
 983         } else {
 984                 /*
 985                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
 986                  * iface name
 987                  */
 988                 tap_addr = 0;
 989                 ifbridge = tok;
 990
 991                 /*
 992                  * If there is next token, then it must be pseudo
 993                  * netif's address
 994                  */
 995                 next_netif_addr = 1;
 996         }
 997
 998         netmask = netif_addr = 0;
 999
1000         tok = strtok(NULL, ":/");
1001         if (tok == NULL)
1002                 goto back;
1003
1004         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1005                 if (next_netif_addr) {
1006                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1007                         return -1;
1008                 }
1009                 netif_addr = 0;
1010
1011                 /*
1012                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1013                  */
1014                 masklen_str = tok;
1015         } else {
1016                 /*
1017                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1018                  * it must be netmask len
1019                  */
1020                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1021         }
1022
1023         /* Calculate netmask */
1024         if (masklen_str != NULL) {
1025                 u_long masklen;
1026
1027                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1028                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1029                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1030                                         & 0xffffffff);
1031                 } else {
1032                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1033                         return -1;
1034                 }
1035         }
1036
1037         /* Make sure there is no more token left */
1038         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1039                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1040                 return -1;
1041         }
1042
1043 back:
1044         if (ifbridge == NULL) {
1045                 /* Set tap(4) address/netmask */
1046                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1047                         return -1;
1048         } else {
1049                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1050                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1051                         return -1;
1052         }
1053
1054         *addr = netif_addr;
1055         *mask = netmask;
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1061  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1062  * in NetifInfo[].
1063  */
1064 static
1065 void
1066 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1067 {
1068         int i, s;
1069
1070         if (netifExpNum == 0)
1071                 return;
1072
1073         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1074         if (s < 0)
1075                 return;
1076
1077         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1078                 struct vknetif_info *info;
1079                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1080                 int tap_fd, tap_unit;
1081                 char *netif;
1082
1083                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1084                 if (netif == NULL) {
1085                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1086                         continue;
1087                 }
1088
1089                 /*
1090                  * Open tap(4) device file and bring up the
1091                  * corresponding interface
1092                  */
1093                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1094                 if (tap_fd < 0)
1095                         continue;
1096
1097                 /*
1098                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1099                  * for pseudo netif
1100                  *
1101                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1102                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1103                  */
1104                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1105                         /*
1106                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1107                          *     down the corresponding interface
1108                          */
1109                         close(tap_fd);
1110                         continue;
1111                 }
1112
1113                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1114                 info->tap_fd = tap_fd;
1115                 info->tap_unit = tap_unit;
1116                 info->netif_addr = netif_addr;
1117                 info->netif_mask = netif_mask;
1118
1119                 NetifNum++;
1120                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1121                         break;
1122         }
1123         close(s);
1124 }
1125
1126 static
1127 void
1128 writepid( void )
1129 {
1130         pid_t self;
1131         FILE *fp;
1132
1133         if (pid_file != NULL) {
1134                 self = getpid();
1135                 fp = fopen(pid_file, "w");
1136
1137                 if (fp != NULL) {
1138                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1139                         fclose(fp);
1140                 }
1141                 else {
1142                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1143                 }
1144         }
1145 }
1146
1147 static
1148 void
1149 cleanpid( void )
1150 {
1151         if (pid_file != NULL) {
1152                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1153                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1154         }
1155 }
1156
1157 static
1158 void
1159 usage(const char *ctl, ...)
1160 {
1161         va_list va;
1162
1163         va_start(va, ctl);
1164         vfprintf(stderr, ctl, va);
1165         va_end(va);
1166         fprintf(stderr, "\n");
1167         exit(1);
1168 }
1169
1170 void
1171 cpu_reset(void)
1172 {
1173         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1174         closefrom(3);
1175         cleanpid();
1176         execv(save_av[0], save_av);
1177 }
1178
1179 void
1180 cpu_halt(void)
1181 {
1182         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1183         cleanpid();
1184         exit(0);
1185 }
1186
1187 void
1188 setrealcpu(void)
1189 {
1190         switch(lwp_cpu_lock) {
1191         case LCL_PER_CPU:
1192                 if (bootverbose)
1193                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1194                                 mycpuid, next_cpu);
1195                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1196                 next_cpu++;
1197                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1198                         next_cpu = 0;
1199                 break;
1200         case LCL_SINGLE_CPU:
1201                 if (bootverbose)
1202                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1203                                 mycpuid, next_cpu);
1204                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1205                 break;
1206         default:
1207                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1208                 break;
1209         }
1210 }
1211