sys/platform/vkernel64/platform/init.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/platform/init.c,v 1.56 2008/05/27 07:48:00 dillon Exp $
  35  */
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/stat.h>
  41 #include <sys/mman.h>
  42 #include <sys/cons.h>
  43 #include <sys/random.h>
  44 #include <sys/vkernel.h>
  45 #include <sys/tls.h>
  46 #include <sys/reboot.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/msgbuf.h>
  49 #include <sys/vmspace.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/sockio.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <sys/un.h>
  54 #include <vm/vm_page.h>
  55
  56 #include <machine/cpu.h>
  57 #include <machine/globaldata.h>
  58 #include <machine/tls.h>
  59 #include <machine/md_var.h>
  60 #include <machine/vmparam.h>
  61 #include <cpu/specialreg.h>
  62
  63 #include <net/if.h>
  64 #include <net/if_arp.h>
  65 #include <net/ethernet.h>
  66 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
  67 #include <netinet/in.h>
  68 #include <arpa/inet.h>
  69
  70 #include <stdio.h>
  71 #include <stdlib.h>
  72 #include <stdarg.h>
  73 #include <stdbool.h>
  74 #include <unistd.h>
  75 #include <fcntl.h>
  76 #include <string.h>
  77 #include <err.h>
  78 #include <errno.h>
  79 #include <assert.h>
  80 #include <sysexits.h>
  81
  82 vm_paddr_t phys_avail[16];
  83 vm_paddr_t Maxmem;
  84 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
  85 int physmem;
  86 int MemImageFd = -1;
  87 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
  88 int DiskNum;
  89 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
  90 int NetifNum;
  91 char *pid_file;
  92 vm_offset_t KvaStart;
  93 vm_offset_t KvaEnd;
  94 vm_offset_t KvaSize;
  95 vm_offset_t virtual_start;
  96 vm_offset_t virtual_end;
  97 vm_offset_t virtual2_start;
  98 vm_offset_t virtual2_end;
  99 vm_offset_t kernel_vm_end;
 100 vm_offset_t crashdumpmap;
 101 vm_offset_t clean_sva;
 102 vm_offset_t clean_eva;
 103 struct msgbuf *msgbufp;
 104 caddr_t ptvmmap;
 105 vpte_t  *KernelPTD;
 106 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
 107 void *dmap_min_address;
 108 u_int cpu_feature;      /* XXX */
 109 int tsc_present;
 110 int64_t tsc_frequency;
 111 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
 112 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
 113 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
 114 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
 115
 116 struct privatespace *CPU_prvspace;
 117
 118 static struct trapframe proc0_tf;
 119 static void *proc0paddr;
 120
 121 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 122 static void init_kern_memory(void);
 123 static void init_globaldata(void);
 124 static void init_vkernel(void);
 125 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 126 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 127 static void writepid(void);
 128 static void cleanpid(void);
 129 static int unix_connect(const char *path);
 130 static void usage_err(const char *ctl, ...);
 131 static void usage_help(_Bool);
 132
 133 static int save_ac;
 134 static char **save_av;
 135
 136 /*
 137  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 138  */
 139 int
 140 main(int ac, char **av)
 141 {
 142         char *memImageFile = NULL;
 143         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 144         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 145         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 146         char *suffix;
 147         char *endp;
 148         int netifFileNum = 0;
 149         int diskFileNum = 0;
 150         int cdFileNum = 0;
 151         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
 152         int c;
 153         int i;
 154         int j;
 155         int n;
 156         int isq;
 157         int real_vkernel_enable;
 158         int supports_sse;
 159         size_t vsize;
 160
 161         save_ac = ac;
 162         save_av = av;
 163
 164         /*
 165          * Process options
 166          */
 167         kernel_mem_readonly = 1;
 168 #ifdef SMP
 169         optcpus = 2;
 170 #endif
 171         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 172
 173         real_vkernel_enable = 0;
 174         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
 175         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
 176
 177         if (real_vkernel_enable == 0) {
 178                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
 179                         "to 1 to execute a vkernel!");
 180         }
 181
 182         real_ncpus = 1;
 183         vsize = sizeof(real_ncpus);
 184         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
 185
 186         if (ac < 2)
 187                 usage_help(false);
 188
 189         while ((c = getopt(ac, av, "c:hsvl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 190                 switch(c) {
 191                 case 'e':
 192                         /*
 193                          * name=value:name=value:name=value...
 194                          * name="value"...
 195                          *
 196                          * Allow values to be quoted but note that shells
 197                          * may remove the quotes, so using this feature
 198                          * to embed colons may require a backslash.
 199                          */
 200                         n = strlen(optarg);
 201                         isq = 0;
 202                         kern_envp = malloc(n + 2);
 203                         for (i = j = 0; i < n; ++i) {
 204                                 if (optarg[i] == '"')
 205                                         isq ^= 1;
 206                                 else if (optarg[i] == '\'')
 207                                         isq ^= 2;
 208                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
 209                                         kern_envp[j++] = 0;
 210                                 else
 211                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
 212                         }
 213                         kern_envp[j++] = 0;
 214                         kern_envp[j++] = 0;
 215                         break;
 216                 case 's':
 217                         boothowto |= RB_SINGLE;
 218                         break;
 219                 case 'v':
 220                         bootverbose = 1;
 221                         break;
 222                 case 'i':
 223                         memImageFile = optarg;
 224                         break;
 225                 case 'I':
 226                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 227                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 228                         break;
 229                 case 'r':
 230                         if (bootOnDisk < 0)
 231                                 bootOnDisk = 1;
 232                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 233                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 234                         break;
 235                 case 'c':
 236                         if (bootOnDisk < 0)
 237                                 bootOnDisk = 0;
 238                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 239                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 240                         break;
 241                 case 'm':
 242                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 243                         if (suffix) {
 244                                 switch(*suffix) {
 245                                 case 'g':
 246                                 case 'G':
 247                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 248                                         break;
 249                                 case 'm':
 250                                 case 'M':
 251                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 252                                         break;
 253                                 case 'k':
 254                                 case 'K':
 255                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 256                                         break;
 257                                 default:
 258                                         Maxmem_bytes = 0;
 259                                         usage_err("Bad maxmem option");
 260                                         /* NOT REACHED */
 261                                         break;
 262                                 }
 263                         }
 264                         break;
 265                 case 'l':
 266                         next_cpu = -1;
 267                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 268                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 269                                 if (optarg[3] == ',') {
 270                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 271                                         if (*endp != '\0')
 272                                                 usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 273                                 } else {
 274                                         next_cpu = 0;
 275                                 }
 276                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 277                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 278                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 279                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 280                         } else {
 281                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 282                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 283                                 if (*endp != '\0')
 284                                         usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 285                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 286                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 287                         }
 288                         break;
 289                 case 'n':
 290                         /*
 291                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 292                          * set ncpus here.
 293                          */
 294 #ifdef SMP
 295                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 296                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 297                                 usage_err("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 298 #else
 299                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 300                                 usage_err("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 301                         }
 302 #endif
 303
 304                         break;
 305                 case 'p':
 306                         pid_file = optarg;
 307                         break;
 308                 case 'U':
 309                         kernel_mem_readonly = 0;
 310                         break;
 311                 case 'h':
 312                         usage_help(true);
 313                         break;
 314                 case '?':
 315                 default:
 316                         usage_help(false);
 317                 }
 318         }
 319
 320         writepid();
 321         cpu_disable_intr();
 322         init_sys_memory(memImageFile);
 323         init_kern_memory();
 324         init_globaldata();
 325         init_vkernel();
 326         setrealcpu();
 327         init_kqueue();
 328
 329         /*
 330          * Check TSC
 331          */
 332         vsize = sizeof(tsc_present);
 333         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
 334         vsize = sizeof(tsc_frequency);
 335         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
 336         if (tsc_present)
 337                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
 338
 339         /*
 340          * Check SSE
 341          */
 342         vsize = sizeof(supports_sse);
 343         supports_sse = 0;
 344         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
 345         init_fpu(supports_sse);
 346         if (supports_sse)
 347                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
 348
 349         /*
 350          * We boot from the first installed disk.
 351          */
 352         if (bootOnDisk == 1) {
 353                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 354                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 355         } else {
 356                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 357                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 358         }
 359         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 360         init_exceptions();
 361         mi_startup();
 362         /* NOT REACHED */
 363         exit(EX_SOFTWARE);
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 368  */
 369 static
 370 void
 371 init_sys_memory(char *imageFile)
 372 {
 373         struct stat st;
 374         int i;
 375         int fd;
 376
 377         /*
 378          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 379          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 380          */
 381
 382         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 383                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 384         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 385             Maxmem_bytes == 0) {
 386                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 387                        "system memory size is specified with -m",
 388                        imageFile);
 389                 /* NOT REACHED */
 390         }
 391
 392         /*
 393          * Maxmem must be known at this time
 394          */
 395         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 396                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 397                        "multiples of %dMB only",
 398                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 399                 /* NOT REACHED */
 400         }
 401
 402         /*
 403          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 404          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 405          * to use the same image file.
 406          */
 407         if (imageFile == NULL) {
 408                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 409                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 410                         fd = open(imageFile,
 411                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 412                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 413                                 free(imageFile);
 414                                 continue;
 415                         }
 416                         break;
 417                 }
 418         } else {
 419                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 420         }
 421         fprintf(stderr, "Using memory file: %s\n", imageFile);
 422         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 423                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 424                 /* NOT REACHED */
 425         }
 426
 427         /*
 428          * Truncate or extend the file as necessary.  Clean out the contents
 429          * of the file, we want it to be full of holes so we don't waste
 430          * time reading in data from an old file that we no longer care
 431          * about.
 432          */
 433         ftruncate(fd, 0);
 434         ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 435
 436         MemImageFd = fd;
 437         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 438         physmem = Maxmem;
 439 }
 440
 441 /*
 442  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 443  * MAP_VPAGETABLE
 444  */
 445
 446 static
 447 void
 448 init_kern_memory(void)
 449 {
 450         void *base;
 451         void *try;
 452         char dummy;
 453         char *topofstack = &dummy;
 454         int i;
 455         void *firstfree;
 456
 457         /*
 458          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 459          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 460          * moment.
 461          *
 462          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 463          * offset KernelPTD.
 464          *
 465          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 466          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 467          * Try a number of different locations.
 468          */
 469         try = (void *)(512UL << 30);
 470         base = NULL;
 471         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 472                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 473                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 474                             MemImageFd, (off_t)try);
 475                 if (base == try)
 476                         break;
 477                 if (base != MAP_FAILED)
 478                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 479                 try = (char *)try + (512UL << 30);
 480         }
 481         if (base != try) {
 482                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 483                 /* NOT REACHED */
 484         }
 485         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 486         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 487         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 488         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 489
 490         /* cannot use kprintf yet */
 491         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 492
 493         /* MAP_FILE? */
 494         dmap_min_address = mmap(0, DMAP_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 495                                 MAP_NOCORE|MAP_NOSYNC|MAP_SHARED,
 496                                 MemImageFd, 0);
 497         if (dmap_min_address == MAP_FAILED) {
 498                 err(1, "Unable to mmap() kernel DMAP region!");
 499                 /* NOT REACHED */
 500         }
 501
 502         firstfree = 0;
 503         pmap_bootstrap((vm_paddr_t *)&firstfree, (int64_t)base);
 504
 505         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 506                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
 507
 508         /*
 509          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 510          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 511          */
 512         phys_avail[0] = (vm_paddr_t)firstfree;
 513         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 514         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
 515
 516 #if JGV
 517         /*
 518          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 519          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 520          */
 521         virtual_start = KvaStart + (long)firstfree;
 522         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 523         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 524 #endif
 525
 526         /*
 527          * pmap_growkernel() will set the correct value.
 528          */
 529         kernel_vm_end = 0;
 530
 531         /*
 532          * Allocate space for process 0's UAREA.
 533          */
 534         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 535         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 536                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 537                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 538                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 539         }
 540
 541         /*
 542          * crashdumpmap
 543          */
 544         crashdumpmap = virtual_start;
 545         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 546
 547         /*
 548          * msgbufp maps the system message buffer
 549          */
 550         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 551         msgbufp = (void *)virtual_start;
 552         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 553                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 554                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 555                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 556         }
 557         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 558
 559         /*
 560          * used by kern_memio for /dev/mem access
 561          */
 562         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 563         virtual_start += PAGE_SIZE;
 564
 565         /*
 566          * Bootstrap the kernel_pmap
 567          */
 568 #if JGV
 569         pmap_bootstrap();
 570 #endif
 571 }
 572
 573 /*
 574  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 575  * virtual_start and phys_avail[0]
 576  */
 577 static
 578 void
 579 init_globaldata(void)
 580 {
 581         int i;
 582         vm_paddr_t pa;
 583         vm_offset_t va;
 584
 585         /*
 586          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 587          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 588          * whole page table mappings.
 589          */
 590         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 591         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 592         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 593
 594         /*
 595          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 596          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 597          * into KVA.  For cpu #0 only.
 598          */
 599         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 600                 pa = phys_avail[0];
 601                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 602                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 603                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 604         }
 605         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 606                 pa = phys_avail[0];
 607                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 608                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 609                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 610         }
 611
 612         /*
 613          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 614          * point.  Note that %fs is used by pthreads.
 615          */
 616         tls_set_gs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 617 }
 618
 619 /*
 620  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 621  */
 622 static
 623 void
 624 init_vkernel(void)
 625 {
 626         struct mdglobaldata *gd;
 627
 628         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 629         bzero(gd, sizeof(*gd));
 630
 631         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 632         thread0.td_gd = &gd->mi;
 633         ncpus = 1;
 634         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 635         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 636         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 637         init_param1();
 638         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 639         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 640         cpu_gdinit(gd, 0);
 641         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 642         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 643
 644         /*init_locks();*/
 645         cninit();
 646         rand_initialize();
 647 #if 0   /* #ifdef DDB */
 648         kdb_init();
 649         if (boothowto & RB_KDB)
 650                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 651 #endif
 652         identcpu();
 653 #if 0
 654         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 655 #endif
 656         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
 657
 658 #if 0
 659         /*
 660          * Map the message buffer
 661          */
 662         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 663                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 664         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 665 #endif
 666 #if 0
 667         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 668         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 669 #endif
 670 }
 671
 672 /*
 673  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 674  * If specified they each should point to a disk image,
 675  * the first of which will become the root disk.
 676  *
 677  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 678  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 679  * O_DIRECT to remove the duplication.
 680  */
 681 static
 682 void
 683 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 684 {
 685         int i;
 686
 687         if (diskFileNum == 0)
 688                 return;
 689
 690         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
 691                 char *fname;
 692                 fname = diskExp[i];
 693
 694                 if (fname == NULL) {
 695                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 696                         continue;
 697                 }
 698
 699                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
 700                         struct stat st;
 701                         struct vkdisk_info* info = NULL;
 702                         int fd;
 703                         size_t l = 0;
 704
 705                         if (type == VKD_DISK)
 706                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT, 0644);
 707                         else
 708                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 709                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 710                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 711                                 /* NOT REACHED */
 712                         }
 713                         if (S_ISREG(st.st_mode)) {
 714                                 if (flock(fd, LOCK_EX|LOCK_NB) < 0) {
 715                                         errx(1, "Disk image %s is already "
 716                                                 "in use\n", fname);
 717                                         /* NOT REACHED */
 718                                 }
 719                         }
 720
 721                         info = &DiskInfo[DiskNum];
 722                         l = strlen(fname);
 723
 724                         info->unit = i;
 725                         info->fd = fd;
 726                         info->type = type;
 727                         memcpy(info->fname, fname, l);
 728
 729                         if (DiskNum == 0) {
 730                                 if (type == VKD_CD) {
 731                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
 732                                 } else if (type == VKD_DISK) {
 733                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
 734                                     rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
 735                                 }
 736                         }
 737
 738                         DiskNum++;
 739                 } else {
 740                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 741                         continue;
 742                 }
 743         }
 744 }
 745
 746 static
 747 int
 748 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 749 {
 750         struct ifreq ifr;
 751         int flags;
 752
 753         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 754
 755         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 756         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 757                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 758                 return -1;
 759         }
 760
 761         /*
 762          * Adjust if_flags
 763          *
 764          * If the flags are already set/cleared, then we return
 765          * immediately to avoid extra syscalls
 766          */
 767         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 768         if (f < 0) {
 769                 /* Turn off flags */
 770                 f = -f;
 771                 if ((flags & f) == 0)
 772                         return 0;
 773                 flags &= ~f;
 774         } else {
 775                 /* Turn on flags */
 776                 if (flags & f)
 777                         return 0;
 778                 flags |= f;
 779         }
 780
 781         /*
 782          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 783          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 784          */
 785         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 786
 787         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 788         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 789         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 790                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 791                 return -1;
 792         }
 793         return 0;
 794 }
 795
 796 static
 797 int
 798 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 799 {
 800         struct ifaliasreq ifra;
 801         struct sockaddr_in *in;
 802
 803         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 804         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 805
 806         /* Setup address */
 807         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 808         in->sin_family = AF_INET;
 809         in->sin_len = sizeof(*in);
 810         in->sin_addr.s_addr = addr;
 811
 812         if (mask != 0) {
 813                 /* Setup netmask */
 814                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 815                 in->sin_len = sizeof(*in);
 816                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 817         }
 818
 819         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 820                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 821                 return -1;
 822         }
 823         return 0;
 824 }
 825
 826 static
 827 int
 828 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 829 {
 830         struct ifbreq ifbr;
 831         struct ifdrv ifd;
 832
 833         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 834         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 835                  "tap%d", tap_unit);
 836
 837         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 838         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 839         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 840         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 841         ifd.ifd_data = &ifbr;
 842
 843         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 844                 /*
 845                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 846                  * a member of the bridge(4)
 847                  */
 848                 if (errno != EEXIST) {
 849                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 850                         return -1;
 851                 }
 852         }
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 857
 858 /*
 859  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 860  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 861  * tap(4) interface.
 862  *
 863  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 864  */
 865 static
 866 int
 867 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 868 {
 869         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 870         int tap_fd, failed;
 871         struct stat st;
 872         char *dname;
 873
 874         *tap_unit = -1;
 875
 876         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 877                 /*
 878                  * Find first unused tap(4) device file
 879                  */
 880                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
 881                 if (tap_fd < 0) {
 882                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
 883                         return -1;
 884                 }
 885         } else {
 886                 /*
 887                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
 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
 896                 /*
 897                  * If we cannot open normally try to connect to it.
 898                  */
 899                 if (tap_fd < 0)
 900                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
 901
 902                 if (tap_fd < 0) {
 903                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 904                         return -1;
 905                 }
 906         }
 907
 908         /*
 909          * Check whether the device file is a tap(4)
 910          */
 911         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
 912                 failed = 1;
 913         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
 914                 dname = fdevname(tap_fd);
 915                 if (dname)
 916                         dname = strstr(dname, "tap");
 917                 if (dname) {
 918                         /*
 919                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
 920                          */
 921                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
 922                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
 923                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 924                                 failed = 0;
 925                         else
 926                                 failed = 1;
 927                 } else {
 928                         failed = 1;
 929                 }
 930         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
 931                 /*
 932                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
 933                  * do not have to do anything.
 934                  */
 935                 failed = 0;
 936         } else {
 937                 failed = 1;
 938         }
 939
 940         if (failed) {
 941                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
 942                 close(tap_fd);
 943                 tap_fd = -1;
 944                 *tap_unit = -1;
 945         }
 946         return tap_fd;
 947 }
 948
 949 static int
 950 unix_connect(const char *path)
 951 {
 952         struct sockaddr_un sunx;
 953         int len;
 954         int net_fd;
 955         int sndbuf = 262144;
 956         struct stat st;
 957
 958         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
 959         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
 960         ++len;  /* include nul */
 961         sunx.sun_family = AF_UNIX;
 962         sunx.sun_len = len;
 963
 964         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
 965         if (net_fd < 0)
 966                 return(-1);
 967         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
 968                 close(net_fd);
 969                 return(-1);
 970         }
 971         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
 972         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
 973                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
 974         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
 975         return(net_fd);
 976 }
 977
 978 #undef TAPDEV_MAJOR
 979 #undef TAPDEV_MINOR
 980 #undef TAPDEV_OFLAGS
 981
 982 /*
 983  * Following syntax is supported,
 984  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
 985  *
 986  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
 987  *                        tap(4)'s netmask len is z
 988  *
 989  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
 990  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 991  *
 992  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
 993  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 994  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
 995  *
 996  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
 997  *
 998  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
 999  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1000  *
1001  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
1002  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1003  *                        pseudo netif's netmask len is z
1004  */
1005 static
1006 int
1007 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1008 {
1009         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1010         int next_netif_addr;
1011         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1012
1013         *addr = 0;
1014         *mask = 0;
1015
1016         tok = strtok(NULL, ":/");
1017         if (tok == NULL) {
1018                 /*
1019                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1020                  */
1021                 return 0;
1022         }
1023
1024         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1025                 /*
1026                  * tap(4)'s address is supplied
1027                  */
1028                 ifbridge = NULL;
1029
1030                 /*
1031                  * If there is next token, then it may be pseudo
1032                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1033                  */
1034                 next_netif_addr = 0;
1035         } else {
1036                 /*
1037                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1038                  * iface name
1039                  */
1040                 tap_addr = 0;
1041                 ifbridge = tok;
1042
1043                 /*
1044                  * If there is next token, then it must be pseudo
1045                  * netif's address
1046                  */
1047                 next_netif_addr = 1;
1048         }
1049
1050         netmask = netif_addr = 0;
1051
1052         tok = strtok(NULL, ":/");
1053         if (tok == NULL)
1054                 goto back;
1055
1056         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1057                 if (next_netif_addr) {
1058                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1059                         return -1;
1060                 }
1061                 netif_addr = 0;
1062
1063                 /*
1064                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1065                  */
1066                 masklen_str = tok;
1067         } else {
1068                 /*
1069                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1070                  * it must be netmask len
1071                  */
1072                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1073         }
1074
1075         /* Calculate netmask */
1076         if (masklen_str != NULL) {
1077                 u_long masklen;
1078
1079                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1080                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1081                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1082                                         & 0xffffffff);
1083                 } else {
1084                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1085                         return -1;
1086                 }
1087         }
1088
1089         /* Make sure there is no more token left */
1090         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1091                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1092                 return -1;
1093         }
1094
1095 back:
1096         if (tap_unit < 0) {
1097                 /* Do nothing */
1098         } else if (ifbridge == NULL) {
1099                 /* Set tap(4) address/netmask */
1100                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1101                         return -1;
1102         } else {
1103                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1104                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1105                         return -1;
1106         }
1107
1108         *addr = netif_addr;
1109         *mask = netmask;
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 /*
1114  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1115  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1116  * in NetifInfo[].
1117  */
1118 static
1119 void
1120 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1121 {
1122         int i, s;
1123
1124         if (netifExpNum == 0)
1125                 return;
1126
1127         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1128         if (s < 0)
1129                 return;
1130
1131         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1132                 struct vknetif_info *info;
1133                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1134                 int tap_fd, tap_unit;
1135                 char *netif;
1136
1137                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1138                 if (netif == NULL) {
1139                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1140                         continue;
1141                 }
1142
1143                 /*
1144                  * Open tap(4) device file and bring up the
1145                  * corresponding interface
1146                  */
1147                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1148                 if (tap_fd < 0)
1149                         continue;
1150
1151                 /*
1152                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1153                  * for pseudo netif
1154                  *
1155                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1156                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1157                  */
1158                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1159                         /*
1160                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1161                          *     down the corresponding interface
1162                          */
1163                         close(tap_fd);
1164                         continue;
1165                 }
1166
1167                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1168                 info->tap_fd = tap_fd;
1169                 info->tap_unit = tap_unit;
1170                 info->netif_addr = netif_addr;
1171                 info->netif_mask = netif_mask;
1172
1173                 NetifNum++;
1174                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1175                         break;
1176         }
1177         close(s);
1178 }
1179
1180 static
1181 void
1182 writepid( void )
1183 {
1184         pid_t self;
1185         FILE *fp;
1186
1187         if (pid_file != NULL) {
1188                 self = getpid();
1189                 fp = fopen(pid_file, "w");
1190
1191                 if (fp != NULL) {
1192                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1193                         fclose(fp);
1194                 }
1195                 else {
1196                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1197                 }
1198         }
1199 }
1200
1201 static
1202 void
1203 cleanpid( void )
1204 {
1205         if (pid_file != NULL) {
1206                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1207                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1208         }
1209 }
1210
1211 static
1212 void
1213 usage_err(const char *ctl, ...)
1214 {
1215         va_list va;
1216
1217         va_start(va, ctl);
1218         vfprintf(stderr, ctl, va);
1219         va_end(va);
1220         fprintf(stderr, "\n");
1221         exit(EX_USAGE);
1222 }
1223
1224 static
1225 void
1226 usage_help(_Bool help)
1227 {
1228         fprintf(stderr, "Usage: %s [-hsUv] [-c file] [-e name=value:name=value:...]\n"
1229             "\t[-i file] [-I interface[:address1[:address2][/netmask]]] [-l cpulock]\n"
1230             "\t[-m size] [-n numcpus] [-p file] [-r file]\n", save_av[0]);
1231
1232         if (help)
1233                 fprintf(stderr, "\nArguments:\n"
1234                     "\t-c\tSpecify a readonly CD-ROM image file to be used by the kernel.\n"
1235                     "\t-e\tSpecify an environment to be used by the kernel.\n"
1236                     "\t-h\tThis list of options.\n"
1237                     "\t-i\tSpecify a memory image file to be used by the virtual kernel.\n"
1238                     "\t-I\tCreate a virtual network device.\n"
1239                     "\t-l\tSpecify which, if any, real CPUs to lock virtual CPUs to.\n"
1240                     "\t-m\tSpecify the amount of memory to be used by the kernel in bytes.\n"
1241                     "\t-n\tSpecify the number of CPUs you wish to emulate.\n"
1242                     "\t-p\tSpecify a file in which to store the process ID.\n"
1243                     "\t-r\tSpecify a R/W disk image file to be used by the kernel.\n"
1244                     "\t-s\tBoot into single-user mode.\n"
1245                     "\t-U\tEnable writing to kernel memory and module loading.\n"
1246                     "\t-v\tTurn on verbose booting.\n");
1247
1248         exit(EX_USAGE);
1249 }
1250
1251 void
1252 cpu_reset(void)
1253 {
1254         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1255         closefrom(3);
1256         cleanpid();
1257         execv(save_av[0], save_av);
1258 }
1259
1260 void
1261 cpu_halt(void)
1262 {
1263         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1264         cleanpid();
1265         exit(EX_OK);
1266 }
1267
1268 void
1269 setrealcpu(void)
1270 {
1271         switch(lwp_cpu_lock) {
1272         case LCL_PER_CPU:
1273                 if (bootverbose)
1274                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1275                                 mycpuid, next_cpu);
1276                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1277                 next_cpu++;
1278                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1279                         next_cpu = 0;
1280                 break;
1281         case LCL_SINGLE_CPU:
1282                 if (bootverbose)
1283                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1284                                 mycpuid, next_cpu);
1285                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1286                 break;
1287         default:
1288                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1289                 break;
1290         }
1291 }