Merge branch 'vendor/GCC44'
[dragonfly.git] / 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 #include <vm/vm_map.h>
56 #include <sys/mplock2.h>
57
58 #include <machine/cpu.h>
59 #include <machine/globaldata.h>
60 #include <machine/tls.h>
61 #include <machine/md_var.h>
62 #include <machine/vmparam.h>
63 #include <cpu/specialreg.h>
64
65 #include <net/if.h>
66 #include <net/if_arp.h>
67 #include <net/ethernet.h>
68 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
69 #include <netinet/in.h>
70 #include <arpa/inet.h>
71
72 #include <stdio.h>
73 #include <stdlib.h>
74 #include <stdarg.h>
75 #include <stdbool.h>
76 #include <unistd.h>
77 #include <fcntl.h>
78 #include <string.h>
79 #include <err.h>
80 #include <errno.h>
81 #include <assert.h>
82 #include <sysexits.h>
83
84 vm_paddr_t phys_avail[16];
85 vm_paddr_t Maxmem;
86 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
87 long physmem;
88 int MemImageFd = -1;
89 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
90 int DiskNum;
91 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
92 int NetifNum;
93 char *pid_file;
94 vm_offset_t KvaStart;
95 vm_offset_t KvaEnd;
96 vm_offset_t KvaSize;
97 vm_offset_t virtual_start;
98 vm_offset_t virtual_end;
99 vm_offset_t virtual2_start;
100 vm_offset_t virtual2_end;
101 vm_offset_t kernel_vm_end;
102 vm_offset_t crashdumpmap;
103 vm_offset_t clean_sva;
104 vm_offset_t clean_eva;
105 struct msgbuf *msgbufp;
106 caddr_t ptvmmap;
107 vpte_t  *KernelPTD;
108 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
109 void *dmap_min_address;
110 u_int cpu_feature;      /* XXX */
111 int tsc_present;
112 int64_t tsc_frequency;
113 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
114 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
115 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
116 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
117
118 struct privatespace *CPU_prvspace;
119
120 static struct trapframe proc0_tf;
121 static void *proc0paddr;
122
123 static void init_sys_memory(char *imageFile);
124 static void init_kern_memory(void);
125 static void init_globaldata(void);
126 static void init_vkernel(void);
127 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
128 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
129 static void writepid(void);
130 static void cleanpid(void);
131 static int unix_connect(const char *path);
132 static void usage_err(const char *ctl, ...);
133 static void usage_help(_Bool);
134
135 static int save_ac;
136 static char **save_av;
137
138 /*
139  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
140  */
141 int
142 main(int ac, char **av)
143 {
144         char *memImageFile = NULL;
145         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
146         char *diskFile[VKDISK_MAX];
147         char *cdFile[VKDISK_MAX];
148         char *suffix;
149         char *endp;
150         int netifFileNum = 0;
151         int diskFileNum = 0;
152         int cdFileNum = 0;
153         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
154         int c;
155         int i;
156         int j;
157         int n;
158         int isq;
159         int real_vkernel_enable;
160         int supports_sse;
161         size_t vsize;
162
163         save_ac = ac;
164         save_av = av;
165
166         /*
167          * Process options
168          */
169         kernel_mem_readonly = 1;
170 #ifdef SMP
171         optcpus = 2;
172 #endif
173         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
174
175         real_vkernel_enable = 0;
176         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
177         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
178
179         if (real_vkernel_enable == 0) {
180                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
181                         "to 1 to execute a vkernel!");
182         }
183
184         real_ncpus = 1;
185         vsize = sizeof(real_ncpus);
186         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
187
188         if (ac < 2)
189                 usage_help(false);
190
191         while ((c = getopt(ac, av, "c:hsvl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
192                 switch(c) {
193                 case 'e':
194                         /*
195                          * name=value:name=value:name=value...
196                          * name="value"...
197                          *
198                          * Allow values to be quoted but note that shells
199                          * may remove the quotes, so using this feature
200                          * to embed colons may require a backslash.
201                          */
202                         n = strlen(optarg);
203                         isq = 0;
204                         kern_envp = malloc(n + 2);
205                         for (i = j = 0; i < n; ++i) {
206                                 if (optarg[i] == '"')
207                                         isq ^= 1;
208                                 else if (optarg[i] == '\'')
209                                         isq ^= 2;
210                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
211                                         kern_envp[j++] = 0;
212                                 else
213                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
214                         }
215                         kern_envp[j++] = 0;
216                         kern_envp[j++] = 0;
217                         break;
218                 case 's':
219                         boothowto |= RB_SINGLE;
220                         break;
221                 case 'v':
222                         bootverbose = 1;
223                         break;
224                 case 'i':
225                         memImageFile = optarg;
226                         break;
227                 case 'I':
228                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
229                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
230                         break;
231                 case 'r':
232                         if (bootOnDisk < 0)
233                                 bootOnDisk = 1;
234                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
235                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
236                         break;
237                 case 'c':
238                         if (bootOnDisk < 0)
239                                 bootOnDisk = 0;
240                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
241                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
242                         break;
243                 case 'm':
244                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
245                         if (suffix) {
246                                 switch(*suffix) {
247                                 case 'g':
248                                 case 'G':
249                                         Maxmem_bytes <<= 30;
250                                         break;
251                                 case 'm':
252                                 case 'M':
253                                         Maxmem_bytes <<= 20;
254                                         break;
255                                 case 'k':
256                                 case 'K':
257                                         Maxmem_bytes <<= 10;
258                                         break;
259                                 default:
260                                         Maxmem_bytes = 0;
261                                         usage_err("Bad maxmem option");
262                                         /* NOT REACHED */
263                                         break;
264                                 }
265                         }
266                         break;
267                 case 'l':
268                         next_cpu = -1;
269                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
270                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
271                                 if (optarg[3] == ',') {
272                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
273                                         if (*endp != '\0')
274                                                 usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
275                                 } else {
276                                         next_cpu = 0;
277                                 }
278                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
279                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
280                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
281                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
282                         } else {
283                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
284                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
285                                 if (*endp != '\0')
286                                         usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
287                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
288                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
289                         }
290                         break;
291                 case 'n':
292                         /*
293                          * This value is set up by mp_start(), don't just
294                          * set ncpus here.
295                          */
296 #ifdef SMP
297                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
298                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
299                                 usage_err("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
300 #else
301                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
302                                 usage_err("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
303                         }
304 #endif
305
306                         break;
307                 case 'p':
308                         pid_file = optarg;
309                         break;
310                 case 'U':
311                         kernel_mem_readonly = 0;
312                         break;
313                 case 'h':
314                         usage_help(true);
315                         break;
316                 default:
317                         usage_help(false);
318                 }
319         }
320
321         writepid();
322         cpu_disable_intr();
323         init_sys_memory(memImageFile);
324         init_kern_memory();
325         init_globaldata();
326         init_vkernel();
327         setrealcpu();
328         init_kqueue();
329
330         /*
331          * Check TSC
332          */
333         vsize = sizeof(tsc_present);
334         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
335         vsize = sizeof(tsc_frequency);
336         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
337         if (tsc_present)
338                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
339
340         /*
341          * Check SSE
342          */
343         vsize = sizeof(supports_sse);
344         supports_sse = 0;
345         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
346         init_fpu(supports_sse);
347         if (supports_sse)
348                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
349
350         /*
351          * We boot from the first installed disk.
352          */
353         if (bootOnDisk == 1) {
354                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
355                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
356         } else {
357                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
358                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
359         }
360         init_netif(netifFile, netifFileNum);
361         init_exceptions();
362         mi_startup();
363         /* NOT REACHED */
364         exit(EX_SOFTWARE);
365 }
366
367 /*
368  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
369  */
370 static
371 void
372 init_sys_memory(char *imageFile)
373 {
374         struct stat st;
375         int i;
376         int fd;
377
378         /*
379          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
380          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
381          */
382
383         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
384                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
385         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
386             Maxmem_bytes == 0) {
387                 errx(1, "Cannot create new memory file %s unless "
388                        "system memory size is specified with -m",
389                        imageFile);
390                 /* NOT REACHED */
391         }
392
393         /*
394          * Maxmem must be known at this time
395          */
396         if (Maxmem_bytes < 64 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
397                 errx(1, "Bad maxmem specification: 64MB minimum, "
398                        "multiples of %dMB only",
399                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
400                 /* NOT REACHED */
401         }
402
403         /*
404          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
405          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
406          * to use the same image file.
407          */
408         if (imageFile == NULL) {
409                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
410                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
411                         fd = open(imageFile,
412                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
413                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
414                                 free(imageFile);
415                                 continue;
416                         }
417                         break;
418                 }
419         } else {
420                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
421         }
422         fprintf(stderr, "Using memory file: %s\n", imageFile);
423         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
424                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
425                 /* NOT REACHED */
426         }
427
428         /*
429          * Truncate or extend the file as necessary.  Clean out the contents
430          * of the file, we want it to be full of holes so we don't waste
431          * time reading in data from an old file that we no longer care
432          * about.
433          */
434         ftruncate(fd, 0);
435         ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
436
437         MemImageFd = fd;
438         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
439         physmem = Maxmem;
440 }
441
442 /*
443  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
444  * MAP_VPAGETABLE
445  */
446
447 static
448 void
449 init_kern_memory(void)
450 {
451         void *base;
452         void *try;
453         char dummy;
454         char *topofstack = &dummy;
455         int i;
456         void *firstfree;
457
458         /*
459          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
460          * kernel image itself is not made part of this memory for the
461          * moment.
462          *
463          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
464          * offset KernelPTD.
465          *
466          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
467          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
468          * Try a number of different locations.
469          */
470         try = (void *)(512UL << 30);
471         base = NULL;
472         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
473                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
474                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
475                             MemImageFd, (off_t)try);
476                 if (base == try)
477                         break;
478                 if (base != MAP_FAILED)
479                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
480                 try = (char *)try + (512UL << 30);
481         }
482         if (base != try) {
483                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
484                 /* NOT REACHED */
485         }
486         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
487         KvaStart = (vm_offset_t)base;
488         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
489         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
490
491         /* cannot use kprintf yet */
492         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
493
494         /* MAP_FILE? */
495         dmap_min_address = mmap(0, DMAP_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
496                                 MAP_NOCORE|MAP_NOSYNC|MAP_SHARED,
497                                 MemImageFd, 0);
498         if (dmap_min_address == MAP_FAILED) {
499                 err(1, "Unable to mmap() kernel DMAP region!");
500                 /* NOT REACHED */
501         }
502
503         firstfree = 0;
504         pmap_bootstrap((vm_paddr_t *)&firstfree, (int64_t)base);
505
506         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
507                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
508
509         /*
510          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
511          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
512          */
513         phys_avail[0] = (vm_paddr_t)firstfree;
514         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
515         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
516
517 #if JGV
518         /*
519          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
520          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
521          */
522         virtual_start = KvaStart + (long)firstfree;
523         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
524         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
525 #endif
526
527         /*
528          * pmap_growkernel() will set the correct value.
529          */
530         kernel_vm_end = 0;
531
532         /*
533          * Allocate space for process 0's UAREA.
534          */
535         proc0paddr = (void *)virtual_start;
536         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
537                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
538                 virtual_start += PAGE_SIZE;
539                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
540         }
541
542         /*
543          * crashdumpmap
544          */
545         crashdumpmap = virtual_start;
546         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
547
548         /*
549          * msgbufp maps the system message buffer
550          */
551         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
552         msgbufp = (void *)virtual_start;
553         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
554                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
555                 virtual_start += PAGE_SIZE;
556                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
557         }
558         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
559
560         /*
561          * used by kern_memio for /dev/mem access
562          */
563         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
564         virtual_start += PAGE_SIZE;
565
566         /*
567          * Bootstrap the kernel_pmap
568          */
569 #if JGV
570         pmap_bootstrap();
571 #endif
572 }
573
574 /*
575  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
576  * virtual_start and phys_avail[0]
577  */
578 static
579 void
580 init_globaldata(void)
581 {
582         int i;
583         vm_paddr_t pa;
584         vm_offset_t va;
585
586         /*
587          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
588          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
589          * whole page table mappings.
590          */
591         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
592         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
593         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
594
595         /*
596          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
597          * portion of the space and the idle stack and map the pages
598          * into KVA.  For cpu #0 only.
599          */
600         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
601                 pa = phys_avail[0];
602                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
603                 pmap_kenter_quick(va, pa);
604                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
605         }
606         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
607                 pa = phys_avail[0];
608                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
609                 pmap_kenter_quick(va, pa);
610                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
611         }
612
613         /*
614          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
615          * point.  Note that %fs is used by pthreads.
616          */
617         tls_set_gs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
618 }
619
620 /*
621  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
622  */
623 static
624 void
625 init_vkernel(void)
626 {
627         struct mdglobaldata *gd;
628
629         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
630         bzero(gd, sizeof(*gd));
631
632         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
633         thread0.td_gd = &gd->mi;
634         ncpus = 1;
635         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
636         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
637         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
638         init_param1();
639         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
640         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
641         cpu_gdinit(gd, 0);
642         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
643         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
644
645         /*init_locks();*/
646 #ifdef SMP
647         /*
648          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
649          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
650          */
651         cpu_get_initial_mplock();
652 #endif
653         cninit();
654         rand_initialize();
655 #if 0   /* #ifdef DDB */
656         kdb_init();
657         if (boothowto & RB_KDB)
658                 Debugger("Boot flags requested debugger");
659 #endif
660         identcpu();
661 #if 0
662         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
663 #endif
664         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
665
666 #if 0
667         /*
668          * Map the message buffer
669          */
670         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
671                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
672         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
673 #endif
674 #if 0
675         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
676         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
677 #endif
678 }
679
680 /*
681  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
682  * If specified they each should point to a disk image,
683  * the first of which will become the root disk.
684  *
685  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
686  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
687  * O_DIRECT to remove the duplication.
688  */
689 static
690 void
691 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
692 {
693         int i;
694
695         if (diskFileNum == 0)
696                 return;
697
698         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
699                 char *fname;
700                 fname = diskExp[i];
701
702                 if (fname == NULL) {
703                         warnx("Invalid argument to '-r'");
704                         continue;
705                 }
706
707                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
708                         struct stat st;
709                         struct vkdisk_info* info = NULL;
710                         int fd;
711                         size_t l = 0;
712
713                         if (type == VKD_DISK)
714                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT, 0644);
715                         else
716                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
717                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
718                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
719                                 /* NOT REACHED */
720                         }
721                         if (S_ISREG(st.st_mode)) {
722                                 if (flock(fd, LOCK_EX|LOCK_NB) < 0) {
723                                         errx(1, "Disk image %s is already "
724                                                 "in use\n", fname);
725                                         /* NOT REACHED */
726                                 }
727                         }
728
729                         info = &DiskInfo[DiskNum];
730                         l = strlen(fname);
731
732                         info->unit = i;
733                         info->fd = fd;
734                         info->type = type;
735                         memcpy(info->fname, fname, l);
736
737                         if (DiskNum == 0) {
738                                 if (type == VKD_CD) {
739                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
740                                 } else if (type == VKD_DISK) {
741                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
742                                     rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
743                                 }
744                         }
745
746                         DiskNum++;
747                 } else {
748                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
749                         continue;
750                 }
751         }
752 }
753
754 static
755 int
756 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
757 {
758         struct ifreq ifr;
759         int flags;
760
761         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
762
763         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
764         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
765                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
766                 return -1;
767         }
768
769         /*
770          * Adjust if_flags
771          *
772          * If the flags are already set/cleared, then we return
773          * immediately to avoid extra syscalls
774          */
775         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
776         if (f < 0) {
777                 /* Turn off flags */
778                 f = -f;
779                 if ((flags & f) == 0)
780                         return 0;
781                 flags &= ~f;
782         } else {
783                 /* Turn on flags */
784                 if (flags & f)
785                         return 0;
786                 flags |= f;
787         }
788
789         /*
790          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
791          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
792          */
793         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
794
795         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
796         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
797         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
798                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
799                 return -1;
800         }
801         return 0;
802 }
803
804 static
805 int
806 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
807 {
808         struct ifaliasreq ifra;
809         struct sockaddr_in *in;
810
811         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
812         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
813
814         /* Setup address */
815         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
816         in->sin_family = AF_INET;
817         in->sin_len = sizeof(*in);
818         in->sin_addr.s_addr = addr;
819
820         if (mask != 0) {
821                 /* Setup netmask */
822                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
823                 in->sin_len = sizeof(*in);
824                 in->sin_addr.s_addr = mask;
825         }
826
827         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
828                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
829                 return -1;
830         }
831         return 0;
832 }
833
834 static
835 int
836 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
837 {
838         struct ifbreq ifbr;
839         struct ifdrv ifd;
840
841         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
842         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
843                  "tap%d", tap_unit);
844
845         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
846         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
847         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
848         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
849         ifd.ifd_data = &ifbr;
850
851         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
852                 /*
853                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
854                  * a member of the bridge(4)
855                  */
856                 if (errno != EEXIST) {
857                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
858                         return -1;
859                 }
860         }
861         return 0;
862 }
863
864 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
865
866 /*
867  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
868  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
869  * tap(4) interface.
870  *
871  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
872  */
873 static
874 int
875 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
876 {
877         char tap_dev[MAXPATHLEN];
878         int tap_fd, failed;
879         struct stat st;
880         char *dname;
881
882         *tap_unit = -1;
883
884         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
885                 /*
886                  * Find first unused tap(4) device file
887                  */
888                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
889                 if (tap_fd < 0) {
890                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
891                         return -1;
892                 }
893         } else {
894                 /*
895                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
896                  */
897                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
898                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
899                 else
900                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
901
902                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
903
904                 /*
905                  * If we cannot open normally try to connect to it.
906                  */
907                 if (tap_fd < 0)
908                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
909
910                 if (tap_fd < 0) {
911                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
912                         return -1;
913                 }
914         }
915
916         /*
917          * Check whether the device file is a tap(4)
918          */
919         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
920                 failed = 1;
921         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
922                 dname = fdevname(tap_fd);
923                 if (dname)
924                         dname = strstr(dname, "tap");
925                 if (dname) {
926                         /*
927                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
928                          */
929                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
930                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
931                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
932                                 failed = 0;
933                         else
934                                 failed = 1;
935                 } else {
936                         failed = 1;
937                 }
938         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
939                 /*
940                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
941                  * do not have to do anything.
942                  */
943                 failed = 0;
944         } else {
945                 failed = 1;
946         }
947
948         if (failed) {
949                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
950                 close(tap_fd);
951                 tap_fd = -1;
952                 *tap_unit = -1;
953         }
954         return tap_fd;
955 }
956
957 static int
958 unix_connect(const char *path)
959 {
960         struct sockaddr_un sunx;
961         int len;
962         int net_fd;
963         int sndbuf = 262144;
964         struct stat st;
965
966         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
967         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
968         ++len;  /* include nul */
969         sunx.sun_family = AF_UNIX;
970         sunx.sun_len = len;
971
972         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
973         if (net_fd < 0)
974                 return(-1);
975         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
976                 close(net_fd);
977                 return(-1);
978         }
979         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
980         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
981                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
982         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
983         return(net_fd);
984 }
985
986 #undef TAPDEV_MAJOR
987 #undef TAPDEV_MINOR
988 #undef TAPDEV_OFLAGS
989
990 /*
991  * Following syntax is supported,
992  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
993  *
994  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
995  *                        tap(4)'s netmask len is z
996  *
997  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
998  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
999  *
1000  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
1001  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1002  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
1003  *
1004  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
1005  *
1006  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
1007  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1008  *
1009  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
1010  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1011  *                        pseudo netif's netmask len is z
1012  */
1013 static
1014 int
1015 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1016 {
1017         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1018         int next_netif_addr;
1019         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1020
1021         *addr = 0;
1022         *mask = 0;
1023
1024         tok = strtok(NULL, ":/");
1025         if (tok == NULL) {
1026                 /*
1027                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1028                  */
1029                 return 0;
1030         }
1031
1032         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1033                 /*
1034                  * tap(4)'s address is supplied
1035                  */
1036                 ifbridge = NULL;
1037
1038                 /*
1039                  * If there is next token, then it may be pseudo
1040                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1041                  */
1042                 next_netif_addr = 0;
1043         } else {
1044                 /*
1045                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1046                  * iface name
1047                  */
1048                 tap_addr = 0;
1049                 ifbridge = tok;
1050
1051                 /*
1052                  * If there is next token, then it must be pseudo
1053                  * netif's address
1054                  */
1055                 next_netif_addr = 1;
1056         }
1057
1058         netmask = netif_addr = 0;
1059
1060         tok = strtok(NULL, ":/");
1061         if (tok == NULL)
1062                 goto back;
1063
1064         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1065                 if (next_netif_addr) {
1066                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1067                         return -1;
1068                 }
1069                 netif_addr = 0;
1070
1071                 /*
1072                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1073                  */
1074                 masklen_str = tok;
1075         } else {
1076                 /*
1077                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1078                  * it must be netmask len
1079                  */
1080                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1081         }
1082
1083         /* Calculate netmask */
1084         if (masklen_str != NULL) {
1085                 u_long masklen;
1086
1087                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1088                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1089                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1090                                         & 0xffffffff);
1091                 } else {
1092                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1093                         return -1;
1094                 }
1095         }
1096
1097         /* Make sure there is no more token left */
1098         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1099                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1100                 return -1;
1101         }
1102
1103 back:
1104         if (tap_unit < 0) {
1105                 /* Do nothing */
1106         } else if (ifbridge == NULL) {
1107                 /* Set tap(4) address/netmask */
1108                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1109                         return -1;
1110         } else {
1111                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1112                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1113                         return -1;
1114         }
1115
1116         *addr = netif_addr;
1117         *mask = netmask;
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1123  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1124  * in NetifInfo[].
1125  */
1126 static
1127 void
1128 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1129 {
1130         int i, s;
1131
1132         if (netifExpNum == 0)
1133                 return;
1134
1135         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1136         if (s < 0)
1137                 return;
1138
1139         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1140                 struct vknetif_info *info;
1141                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1142                 int tap_fd, tap_unit;
1143                 char *netif;
1144
1145                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1146                 if (netif == NULL) {
1147                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1148                         continue;
1149                 }
1150
1151                 /*
1152                  * Open tap(4) device file and bring up the
1153                  * corresponding interface
1154                  */
1155                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1156                 if (tap_fd < 0)
1157                         continue;
1158
1159                 /*
1160                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1161                  * for pseudo netif
1162                  *
1163                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1164                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1165                  */
1166                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1167                         /*
1168                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1169                          *     down the corresponding interface
1170                          */
1171                         close(tap_fd);
1172                         continue;
1173                 }
1174
1175                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1176                 info->tap_fd = tap_fd;
1177                 info->tap_unit = tap_unit;
1178                 info->netif_addr = netif_addr;
1179                 info->netif_mask = netif_mask;
1180
1181                 NetifNum++;
1182                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1183                         break;
1184         }
1185         close(s);
1186 }
1187
1188 static
1189 void
1190 writepid( void )
1191 {
1192         pid_t self;
1193         FILE *fp;
1194
1195         if (pid_file != NULL) {
1196                 self = getpid();
1197                 fp = fopen(pid_file, "w");
1198
1199                 if (fp != NULL) {
1200                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1201                         fclose(fp);
1202                 }
1203                 else {
1204                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1205                 }
1206         }
1207 }
1208
1209 static
1210 void
1211 cleanpid( void )
1212 {
1213         if (pid_file != NULL) {
1214                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1215                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1216         }
1217 }
1218
1219 static
1220 void
1221 usage_err(const char *ctl, ...)
1222 {
1223         va_list va;
1224
1225         va_start(va, ctl);
1226         vfprintf(stderr, ctl, va);
1227         va_end(va);
1228         fprintf(stderr, "\n");
1229         exit(EX_USAGE);
1230 }
1231
1232 static
1233 void
1234 usage_help(_Bool help)
1235 {
1236         fprintf(stderr, "Usage: %s [-hsUv] [-c file] [-e name=value:name=value:...]\n"
1237             "\t[-i file] [-I interface[:address1[:address2][/netmask]]] [-l cpulock]\n"
1238             "\t[-m size] [-n numcpus] [-p file] [-r file]\n", save_av[0]);
1239
1240         if (help)
1241                 fprintf(stderr, "\nArguments:\n"
1242                     "\t-c\tSpecify a readonly CD-ROM image file to be used by the kernel.\n"
1243                     "\t-e\tSpecify an environment to be used by the kernel.\n"
1244                     "\t-h\tThis list of options.\n"
1245                     "\t-i\tSpecify a memory image file to be used by the virtual kernel.\n"
1246                     "\t-I\tCreate a virtual network device.\n"
1247                     "\t-l\tSpecify which, if any, real CPUs to lock virtual CPUs to.\n"
1248                     "\t-m\tSpecify the amount of memory to be used by the kernel in bytes.\n"
1249                     "\t-n\tSpecify the number of CPUs you wish to emulate.\n"
1250                     "\t-p\tSpecify a file in which to store the process ID.\n"
1251                     "\t-r\tSpecify a R/W disk image file to be used by the kernel.\n"
1252                     "\t-s\tBoot into single-user mode.\n"
1253                     "\t-U\tEnable writing to kernel memory and module loading.\n"
1254                     "\t-v\tTurn on verbose booting.\n");
1255
1256         exit(EX_USAGE);
1257 }
1258
1259 void
1260 cpu_reset(void)
1261 {
1262         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1263         closefrom(3);
1264         cleanpid();
1265         execv(save_av[0], save_av);
1266 }
1267
1268 void
1269 cpu_halt(void)
1270 {
1271         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1272         cleanpid();
1273         exit(EX_OK);
1274 }
1275
1276 void
1277 setrealcpu(void)
1278 {
1279         switch(lwp_cpu_lock) {
1280         case LCL_PER_CPU:
1281                 if (bootverbose)
1282                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1283                                 mycpuid, next_cpu);
1284                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1285                 next_cpu++;
1286                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1287                         next_cpu = 0;
1288                 break;
1289         case LCL_SINGLE_CPU:
1290                 if (bootverbose)
1291                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1292                                 mycpuid, next_cpu);
1293                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1294                 break;
1295         default:
1296                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1297                 break;
1298         }
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Allocate and free memory for module loading.  The loaded module
1303  * has to be placed somewhere near the current kernel binary load
1304  * point or the relocations will not work.
1305  *
1306  * I'm not sure why this isn't working.
1307  */
1308 int
1309 vkernel_module_memory_alloc(vm_offset_t *basep, size_t bytes)
1310 {
1311         kprintf("module loading for vkernel64's not currently supported\n");
1312         *basep = 0;
1313         return ENOMEM;
1314 #if 0
1315 #if 1
1316         size_t xtra;
1317         xtra = (PAGE_SIZE - (vm_offset_t)sbrk(0)) & PAGE_MASK;
1318         *basep = (vm_offset_t)sbrk(xtra + bytes) + xtra;
1319         bzero((void *)*basep, bytes);
1320 #else
1321         *basep = (vm_offset_t)mmap((void *)0x000000000, bytes,
1322                                    PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
1323                                    MAP_ANON|MAP_SHARED, -1, 0);
1324         if ((void *)*basep == MAP_FAILED)
1325                 return ENOMEM;
1326 #endif
1327         kprintf("basep %p %p %zd\n",
1328                 (void *)vkernel_module_memory_alloc, (void *)*basep, bytes);
1329         return 0;
1330 #endif
1331 }
1332
1333 void
1334 vkernel_module_memory_free(vm_offset_t base, size_t bytes)
1335 {
1336 #if 0
1337 #if 0
1338         munmap((void *)base, bytes);
1339 #endif
1340 #endif
1341 }