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
  35 #include <sys/types.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37 #include <sys/kernel.h>
  38 #include <sys/stat.h>
  39 #include <sys/mman.h>
  40 #include <sys/cons.h>
  41 #include <sys/random.h>
  42 #include <sys/vkernel.h>
  43 #include <sys/tls.h>
  44 #include <sys/reboot.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/msgbuf.h>
  47 #include <sys/vmspace.h>
  48 #include <sys/socket.h>
  49 #include <sys/sockio.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51 #include <sys/un.h>
  52 #include <vm/vm_page.h>
  53 #include <vm/vm_map.h>
  54 #include <sys/mplock2.h>
  55 #include <sys/wait.h>
  56 #include <sys/vmm.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 #include <net/if_var.h>
  72
  73 #include <stdio.h>
  74 #include <stdlib.h>
  75 #include <stdarg.h>
  76 #include <stdbool.h>
  77 #include <unistd.h>
  78 #include <fcntl.h>
  79 #include <string.h>
  80 #include <err.h>
  81 #include <errno.h>
  82 #include <assert.h>
  83 #include <sysexits.h>
  84
  85 #define EX_VKERNEL_REBOOT       32
  86
  87 vm_phystable_t phys_avail[16];
  88 vm_paddr_t Maxmem;
  89 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
  90 long physmem;
  91 int MemImageFd = -1;
  92 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
  93 int DiskNum;
  94 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
  95 int NetifNum;
  96 char *pid_file;
  97 vm_offset_t KvaStart;
  98 vm_offset_t KvaEnd;
  99 vm_offset_t KvaSize;
 100 vm_offset_t virtual_start;
 101 vm_offset_t virtual_end;
 102 vm_offset_t virtual2_start;
 103 vm_offset_t virtual2_end;
 104 vm_offset_t kernel_vm_end;
 105 vm_offset_t crashdumpmap;
 106 vm_offset_t clean_sva;
 107 vm_offset_t clean_eva;
 108 struct msgbuf *msgbufp;
 109 caddr_t ptvmmap;
 110 vpte_t  *KernelPTD;
 111 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
 112 void *dmap_min_address;
 113 void *vkernel_stack;
 114 u_int cpu_feature;      /* XXX */
 115 int tsc_present;
 116 int tsc_invariant;
 117 int tsc_mpsync;
 118 int64_t tsc_frequency;
 119 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
 120 int cpu_bits;
 121 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
 122 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
 123 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
 124 int vkernel_b_arg;      /* no of logical CPU bits - only SMP */
 125 int vkernel_B_arg;      /* no of core bits - only SMP */
 126 int vmm_enabled;        /* VMM HW assisted enable */
 127 int use_precise_timer = 0;      /* use a precise timer (more expensive) */
 128 struct privatespace *CPU_prvspace;
 129
 130 extern uint64_t KPML4phys;      /* phys addr of kernel level 4 */
 131
 132 static struct trapframe proc0_tf;
 133 static void *proc0paddr;
 134
 135 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 136 static void init_kern_memory(void);
 137 static void init_kern_memory_vmm(void);
 138 static void init_globaldata(void);
 139 static void init_vkernel(void);
 140 static void init_disk(char **diskExp, int *diskFlags, int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 141 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 142 static void writepid(void);
 143 static void cleanpid(void);
 144 static int unix_connect(const char *path);
 145 static void usage_err(const char *ctl, ...);
 146 static void usage_help(_Bool);
 147 static void init_locks(void);
 148 static void handle_term(int);
 149
 150 pid_t childpid;
 151
 152 static int save_ac;
 153 static int prezeromem;
 154 static char **save_av;
 155
 156 /*
 157  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 158  */
 159 int
 160 main(int ac, char **av)
 161 {
 162         char *memImageFile = NULL;
 163         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 164         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 165         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 166         char *suffix;
 167         char *endp;
 168         char *tmp;
 169         char *tok;
 170         int diskFlags[VKDISK_MAX];
 171         int netifFileNum = 0;
 172         int diskFileNum = 0;
 173         int cdFileNum = 0;
 174         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
 175         int c;
 176         int i;
 177         int j;
 178         int n;
 179         int isq;
 180         int pos;
 181         int eflag;
 182         int dflag = 0;          /* disable vmm */
 183         int real_vkernel_enable;
 184         int supports_sse;
 185         uint32_t mxcsr_mask;
 186         size_t vsize;
 187         size_t msize;
 188         size_t kenv_size;
 189         size_t kenv_size2;
 190         int status;
 191         struct sigaction sa;
 192
 193         /*
 194          * Currently a bad hack but rtld-elf needs LD_SHAREDLIB_BASE to
 195          * be set to force it to mmap() shared libraries into low memory,
 196          * so our module loader can link against the related symbols.
 197          */
 198         if (getenv("LD_SHAREDLIB_BASE") == NULL) {
 199                 setenv("LD_SHAREDLIB_BASE", "0x10000000", 1);
 200                 execv(av[0], av);
 201                 fprintf(stderr, "Must run %s with full path\n", av[0]);
 202                 exit(1);
 203         }
 204
 205         while ((childpid = fork()) != 0) {
 206                 /* Ignore signals */
 207                 bzero(&sa, sizeof(sa));
 208                 sigemptyset(&sa.sa_mask);
 209                 sa.sa_handler = SIG_IGN;
 210                 sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 211                 sigaction(SIGQUIT, &sa, NULL);
 212                 sigaction(SIGHUP, &sa, NULL);
 213
 214                 /*
 215                  * Forward SIGTERM to the child so that
 216                  * the shutdown process initiates correctly.
 217                  */
 218                 sa.sa_handler = handle_term;
 219                 sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
 220
 221                 /*
 222                  * Wait for child to terminate, exit if
 223                  * someone stole our child.
 224                  */
 225                 while (waitpid(childpid, &status, 0) != childpid) {
 226                         if (errno == ECHILD)
 227                                 exit(1);
 228                 }
 229                 if (WEXITSTATUS(status) != EX_VKERNEL_REBOOT)
 230                         return 0;
 231         }
 232
 233         /*
 234          * Starting for real
 235          */
 236         save_ac = ac;
 237         save_av = av;
 238         eflag = 0;
 239         pos = 0;
 240         kenv_size = 0;
 241
 242         /*
 243          * Process options
 244          */
 245         kernel_mem_readonly = 1;
 246         optcpus = 2;
 247         cpu_bits = 1;
 248         vkernel_b_arg = 0;
 249         vkernel_B_arg = 0;
 250         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 251
 252         real_vkernel_enable = 0;
 253         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
 254         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
 255
 256         if (real_vkernel_enable == 0) {
 257                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
 258                         "to 1 to execute a vkernel!");
 259         }
 260
 261         real_ncpus = 1;
 262         vsize = sizeof(real_ncpus);
 263         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
 264
 265         if (ac < 2)
 266                 usage_help(false);
 267
 268         while ((c = getopt(ac, av, "c:hsvztl:m:n:r:R:e:i:p:I:Ud")) != -1) {
 269                 switch(c) {
 270                 case 'd':
 271                         dflag = 1;
 272                         break;
 273                 case 'e':
 274                         /*
 275                          * name=value:name=value:name=value...
 276                          * name="value"...
 277                          *
 278                          * Allow values to be quoted but note that shells
 279                          * may remove the quotes, so using this feature
 280                          * to embed colons may require a backslash.
 281                          */
 282                         n = strlen(optarg);
 283                         isq = 0;
 284
 285                         if (eflag == 0) {
 286                                 kenv_size = n + 2;
 287                                 kern_envp = malloc(kenv_size);
 288                                 if (kern_envp == NULL)
 289                                         errx(1, "Couldn't allocate %zd bytes for kern_envp", kenv_size);
 290                         } else {
 291                                 kenv_size2 = kenv_size + n + 1;
 292                                 pos = kenv_size - 1;
 293                                 if ((tmp = realloc(kern_envp, kenv_size2)) == NULL)
 294                                         errx(1, "Couldn't reallocate %zd bytes for kern_envp", kenv_size2);
 295                                 kern_envp = tmp;
 296                                 kenv_size = kenv_size2;
 297                         }
 298
 299                         for (i = 0, j = pos; i < n; ++i) {
 300                                 if (optarg[i] == '"')
 301                                         isq ^= 1;
 302                                 else if (optarg[i] == '\'')
 303                                         isq ^= 2;
 304                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
 305                                         kern_envp[j++] = 0;
 306                                 else
 307                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
 308                         }
 309                         kern_envp[j++] = 0;
 310                         kern_envp[j++] = 0;
 311                         eflag++;
 312                         break;
 313                 case 's':
 314                         boothowto |= RB_SINGLE;
 315                         break;
 316                 case 't':
 317                         use_precise_timer = 1;
 318                         break;
 319                 case 'v':
 320                         bootverbose = 1;
 321                         break;
 322                 case 'i':
 323                         memImageFile = optarg;
 324                         break;
 325                 case 'I':
 326                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 327                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 328                         break;
 329                 case 'r':
 330                 case 'R':
 331                         if (bootOnDisk < 0)
 332                                 bootOnDisk = 1;
 333                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX) {
 334                                 diskFile[diskFileNum] = strdup(optarg);
 335                                 diskFlags[diskFileNum] = (c == 'R');
 336                                 ++diskFileNum;
 337                         }
 338                         break;
 339                 case 'c':
 340                         if (bootOnDisk < 0)
 341                                 bootOnDisk = 0;
 342                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 343                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 344                         break;
 345                 case 'm':
 346                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 347                         if (suffix) {
 348                                 switch(*suffix) {
 349                                 case 'g':
 350                                 case 'G':
 351                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 352                                         break;
 353                                 case 'm':
 354                                 case 'M':
 355                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 356                                         break;
 357                                 case 'k':
 358                                 case 'K':
 359                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 360                                         break;
 361                                 default:
 362                                         Maxmem_bytes = 0;
 363                                         usage_err("Bad maxmem option");
 364                                         /* NOT REACHED */
 365                                         break;
 366                                 }
 367                         }
 368                         break;
 369                 case 'l':
 370                         next_cpu = -1;
 371                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 372                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 373                                 if (optarg[3] == ',') {
 374                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 375                                         if (*endp != '\0')
 376                                                 usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 377                                 } else {
 378                                         next_cpu = 0;
 379                                 }
 380                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 381                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 382                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 383                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 384                         } else {
 385                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 386                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 387                                 if (*endp != '\0')
 388                                         usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 389                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 390                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 391                         }
 392                         break;
 393                 case 'n':
 394                         /*
 395                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 396                          * set ncpus here.
 397                          */
 398                         tok = strtok(optarg, ":");
 399                         optcpus = strtol(tok, NULL, 0);
 400                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 401                                 usage_err("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 402                         cpu_bits = 1;
 403                         while ((1 << cpu_bits) < optcpus)
 404                                 ++cpu_bits;
 405
 406                         /*
 407                          * By default assume simple hyper-threading
 408                          */
 409                         vkernel_b_arg = 1;
 410                         vkernel_B_arg = cpu_bits - vkernel_b_arg;
 411
 412                         /*
 413                          * [:lbits[:cbits]] override # of cpu bits
 414                          * for logical and core extraction, supplying
 415                          * defaults for any omission.
 416                          */
 417                         tok = strtok(NULL, ":");
 418                         if (tok != NULL) {
 419                                 vkernel_b_arg = strtol(tok, NULL, 0);
 420                                 vkernel_B_arg = cpu_bits - vkernel_b_arg;
 421
 422                                 /* :cbits argument */
 423                                 tok = strtok(NULL, ":");
 424                                 if (tok != NULL) {
 425                                         vkernel_B_arg = strtol(tok, NULL, 0);
 426                                 }
 427                         }
 428                         break;
 429                 case 'p':
 430                         pid_file = optarg;
 431                         break;
 432                 case 'U':
 433                         kernel_mem_readonly = 0;
 434                         break;
 435                 case 'h':
 436                         usage_help(true);
 437                         break;
 438                 case 'z':
 439                         prezeromem = 1;
 440                         break;
 441                 default:
 442                         usage_help(false);
 443                 }
 444         }
 445
 446         /*
 447          * Check VMM presence
 448          */
 449         vsize = sizeof(vmm_enabled);
 450         sysctlbyname("hw.vmm.enable", &vmm_enabled, &vsize, NULL, 0);
 451         vmm_enabled = (vmm_enabled && !dflag);
 452
 453         writepid();
 454         cpu_disable_intr();
 455         if (vmm_enabled) {
 456                 /* use a MAP_ANON directly */
 457                 printf("VMM is available\n");
 458                 init_kern_memory_vmm();
 459         } else {
 460                 printf("VMM is not available\n");
 461                 init_sys_memory(memImageFile);
 462                 init_kern_memory();
 463         }
 464         init_globaldata();
 465         init_vkernel();
 466         setrealcpu();
 467         init_kqueue();
 468
 469         vmm_guest = VMM_GUEST_VKERNEL;
 470
 471         /*
 472          * Check TSC
 473          */
 474         vsize = sizeof(tsc_present);
 475         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
 476         vsize = sizeof(tsc_invariant);
 477         sysctlbyname("hw.tsc_invariant", &tsc_invariant, &vsize, NULL, 0);
 478         vsize = sizeof(tsc_mpsync);
 479         sysctlbyname("hw.tsc_mpsync", &tsc_mpsync, &vsize, NULL, 0);
 480         vsize = sizeof(tsc_frequency);
 481         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
 482         if (tsc_present)
 483                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
 484
 485         /*
 486          * Check SSE
 487          */
 488         vsize = sizeof(supports_sse);
 489         supports_sse = 0;
 490         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
 491         sysctlbyname("hw.mxcsr_mask", &mxcsr_mask, &msize, NULL, 0);
 492         init_fpu(supports_sse);
 493         if (supports_sse)
 494                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
 495
 496         /*
 497          * We boot from the first installed disk.
 498          */
 499         if (bootOnDisk == 1) {
 500                 init_disk(diskFile, diskFlags, diskFileNum, VKD_DISK);
 501                 init_disk(cdFile, NULL, cdFileNum, VKD_CD);
 502         } else {
 503                 init_disk(cdFile, NULL, cdFileNum, VKD_CD);
 504                 init_disk(diskFile, diskFlags, diskFileNum, VKD_DISK);
 505         }
 506
 507         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 508         init_exceptions();
 509         mi_startup();
 510         /* NOT REACHED */
 511         exit(EX_SOFTWARE);
 512 }
 513
 514 /* SIGTERM handler */
 515 static
 516 void
 517 handle_term(int sig)
 518 {
 519         kill(childpid, sig);
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 524  */
 525 static
 526 void
 527 init_sys_memory(char *imageFile)
 528 {
 529         struct stat st;
 530         int i;
 531         int fd;
 532
 533         /*
 534          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 535          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 536          */
 537         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 538                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 539         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 540             Maxmem_bytes == 0) {
 541                 errx(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 542                        "system memory size is specified with -m",
 543                        imageFile);
 544                 /* NOT REACHED */
 545         }
 546
 547         /*
 548          * Maxmem must be known at this time
 549          */
 550         if (Maxmem_bytes < 64 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 551                 errx(1, "Bad maxmem specification: 64MB minimum, "
 552                        "multiples of %dMB only",
 553                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 554                 /* NOT REACHED */
 555         }
 556
 557         /*
 558          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 559          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 560          * to use the same image file.
 561          *
 562          * Don't iterate through a million files if we do not have write
 563          * access to the directory, stop if our open() failed on a
 564          * non-existant file.  Otherwise opens can fail for any number
 565          */
 566         if (imageFile == NULL) {
 567                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 568                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 569                         fd = open(imageFile,
 570                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 571                         if (fd < 0 && stat(imageFile, &st) == 0) {
 572                                 free(imageFile);
 573                                 continue;
 574                         }
 575                         break;
 576                 }
 577         } else {
 578                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 579         }
 580         fprintf(stderr, "Using memory file: %s\n", imageFile);
 581         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 582                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 583                 /* NOT REACHED */
 584         }
 585
 586         /*
 587          * Truncate or extend the file as necessary.  Clean out the contents
 588          * of the file, we want it to be full of holes so we don't waste
 589          * time reading in data from an old file that we no longer care
 590          * about.
 591          */
 592         ftruncate(fd, 0);
 593         ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 594
 595         MemImageFd = fd;
 596         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 597         physmem = Maxmem;
 598 }
 599
 600 /*
 601  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 602  * MAP_VPAGETABLE
 603  */
 604
 605 static
 606 void
 607 init_kern_memory(void)
 608 {
 609         void *base;
 610         int i;
 611         void *firstfree;
 612
 613         /*
 614          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 615          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 616          * moment.
 617          *
 618          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 619          * offset KernelPTD.
 620          *
 621          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 622          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 623          * Try a number of different locations.
 624          */
 625
 626         base = mmap((void*)KERNEL_KVA_START, KERNEL_KVA_SIZE,
 627                     PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
 628                     MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE|MAP_FIXED|MAP_TRYFIXED,
 629                     MemImageFd, (off_t)KERNEL_KVA_START);
 630
 631         if (base == MAP_FAILED) {
 632                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 633                 /* NOT REACHED */
 634         }
 635         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 636         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 637         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 638         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 639
 640         /* cannot use kprintf yet */
 641         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 642
 643         /* MAP_FILE? */
 644         dmap_min_address = mmap(0, DMAP_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 645                                 MAP_NOCORE|MAP_NOSYNC|MAP_SHARED,
 646                                 MemImageFd, 0);
 647         if (dmap_min_address == MAP_FAILED) {
 648                 err(1, "Unable to mmap() kernel DMAP region!");
 649                 /* NOT REACHED */
 650         }
 651
 652         /*
 653          * Prefault the memory.  The vkernel is going to fault it all in
 654          * anyway, and faults on the backing store itself are very expensive
 655          * once we go SMP (contend a lot).  So do it now.
 656          */
 657         if (prezeromem)
 658                 bzero(dmap_min_address, Maxmem_bytes);
 659
 660         /*
 661          * Bootstrap the kernel_pmap
 662          */
 663         firstfree = NULL;
 664         pmap_bootstrap((vm_paddr_t *)&firstfree, (int64_t)base);
 665
 666         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 667                  0 | VPTE_RW | VPTE_V);
 668
 669         /*
 670          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 671          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 672          */
 673         phys_avail[0].phys_beg = (vm_paddr_t)firstfree;
 674         phys_avail[0].phys_beg = (phys_avail[0].phys_beg + PAGE_MASK) &
 675                                  ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 676         phys_avail[0].phys_end = Maxmem_bytes;
 677
 678 #if JGV
 679         /*
 680          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 681          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 682          */
 683         virtual_start = KvaStart + (long)firstfree;
 684         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 685         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 686 #endif
 687
 688         /*
 689          * pmap_growkernel() will set the correct value.
 690          */
 691         kernel_vm_end = 0;
 692
 693         /*
 694          * Allocate space for process 0's UAREA.
 695          */
 696         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 697         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 698                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0].phys_beg);
 699                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 700                 phys_avail[0].phys_beg += PAGE_SIZE;
 701         }
 702
 703         /*
 704          * crashdumpmap
 705          */
 706         crashdumpmap = virtual_start;
 707         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 708
 709         /*
 710          * msgbufp maps the system message buffer
 711          */
 712         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 713         msgbufp = (void *)virtual_start;
 714         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 715                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0].phys_beg);
 716                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 717                 phys_avail[0].phys_beg += PAGE_SIZE;
 718         }
 719         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 720
 721         /*
 722          * used by kern_memio for /dev/mem access
 723          */
 724         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 725         virtual_start += PAGE_SIZE;
 726 }
 727
 728 static
 729 void
 730 init_kern_memory_vmm(void)
 731 {
 732         int i;
 733         void *firstfree;
 734         struct vmm_guest_options options;
 735         void *dmap_address;
 736
 737         KvaStart = (vm_offset_t)KERNEL_KVA_START;
 738         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 739         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 740
 741         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 742         physmem = Maxmem;
 743
 744         if (Maxmem_bytes < 64 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 745                 errx(1, "Bad maxmem specification: 64MB minimum, "
 746                        "multiples of %dMB only",
 747                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 748                 /* NOT REACHED */
 749         }
 750
 751         /* Call the vmspace_create to allocate the internal
 752          * vkernel structures. Won't do anything else (no new
 753          * vmspace)
 754          */
 755         if (vmspace_create(NULL, 0, NULL) < 0)
 756                 panic("vmspace_create() failed");
 757
 758
 759         /*
 760          * MAP_ANON the region of the VKERNEL phyisical memory
 761          * (known as GPA - Guest Physical Address
 762          */
 763         dmap_address = mmap(NULL, Maxmem_bytes,
 764                             PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
 765                             MAP_ANON|MAP_SHARED, -1, 0);
 766         if (dmap_address == MAP_FAILED) {
 767                 err(1, "Unable to mmap() RAM region!");
 768                 /* NOT REACHED */
 769         }
 770         if (prezeromem)
 771                 bzero(dmap_address, Maxmem_bytes);
 772
 773         /* Alloc a new stack in the lowmem */
 774         vkernel_stack = mmap(NULL, KERNEL_STACK_SIZE,
 775                              PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_EXEC,
 776                              MAP_ANON, -1, 0);
 777         if (vkernel_stack == MAP_FAILED) {
 778                 err(1, "Unable to allocate stack\n");
 779         }
 780
 781         /*
 782          * Bootstrap the kernel_pmap
 783          */
 784         firstfree = dmap_address;
 785         dmap_min_address = NULL; /* VIRT == PHYS in the first 512G */
 786         pmap_bootstrap((vm_paddr_t *)&firstfree, (uint64_t)KvaStart);
 787
 788         /*
 789          * Enter VMM mode
 790          */
 791         bzero(&options, sizeof(options));
 792         options.guest_cr3 = (register_t) KPML4phys;
 793         options.new_stack = (uint64_t) vkernel_stack + KERNEL_STACK_SIZE;
 794         options.master = 1;
 795         if (vmm_guest_ctl(VMM_GUEST_RUN, &options)) {
 796                 err(1, "Unable to enter VMM mode.");
 797         }
 798
 799         /*
 800          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 801          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 802          */
 803         phys_avail[0].phys_beg = (vm_paddr_t)firstfree;
 804         phys_avail[0].phys_beg = (phys_avail[0].phys_beg + PAGE_MASK) &
 805                                  ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 806         phys_avail[0].phys_end = (vm_paddr_t)dmap_address + Maxmem_bytes;
 807
 808         /*
 809          * pmap_growkernel() will set the correct value.
 810          */
 811         kernel_vm_end = 0;
 812
 813         /*
 814          * Allocate space for process 0's UAREA.
 815          */
 816         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 817         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 818                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0].phys_beg);
 819                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 820                 phys_avail[0].phys_beg += PAGE_SIZE;
 821         }
 822
 823         /*
 824          * crashdumpmap
 825          */
 826         crashdumpmap = virtual_start;
 827         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 828
 829         /*
 830          * msgbufp maps the system message buffer
 831          */
 832         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 833         msgbufp = (void *)virtual_start;
 834         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 835
 836                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0].phys_beg);
 837                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 838                 phys_avail[0].phys_beg += PAGE_SIZE;
 839         }
 840
 841         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 842
 843         /*
 844          * used by kern_memio for /dev/mem access
 845          */
 846         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 847         virtual_start += PAGE_SIZE;
 848
 849         printf("vmm: Hardware pagetable enabled for guest\n");
 850 }
 851
 852
 853 /*
 854  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 855  * virtual_start and phys_avail[0]
 856  */
 857 static
 858 void
 859 init_globaldata(void)
 860 {
 861         int i;
 862         vm_paddr_t pa;
 863         vm_offset_t va;
 864
 865         /*
 866          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 867          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 868          * whole page table mappings.
 869          */
 870         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 871         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 872         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 873
 874         /*
 875          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 876          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 877          * into KVA.  For cpu #0 only.
 878          */
 879         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 880                 pa = phys_avail[0].phys_beg;
 881                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 882                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 883                 phys_avail[0].phys_beg += PAGE_SIZE;
 884         }
 885         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 886                 pa = phys_avail[0].phys_beg;
 887                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 888                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 889                 phys_avail[0].phys_beg += PAGE_SIZE;
 890         }
 891
 892         /*
 893          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 894          * point.  Note that %fs is used by pthreads.
 895          */
 896         tls_set_gs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 897 }
 898
 899
 900 /*
 901  * Initialize pool tokens and other necessary locks
 902  */
 903 static void
 904 init_locks(void)
 905 {
 906
 907         /*
 908          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
 909          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
 910          */
 911         cpu_get_initial_mplock();
 912
 913         /* our token pool needs to work early */
 914         lwkt_token_pool_init();
 915
 916 }
 917
 918
 919 /*
 920  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 921  */
 922 static
 923 void
 924 init_vkernel(void)
 925 {
 926         struct mdglobaldata *gd;
 927
 928         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 929         bzero(gd, sizeof(*gd));
 930
 931         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 932         thread0.td_gd = &gd->mi;
 933         ncpus = 1;
 934         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 935         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 936         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 937         init_param1();
 938         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 939         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 940         cpu_gdinit(gd, 0);
 941         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 942         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 943
 944         init_locks();
 945         cninit();
 946         rand_initialize();
 947 #if 0   /* #ifdef DDB */
 948         kdb_init();
 949         if (boothowto & RB_KDB)
 950                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 951 #endif
 952         identcpu();
 953 #if 0
 954         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 955 #endif
 956         init_param2((phys_avail[0].phys_end -
 957                      phys_avail[0].phys_beg) / PAGE_SIZE);
 958
 959 #if 0
 960         /*
 961          * Map the message buffer
 962          */
 963         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 964                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 965         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 966 #endif
 967 #if 0
 968         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 969         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 970 #endif
 971 }
 972
 973 /*
 974  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 975  * If specified they each should point to a disk image,
 976  * the first of which will become the root disk.
 977  *
 978  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 979  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 980  * O_DIRECT to remove the duplication.
 981  */
 982 static
 983 void
 984 init_disk(char **diskExp, int *diskFlags, int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 985 {
 986         char *serno;
 987         int i;
 988
 989         if (diskFileNum == 0)
 990                 return;
 991
 992         for (i=0; i < diskFileNum; i++){
 993                 char *fname;
 994                 fname = diskExp[i];
 995
 996                 if (fname == NULL) {
 997                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 998                         continue;
 999                 }
1000                 /*
1001                  * Check for a serial number for the virtual disk
1002                  * passed from the command line.
1003                  */
1004                 serno = fname;
1005                 strsep(&serno, ":");
1006
1007                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
1008                         struct stat st;
1009                         struct vkdisk_info *info = NULL;
1010                         int fd;
1011                         size_t l = 0;
1012
1013                         if (type == VKD_DISK)
1014                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT, 0644);
1015                         else
1016                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
1017                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
1018                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
1019                                 /* NOT REACHED */
1020                         }
1021                         if (S_ISREG(st.st_mode) && (diskFlags[i] & 1) == 0) {
1022                                 if (flock(fd, LOCK_EX|LOCK_NB) < 0) {
1023                                         errx(1, "Disk image %s is already "
1024                                                 "in use\n", fname);
1025                                         /* NOT REACHED */
1026                                 }
1027                         }
1028
1029                         info = &DiskInfo[DiskNum];
1030                         l = strlen(fname);
1031
1032                         info->unit = i;
1033                         info->fd = fd;
1034                         info->type = type;
1035                         info->flags = diskFlags[i];
1036                         memcpy(info->fname, fname, l);
1037                         info->serno = NULL;
1038                         if (serno) {
1039                                 if ((info->serno = malloc(SERNOLEN)) != NULL)
1040                                         strlcpy(info->serno, serno, SERNOLEN);
1041                                 else
1042                                         warnx("Couldn't allocate memory for the operation");
1043                         }
1044
1045                         if (DiskNum == 0) {
1046                                 if (type == VKD_CD) {
1047                                         rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0";
1048                                 } else if (type == VKD_DISK) {
1049                                         rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
1050                                         rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
1051                                 }
1052                         }
1053
1054                         DiskNum++;
1055                 } else {
1056                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
1057                         continue;
1058                 }
1059         }
1060 }
1061
1062 static
1063 int
1064 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
1065 {
1066         struct ifreq ifr;
1067         int flags;
1068
1069         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
1070
1071         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
1072         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
1073                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
1074                 return -1;
1075         }
1076
1077         /*
1078          * Adjust if_flags
1079          *
1080          * If the flags are already set/cleared, then we return
1081          * immediately to avoid extra syscalls
1082          */
1083         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
1084         if (f < 0) {
1085                 /* Turn off flags */
1086                 f = -f;
1087                 if ((flags & f) == 0)
1088                         return 0;
1089                 flags &= ~f;
1090         } else {
1091                 /* Turn on flags */
1092                 if (flags & f)
1093                         return 0;
1094                 flags |= f;
1095         }
1096
1097         /*
1098          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
1099          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
1100          */
1101         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
1102
1103         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
1104         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
1105         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
1106                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
1107                 return -1;
1108         }
1109         return 0;
1110 }
1111
1112 static
1113 int
1114 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
1115 {
1116         struct ifaliasreq ifra;
1117         struct sockaddr_in *in;
1118
1119         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
1120         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
1121
1122         /* Setup address */
1123         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
1124         in->sin_family = AF_INET;
1125         in->sin_len = sizeof(*in);
1126         in->sin_addr.s_addr = addr;
1127
1128         if (mask != 0) {
1129                 /* Setup netmask */
1130                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
1131                 in->sin_len = sizeof(*in);
1132                 in->sin_addr.s_addr = mask;
1133         }
1134
1135         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
1136                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
1137                 return -1;
1138         }
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 static
1143 int
1144 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
1145 {
1146         struct ifbreq ifbr;
1147         struct ifdrv ifd;
1148
1149         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
1150         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
1151                  "tap%d", tap_unit);
1152
1153         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
1154         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
1155         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
1156         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
1157         ifd.ifd_data = &ifbr;
1158
1159         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
1160                 /*
1161                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
1162                  * a member of the bridge(4)
1163                  */
1164                 if (errno != EEXIST) {
1165                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
1166                         return -1;
1167                 }
1168         }
1169         return 0;
1170 }
1171
1172 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
1173
1174 /*
1175  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
1176  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
1177  * tap(4) interface.
1178  *
1179  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
1180  */
1181 static
1182 int
1183 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
1184 {
1185         char tap_dev[MAXPATHLEN];
1186         int tap_fd, failed;
1187         struct stat st;
1188         char *dname;
1189
1190         *tap_unit = -1;
1191
1192         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
1193                 /*
1194                  * Find first unused tap(4) device file
1195                  */
1196                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
1197                 if (tap_fd < 0) {
1198                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
1199                         return -1;
1200                 }
1201         } else {
1202                 /*
1203                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
1204                  */
1205                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
1206                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
1207                 else
1208                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
1209
1210                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
1211
1212                 /*
1213                  * If we cannot open normally try to connect to it.
1214                  */
1215                 if (tap_fd < 0)
1216                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
1217
1218                 if (tap_fd < 0) {
1219                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
1220                         return -1;
1221                 }
1222         }
1223
1224         /*
1225          * Check whether the device file is a tap(4)
1226          */
1227         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
1228                 failed = 1;
1229         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
1230                 dname = fdevname(tap_fd);
1231                 if (dname)
1232                         dname = strstr(dname, "tap");
1233                 if (dname) {
1234                         /*
1235                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
1236                          */
1237                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
1238                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
1239                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
1240                                 failed = 0;
1241                         else
1242                                 failed = 1;
1243                 } else {
1244                         failed = 1;
1245                 }
1246         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
1247                 /*
1248                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
1249                  * do not have to do anything.
1250                  */
1251                 failed = 0;
1252         } else {
1253                 failed = 1;
1254         }
1255
1256         if (failed) {
1257                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
1258                 close(tap_fd);
1259                 tap_fd = -1;
1260                 *tap_unit = -1;
1261         }
1262         return tap_fd;
1263 }
1264
1265 static int
1266 unix_connect(const char *path)
1267 {
1268         struct sockaddr_un sunx;
1269         int len;
1270         int net_fd;
1271         int sndbuf = 262144;
1272         struct stat st;
1273
1274         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
1275         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
1276         ++len;  /* include nul */
1277         sunx.sun_family = AF_UNIX;
1278         sunx.sun_len = len;
1279
1280         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
1281         if (net_fd < 0)
1282                 return(-1);
1283         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
1284                 close(net_fd);
1285                 return(-1);
1286         }
1287         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
1288         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
1289                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
1290         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
1291         return(net_fd);
1292 }
1293
1294 #undef TAPDEV_MAJOR
1295 #undef TAPDEV_MINOR
1296 #undef TAPDEV_OFLAGS
1297
1298 /*
1299  * Following syntax is supported,
1300  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
1301  *
1302  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
1303  *                        tap(4)'s netmask len is z
1304  *
1305  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
1306  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1307  *
1308  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
1309  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1310  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
1311  *
1312  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
1313  *
1314  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
1315  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1316  *
1317  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
1318  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1319  *                        pseudo netif's netmask len is z
1320  */
1321 static
1322 int
1323 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1324 {
1325         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1326         int next_netif_addr;
1327         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1328
1329         *addr = 0;
1330         *mask = 0;
1331
1332         tok = strtok(NULL, ":/");
1333         if (tok == NULL) {
1334                 /*
1335                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1336                  */
1337                 return 0;
1338         }
1339
1340         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1341                 /*
1342                  * tap(4)'s address is supplied
1343                  */
1344                 ifbridge = NULL;
1345
1346                 /*
1347                  * If there is next token, then it may be pseudo
1348                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1349                  */
1350                 next_netif_addr = 0;
1351         } else {
1352                 /*
1353                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1354                  * iface name
1355                  */
1356                 tap_addr = 0;
1357                 ifbridge = tok;
1358
1359                 /*
1360                  * If there is next token, then it must be pseudo
1361                  * netif's address
1362                  */
1363                 next_netif_addr = 1;
1364         }
1365
1366         netmask = netif_addr = 0;
1367
1368         tok = strtok(NULL, ":/");
1369         if (tok == NULL)
1370                 goto back;
1371
1372         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1373                 if (next_netif_addr) {
1374                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1375                         return -1;
1376                 }
1377                 netif_addr = 0;
1378
1379                 /*
1380                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1381                  */
1382                 masklen_str = tok;
1383         } else {
1384                 /*
1385                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1386                  * it must be netmask len
1387                  */
1388                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1389         }
1390
1391         /* Calculate netmask */
1392         if (masklen_str != NULL) {
1393                 u_long masklen;
1394
1395                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1396                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1397                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1398                                         & 0xffffffff);
1399                 } else {
1400                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1401                         return -1;
1402                 }
1403         }
1404
1405         /* Make sure there is no more token left */
1406         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1407                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1408                 return -1;
1409         }
1410
1411 back:
1412         if (tap_unit < 0) {
1413                 /* Do nothing */
1414         } else if (ifbridge == NULL) {
1415                 /* Set tap(4) address/netmask */
1416                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1417                         return -1;
1418         } else {
1419                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1420                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1421                         return -1;
1422         }
1423
1424         *addr = netif_addr;
1425         *mask = netmask;
1426         return 0;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1431  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1432  * in NetifInfo[].
1433  */
1434 static
1435 void
1436 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1437 {
1438         int i, s;
1439         char *tmp;
1440
1441         if (netifExpNum == 0)
1442                 return;
1443
1444         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1445         if (s < 0)
1446                 return;
1447
1448         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1449                 struct vknetif_info *info;
1450                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1451                 int tap_fd, tap_unit;
1452                 char *netif;
1453
1454                 /* Extract MAC address if there is one */
1455                 tmp = netifExp[i];
1456                 strsep(&tmp, "=");
1457
1458                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1459                 if (netif == NULL) {
1460                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1461                         continue;
1462                 }
1463
1464                 /*
1465                  * Open tap(4) device file and bring up the
1466                  * corresponding interface
1467                  */
1468                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1469                 if (tap_fd < 0)
1470                         continue;
1471
1472                 /*
1473                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1474                  * for pseudo netif
1475                  *
1476                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1477                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1478                  */
1479                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1480                         /*
1481                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1482                          *     down the corresponding interface
1483                          */
1484                         close(tap_fd);
1485                         continue;
1486                 }
1487
1488                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1489                 bzero(info, sizeof(*info));
1490                 info->tap_fd = tap_fd;
1491                 info->tap_unit = tap_unit;
1492                 info->netif_addr = netif_addr;
1493                 info->netif_mask = netif_mask;
1494                 /*
1495                  * If tmp isn't NULL it means a MAC could have been
1496                  * specified so attempt to convert it.
1497                  * Setting enaddr to NULL will tell vke_attach() we
1498                  * need a pseudo-random MAC address.
1499                  */
1500                 if (tmp != NULL) {
1501                         if ((info->enaddr = malloc(ETHER_ADDR_LEN)) == NULL)
1502                                 warnx("Couldn't allocate memory for the operation");
1503                         else {
1504                                 if ((kether_aton(tmp, info->enaddr)) == NULL) {
1505                                         free(info->enaddr);
1506                                         info->enaddr = NULL;
1507                                 }
1508                         }
1509                 }
1510
1511                 NetifNum++;
1512                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1513                         break;
1514         }
1515         close(s);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Create the pid file and leave it open and locked while the vkernel is
1520  * running.  This allows a script to use /usr/bin/lockf to probe whether
1521  * a vkernel is still running (so as not to accidently kill an unrelated
1522  * process from a stale pid file).
1523  */
1524 static
1525 void
1526 writepid(void)
1527 {
1528         char buf[32];
1529         int fd;
1530
1531         if (pid_file != NULL) {
1532                 snprintf(buf, sizeof(buf), "%ld\n", (long)getpid());
1533                 fd = open(pid_file, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0666);
1534                 if (fd < 0) {
1535                         if (errno == EWOULDBLOCK) {
1536                                 perror("Failed to lock pidfile, "
1537                                        "vkernel already running");
1538                         } else {
1539                                 perror("Failed to create pidfile");
1540                         }
1541                         exit(EX_SOFTWARE);
1542                 }
1543                 ftruncate(fd, 0);
1544                 write(fd, buf, strlen(buf));
1545                 /* leave the file open to maintain the lock */
1546         }
1547 }
1548
1549 static
1550 void
1551 cleanpid( void )
1552 {
1553         if (pid_file != NULL) {
1554                 if (unlink(pid_file) < 0)
1555                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1556         }
1557 }
1558
1559 static
1560 void
1561 usage_err(const char *ctl, ...)
1562 {
1563         va_list va;
1564
1565         va_start(va, ctl);
1566         vfprintf(stderr, ctl, va);
1567         va_end(va);
1568         fprintf(stderr, "\n");
1569         exit(EX_USAGE);
1570 }
1571
1572 static
1573 void
1574 usage_help(_Bool help)
1575 {
1576         fprintf(stderr, "Usage: %s [-hsUvd] [-c file] [-e name=value:name=value:...]\n"
1577             "\t[-i file] [-I interface[:address1[:address2][/netmask]]] [-l cpulock]\n"
1578             "\t[-m size] [-n numcpus[:lbits[:cbits]]]\n"
1579             "\t[-p file] [-r file]\n", save_av[0]);
1580
1581         if (help)
1582                 fprintf(stderr, "\nArguments:\n"
1583                     "\t-c\tSpecify a readonly CD-ROM image file to be used by the kernel.\n"
1584                     "\t-e\tSpecify an environment to be used by the kernel.\n"
1585                     "\t-h\tThis list of options.\n"
1586                     "\t-i\tSpecify a memory image file to be used by the virtual kernel.\n"
1587                     "\t-I\tCreate a virtual network device.\n"
1588                     "\t-l\tSpecify which, if any, real CPUs to lock virtual CPUs to.\n"
1589                     "\t-m\tSpecify the amount of memory to be used by the kernel in bytes.\n"
1590                     "\t-n\tSpecify the number of CPUs and the topology you wish to emulate:\n"
1591                     "\t\t\tnumcpus - number of cpus\n"
1592                     "\t\t\tlbits - specify the number of bits within APICID(=CPUID)\n"
1593                     "\t\t\t        needed for representing the logical ID.\n"
1594                     "\t\t\t        Controls the number of threads/core:\n"
1595                     "\t\t\t        (0 bits - 1 thread, 1 bit - 2 threads).\n"
1596                     "\t\t\tcbits - specify the number of bits within APICID(=CPUID)\n"
1597                     "\t\t\t        needed for representing the core ID.\n"
1598                     "\t\t\t        Controls the number of cores/package:\n"
1599                     "\t\t\t        (0 bits - 1 core, 1 bit - 2 cores).\n"
1600                     "\t-p\tSpecify a file in which to store the process ID.\n"
1601                     "\t-r\tSpecify a R/W disk image file, iterates vkd0..n\n"
1602                     "\t-R\tSpecify a COW disk image file, iterates vkd0..n\n"
1603                     "\t-s\tBoot into single-user mode.\n"
1604                     "\t-U\tEnable writing to kernel memory and module loading.\n"
1605                     "\t-v\tTurn on verbose booting.\n");
1606
1607         exit(EX_USAGE);
1608 }
1609
1610 void
1611 cpu_smp_stopped(void)
1612 {
1613 }
1614
1615 void
1616 cpu_reset(void)
1617 {
1618         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1619         closefrom(3);
1620         cleanpid();
1621         exit(EX_VKERNEL_REBOOT);
1622 }
1623
1624 void
1625 cpu_halt(void)
1626 {
1627         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1628         cleanpid();
1629         exit(EX_OK);
1630 }
1631
1632 void
1633 setrealcpu(void)
1634 {
1635         switch(lwp_cpu_lock) {
1636         case LCL_PER_CPU:
1637                 if (bootverbose)
1638                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1639                                 mycpuid, next_cpu);
1640                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1641                 next_cpu++;
1642                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1643                         next_cpu = 0;
1644                 break;
1645         case LCL_SINGLE_CPU:
1646                 if (bootverbose)
1647                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1648                                 mycpuid, next_cpu);
1649                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1650                 break;
1651         default:
1652                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1653                 break;
1654         }
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Allocate and free memory for module loading.  The loaded module
1659  * has to be placed somewhere near the current kernel binary load
1660  * point or the relocations will not work.
1661  *
1662  * I'm not sure why this isn't working.
1663  */
1664 int
1665 vkernel_module_memory_alloc(vm_offset_t *basep, size_t bytes)
1666 {
1667 #if 1
1668         size_t xtra;
1669         xtra = (PAGE_SIZE - (vm_offset_t)sbrk(0)) & PAGE_MASK;
1670         *basep = (vm_offset_t)sbrk(xtra + bytes) + xtra;
1671         bzero((void *)*basep, bytes);
1672 #else
1673         *basep = (vm_offset_t)mmap((void *)0x000000000, bytes,
1674                                    PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC|PROT_EXEC,
1675                                    MAP_ANON|MAP_SHARED, -1, 0);
1676         if ((void *)*basep == MAP_FAILED)
1677                 return ENOMEM;
1678 #endif
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 void
1683 vkernel_module_memory_free(vm_offset_t base, size_t bytes)
1684 {
1685 #if 0
1686 #if 0
1687         munmap((void *)base, bytes);
1688 #endif
1689 #endif
1690 }