sys/platform/vkernel/platform/init.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2006 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/platform/init.c,v 1.44 2007/07/10 18:35:38 josepht Exp $
  35  */
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/stat.h>
  41 #include <sys/mman.h>
  42 #include <sys/cons.h>
  43 #include <sys/random.h>
  44 #include <sys/vkernel.h>
  45 #include <sys/tls.h>
  46 #include <sys/reboot.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/msgbuf.h>
  49 #include <sys/vmspace.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/sockio.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <vm/vm_page.h>
  54
  55 #include <machine/cpu.h>
  56 #include <machine/globaldata.h>
  57 #include <machine/tls.h>
  58 #include <machine/md_var.h>
  59 #include <machine/vmparam.h>
  60
  61 #include <net/if.h>
  62 #include <net/if_arp.h>
  63 #include <net/ethernet.h>
  64 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
  65 #include <netinet/in.h>
  66 #include <arpa/inet.h>
  67
  68 #include <stdio.h>
  69 #include <stdlib.h>
  70 #include <stdarg.h>
  71 #include <unistd.h>
  72 #include <fcntl.h>
  73 #include <string.h>
  74 #include <err.h>
  75 #include <errno.h>
  76 #include <assert.h>
  77
  78 vm_paddr_t phys_avail[16];
  79 vm_paddr_t Maxmem;
  80 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
  81 int MemImageFd = -1;
  82 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
  83 int DiskNum;
  84 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
  85 int NetifNum;
  86 char *pid_file;
  87 vm_offset_t KvaStart;
  88 vm_offset_t KvaEnd;
  89 vm_offset_t KvaSize;
  90 vm_offset_t virtual_start;
  91 vm_offset_t virtual_end;
  92 vm_offset_t kernel_vm_end;
  93 vm_offset_t crashdumpmap;
  94 vm_offset_t clean_sva;
  95 vm_offset_t clean_eva;
  96 struct msgbuf *msgbufp;
  97 caddr_t ptvmmap;
  98 vpte_t  *KernelPTD;
  99 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
 100 u_int cpu_feature;      /* XXX */
 101 u_int tsc_present;      /* XXX */
 102 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
 103 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
 104 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
 105 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
 106
 107 struct privatespace *CPU_prvspace;
 108
 109 static struct trapframe proc0_tf;
 110 static void *proc0paddr;
 111
 112 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 113 static void init_kern_memory(void);
 114 static void init_globaldata(void);
 115 static void init_vkernel(void);
 116 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 117 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 118 static void writepid( void );
 119 static void cleanpid( void );
 120 static void usage(const char *ctl, ...);
 121
 122 static int save_ac;
 123 static char **save_av;
 124
 125 /*
 126  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 127  */
 128 int
 129 main(int ac, char **av)
 130 {
 131         char *memImageFile = NULL;
 132         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 133         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 134         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 135         char *suffix;
 136         char *endp;
 137         size_t real_ncpus_size;
 138         int netifFileNum = 0;
 139         int diskFileNum = 0;
 140         int cdFileNum = 0;
 141         int c;
 142         int i;
 143         int n;
 144
 145         save_ac = ac;
 146         save_av = av;
 147
 148         /*
 149          * Process options
 150          */
 151         kernel_mem_readonly = 1;
 152 #ifdef SMP
 153         optcpus = 2;
 154 #endif
 155         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 156
 157         real_ncpus_size = sizeof(real_ncpus);
 158         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &real_ncpus_size, NULL, 0);
 159
 160         while ((c = getopt(ac, av, "c:svl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 161                 switch(c) {
 162                 case 'e':
 163                         /*
 164                          * name=value:name=value:name=value...
 165                          */
 166                         n = strlen(optarg);
 167                         kern_envp = malloc(n + 2);
 168                         for (i = 0; i < n; ++i) {
 169                                 if (optarg[i] == ':')
 170                                         kern_envp[i] = 0;
 171                                 else
 172                                         kern_envp[i] = optarg[i];
 173                         }
 174                         kern_envp[i++] = 0;
 175                         kern_envp[i++] = 0;
 176                         break;
 177                 case 's':
 178                         boothowto |= RB_SINGLE;
 179                         break;
 180                 case 'v':
 181                         bootverbose = 1;
 182                         break;
 183                 case 'i':
 184                         memImageFile = optarg;
 185                         break;
 186                 case 'I':
 187                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 188                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 189                         break;
 190                 case 'r':
 191                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 192                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 193                         break;
 194                 case 'c':
 195                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 196                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 197                         break;
 198                 case 'm':
 199                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 200                         if (suffix) {
 201                                 switch(*suffix) {
 202                                 case 'g':
 203                                 case 'G':
 204                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 205                                         break;
 206                                 case 'm':
 207                                 case 'M':
 208                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 209                                         break;
 210                                 case 'k':
 211                                 case 'K':
 212                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 213                                         break;
 214                                 default:
 215                                         Maxmem_bytes = 0;
 216                                         usage("Bad maxmem option");
 217                                         /* NOT REACHED */
 218                                         break;
 219                                 }
 220                         }
 221                         break;
 222                 case 'l':
 223                         next_cpu = -1;
 224                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 225                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 226                                 if (*(optarg + 3) == ',')
 227                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 228                                 if (*endp != '\0')
 229                                         usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 230                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 231                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 232                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 233                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 234                         } else {
 235                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 236                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 237                                 if (*endp != '\0')
 238                                         usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 239                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 240                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 241                         }
 242                         break;
 243                 case 'n':
 244                         /*
 245                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 246                          * set ncpus here.
 247                          */
 248 #ifdef SMP
 249                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 250                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 251                                 usage("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 252 #else
 253                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 254                                 usage("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 255                         }
 256 #endif
 257
 258                         break;
 259                 case 'p':
 260                         pid_file = optarg;
 261                         break;
 262                 case 'U':
 263                         kernel_mem_readonly = 0;
 264                         break;
 265                 }
 266         }
 267
 268         writepid();
 269         cpu_disable_intr();
 270         init_sys_memory(memImageFile);
 271         init_kern_memory();
 272         init_globaldata();
 273         init_vkernel();
 274         setrealcpu();
 275         init_kqueue();
 276         init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 277         init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 278         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 279         init_exceptions();
 280         mi_startup();
 281         /* NOT REACHED */
 282         exit(1);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 287  */
 288 static
 289 void
 290 init_sys_memory(char *imageFile)
 291 {
 292         struct stat st;
 293         int i;
 294         int fd;
 295
 296         /*
 297          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 298          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 299          */
 300
 301         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 302                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 303         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 304             Maxmem_bytes == 0) {
 305                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 306                        "system memory size is specified with -m",
 307                        imageFile);
 308                 /* NOT REACHED */
 309         }
 310
 311         /*
 312          * Maxmem must be known at this time
 313          */
 314         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 315                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 316                        "multiples of %dMB only",
 317                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 318                 /* NOT REACHED */
 319         }
 320
 321         /*
 322          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 323          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 324          * to use the same image file.
 325          */
 326         if (imageFile == NULL) {
 327                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 328                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 329                         fd = open(imageFile,
 330                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 331                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 332                                 free(imageFile);
 333                                 continue;
 334                         }
 335                         break;
 336                 }
 337         } else {
 338                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 339         }
 340         printf("Using memory file: %s\n", imageFile);
 341         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 342                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 343                 /* NOT REACHED */
 344         }
 345
 346         /*
 347          * Truncate or extend the file as necessary.
 348          */
 349         if (st.st_size > Maxmem_bytes) {
 350                 ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 351         } else if (st.st_size < Maxmem_bytes) {
 352                 char *zmem;
 353                 off_t off = st.st_size & ~SEG_MASK;
 354
 355                 kprintf("%s: Reserving blocks for memory image\n", imageFile);
 356                 zmem = malloc(SEG_SIZE);
 357                 bzero(zmem, SEG_SIZE);
 358                 lseek(fd, off, SEEK_SET);
 359                 while (off < Maxmem_bytes) {
 360                         if (write(fd, zmem, SEG_SIZE) != SEG_SIZE) {
 361                                 err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 362                                 /* NOT REACHED */
 363                         }
 364                         off += SEG_SIZE;
 365                 }
 366                 if (fsync(fd) < 0)
 367                         err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 368                 free(zmem);
 369         }
 370         MemImageFd = fd;
 371         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 372 }
 373
 374 /*
 375  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 376  * MAP_VPAGETABLE
 377  */
 378
 379 static
 380 void
 381 init_kern_memory(void)
 382 {
 383         void *base;
 384         void *try;
 385         char *zero;
 386         char dummy;
 387         char *topofstack = &dummy;
 388         vpte_t pte;
 389         int i;
 390
 391         /*
 392          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 393          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 394          * moment.
 395          *
 396          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 397          * offset KernelPTD.
 398          *
 399          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 400          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 401          * Try a number of different locations.
 402          */
 403         try = (void *)0x40000000;
 404         base = NULL;
 405         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 406                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 407                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 408                             MemImageFd, 0);
 409                 if (base == try)
 410                         break;
 411                 if (base != MAP_FAILED)
 412                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 413                 try = (char *)try + 0x10000000;
 414         }
 415         if (base != try) {
 416                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 417                 /* NOT REACHED */
 418         }
 419         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 420         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 421         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 422         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 423         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 424
 425         /*
 426          * Create a top-level page table self-mapping itself.
 427          *
 428          * Initialize the page directory at physical page index 0 to point
 429          * to an array of page table pages starting at physical page index 1
 430          */
 431         lseek(MemImageFd, 0L, 0);
 432         for (i = 0; i < KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE; ++i) {
 433                 pte = ((i + 1) * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 434                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 435         }
 436
 437         /*
 438          * Initialize the PTEs in the page table pages required to map the
 439          * page table itself.  This includes mapping the page directory page
 440          * at the base so we go one more loop then normal.
 441          */
 442         lseek(MemImageFd, PAGE_SIZE, 0);
 443         for (i = 0; i <= KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE * sizeof(vpte_t); ++i) {
 444                 pte = (i * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 445                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 446         }
 447
 448         /*
 449          * Initialize remaining PTEs to 0.  We may be reusing a memory image
 450          * file.  This is approximately a megabyte.
 451          */
 452         i = (KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE - i) * sizeof(pte);
 453         zero = malloc(PAGE_SIZE);
 454         bzero(zero, PAGE_SIZE);
 455         while (i) {
 456                 write(MemImageFd, zero, (i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 457                 i = i - ((i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 458         }
 459         free(zero);
 460
 461         /*
 462          * Enable the page table and calculate pointers to our self-map
 463          * for easy kernel page table manipulation.
 464          *
 465          * KernelPTA must be offset so we can do direct VA translations
 466          */
 467         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 468                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
 469         KernelPTD = (vpte_t *)base;                       /* pg directory */
 470         KernelPTA = (vpte_t *)((char *)base + PAGE_SIZE); /* pg table pages */
 471         KernelPTA -= KvaStart >> PAGE_SHIFT;
 472
 473         /*
 474          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 475          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 476          */
 477         phys_avail[0] = PAGE_SIZE +
 478                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 479         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 480         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
 481
 482         /*
 483          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 484          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 485          */
 486         virtual_start = KvaStart + PAGE_SIZE +
 487                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 488         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 489         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 490
 491         /*
 492          * kernel_vm_end could be set to virtual_end but we want some
 493          * indication of how much of the kernel_map we've used, so
 494          * set it low and let pmap_growkernel increase it even though we
 495          * don't need to create any new page table pages.
 496          */
 497         kernel_vm_end = virtual_start;
 498
 499         /*
 500          * Allocate space for process 0's UAREA.
 501          */
 502         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 503         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 504                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 505                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 506                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 507         }
 508
 509         /*
 510          * crashdumpmap
 511          */
 512         crashdumpmap = virtual_start;
 513         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 514
 515         /*
 516          * msgbufp maps the system message buffer
 517          */
 518         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 519         msgbufp = (void *)virtual_start;
 520         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 521                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 522                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 523                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 524         }
 525         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 526
 527         /*
 528          * used by kern_memio for /dev/mem access
 529          */
 530         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 531         virtual_start += PAGE_SIZE;
 532
 533         /*
 534          * Bootstrap the kernel_pmap
 535          */
 536         pmap_bootstrap();
 537 }
 538
 539 /*
 540  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 541  * virtual_start and phys_avail[0]
 542  */
 543 static
 544 void
 545 init_globaldata(void)
 546 {
 547         int i;
 548         vm_paddr_t pa;
 549         vm_offset_t va;
 550
 551         /*
 552          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 553          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 554          * whole page table mappings.
 555          */
 556         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 557         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 558         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 559
 560         /*
 561          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 562          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 563          * into KVA.  For cpu #0 only.
 564          */
 565         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 566                 pa = phys_avail[0];
 567                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 568                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 569                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 570         }
 571         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 572                 pa = phys_avail[0];
 573                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 574                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 575                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 576         }
 577
 578         /*
 579          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 580          * point.
 581          */
 582         tls_set_fs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 583 }
 584
 585 /*
 586  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 587  */
 588 static
 589 void
 590 init_vkernel(void)
 591 {
 592         struct mdglobaldata *gd;
 593
 594         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 595         bzero(gd, sizeof(*gd));
 596
 597         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 598         thread0.td_gd = &gd->mi;
 599         ncpus = 1;
 600         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 601         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 602         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 603         init_param1();
 604         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 605         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 606         cpu_gdinit(gd, 0);
 607         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 608         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 609
 610         /*init_locks();*/
 611         cninit();
 612         rand_initialize();
 613 #if 0   /* #ifdef DDB */
 614         kdb_init();
 615         if (boothowto & RB_KDB)
 616                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 617 #endif
 618 #if 0
 619         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 620 #endif
 621         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
 622
 623 #if 0
 624         /*
 625          * Map the message buffer
 626          */
 627         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 628                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 629         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 630 #endif
 631 #if 0
 632         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 633         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 634 #endif
 635 }
 636
 637 /*
 638  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 639  * If specified they each should point to a disk image,
 640  * the first of which will become the root disk.
 641  *
 642  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 643  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 644  * O_DIRECT to remove the duplication.
 645  */
 646 static
 647 void
 648 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 649 {
 650         int i;
 651
 652         if (diskFileNum == 0)
 653                 return;
 654
 655         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
 656                 char *fname;
 657                 fname = diskExp[i];
 658
 659                 if (fname == NULL) {
 660                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 661                         continue;
 662                 }
 663
 664                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
 665                         struct stat st;
 666                         struct vkdisk_info* info = NULL;
 667                         int fd;
 668                         size_t l = 0;
 669
 670                         if (type == VKD_DISK)
 671                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 672                         else
 673                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 674                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 675                                 if (errno == EAGAIN)
 676                                         fprintf(stderr, "You may already have a vkernel using this disk image!\n");
 677                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 678                                 /* NOT REACHED */
 679                         }
 680                         /* get rid of O_NONBLOCK, keep O_DIRECT */
 681                         if (type == VKD_DISK)
 682                                 fcntl(fd, F_SETFL, O_DIRECT);
 683
 684                         info = &DiskInfo[DiskNum];
 685                         l = strlen(fname);
 686
 687                         info->unit = i;
 688                         info->fd = fd;
 689                         info->type = type;
 690                         memcpy(info->fname, fname, l);
 691
 692                         if (i == 0) {
 693                                 if (type == VKD_CD)
 694                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
 695                                 else if (type == VKD_DISK)
 696                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
 697                         }
 698
 699                         DiskNum++;
 700                 } else {
 701                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 702                         continue;
 703                 }
 704         }
 705 }
 706
 707 static
 708 int
 709 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 710 {
 711         struct ifreq ifr;
 712         int flags;
 713
 714         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 715
 716         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 717         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 718                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 719                 return -1;
 720         }
 721
 722         /*
 723          * Adjust if_flags
 724          *
 725          * If the flags are already set/cleared, then we return
 726          * immediately to avoid extra syscalls
 727          */
 728         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 729         if (f < 0) {
 730                 /* Turn off flags */
 731                 f = -f;
 732                 if ((flags & f) == 0)
 733                         return 0;
 734                 flags &= ~f;
 735         } else {
 736                 /* Turn on flags */
 737                 if (flags & f)
 738                         return 0;
 739                 flags |= f;
 740         }
 741
 742         /*
 743          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 744          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 745          */
 746         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 747
 748         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 749         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 750         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 751                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 752                 return -1;
 753         }
 754         return 0;
 755 }
 756
 757 static
 758 int
 759 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 760 {
 761         struct ifaliasreq ifra;
 762         struct sockaddr_in *in;
 763
 764         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 765         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 766
 767         /* Setup address */
 768         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 769         in->sin_family = AF_INET;
 770         in->sin_len = sizeof(*in);
 771         in->sin_addr.s_addr = addr;
 772
 773         if (mask != 0) {
 774                 /* Setup netmask */
 775                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 776                 in->sin_len = sizeof(*in);
 777                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 778         }
 779
 780         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 781                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 782                 return -1;
 783         }
 784         return 0;
 785 }
 786
 787 static
 788 int
 789 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 790 {
 791         struct ifbreq ifbr;
 792         struct ifdrv ifd;
 793
 794         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 795         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 796                  "tap%d", tap_unit);
 797
 798         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 799         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 800         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 801         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 802         ifd.ifd_data = &ifbr;
 803
 804         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 805                 /*
 806                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 807                  * a member of the bridge(4)
 808                  */
 809                 if (errno != EEXIST) {
 810                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 811                         return -1;
 812                 }
 813         }
 814         return 0;
 815 }
 816
 817 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 818
 819 /* XXX major()/minor() can't be used in vkernel */
 820 #define TAPDEV_MAJOR(x) ((int)(((u_int)(x) >> 8) & 0xff))
 821 #define TAPDEV_MINOR(x) ((int)((x) & 0xffff00ff))
 822
 823 #ifndef TAP_CDEV_MAJOR
 824 #define TAP_CDEV_MAJOR  149
 825 #endif
 826
 827 /*
 828  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 829  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 830  * tap(4) interface.
 831  *
 832  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 833  */
 834 static
 835 int
 836 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 837 {
 838         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 839         int tap_fd, failed;
 840         struct stat st;
 841
 842         *tap_unit = -1;
 843
 844         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 845                 int i;
 846
 847                 /*
 848                  * Find first unused tap(4) device file
 849                  */
 850                 for (i = 0; ; ++i) {
 851                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/tap%d", i);
 852                         tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 853                         if (tap_fd >= 0 || errno == ENOENT)
 854                                 break;
 855                 }
 856                 if (tap_fd < 0) {
 857                         warnx("Unable to find a free tap(4)");
 858                         return -1;
 859                 }
 860         } else {
 861                 /*
 862                  * User supplied tap(4) device file
 863                  */
 864                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
 865                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
 866                 else
 867                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
 868
 869                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 870                 if (tap_fd < 0) {
 871                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 872                         return -1;
 873                 }
 874         }
 875
 876         /*
 877          * Check whether the device file is a tap(4)
 878          */
 879         failed = 1;
 880         if (fstat(tap_fd, &st) == 0 && S_ISCHR(st.st_mode) &&
 881             TAPDEV_MAJOR(st.st_rdev) == TAP_CDEV_MAJOR) {
 882                 *tap_unit = TAPDEV_MINOR(st.st_rdev);
 883
 884                 /*
 885                  * Bring up the corresponding tap(4) interface
 886                  */
 887                 if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 888                         failed = 0;
 889         } else {
 890                 warnx("%s is not a tap(4) device", tap_dev);
 891         }
 892
 893         if (failed) {
 894                 close(tap_fd);
 895                 tap_fd = -1;
 896                 *tap_unit = -1;
 897         }
 898         return tap_fd;
 899 }
 900
 901 #undef TAPDEV_MAJOR
 902 #undef TAPDEV_MINOR
 903 #undef TAPDEV_OFLAGS
 904
 905 /*
 906  * Following syntax is supported,
 907  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
 908  *
 909  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
 910  *                        tap(4)'s netmask len is z
 911  *
 912  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
 913  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 914  *
 915  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
 916  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 917  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
 918  *
 919  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
 920  *
 921  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
 922  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 923  *
 924  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
 925  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 926  *                        pseudo netif's netmask len is z
 927  */
 928 static
 929 int
 930 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
 931 {
 932         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
 933         int next_netif_addr;
 934         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
 935
 936         *addr = 0;
 937         *mask = 0;
 938
 939         tok = strtok(NULL, ":/");
 940         if (tok == NULL) {
 941                 /*
 942                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
 943                  */
 944                 return 0;
 945         }
 946
 947         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
 948                 /*
 949                  * tap(4)'s address is supplied
 950                  */
 951                 ifbridge = NULL;
 952
 953                 /*
 954                  * If there is next token, then it may be pseudo
 955                  * netif's address or netmask len for tap(4)
 956                  */
 957                 next_netif_addr = 0;
 958         } else {
 959                 /*
 960                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
 961                  * iface name
 962                  */
 963                 tap_addr = 0;
 964                 ifbridge = tok;
 965
 966                 /*
 967                  * If there is next token, then it must be pseudo
 968                  * netif's address
 969                  */
 970                 next_netif_addr = 1;
 971         }
 972
 973         netmask = netif_addr = 0;
 974
 975         tok = strtok(NULL, ":/");
 976         if (tok == NULL)
 977                 goto back;
 978
 979         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
 980                 if (next_netif_addr) {
 981                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
 982                         return -1;
 983                 }
 984                 netif_addr = 0;
 985
 986                 /*
 987                  * Current token is not address, then it must be netmask len
 988                  */
 989                 masklen_str = tok;
 990         } else {
 991                 /*
 992                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
 993                  * it must be netmask len
 994                  */
 995                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
 996         }
 997
 998         /* Calculate netmask */
 999         if (masklen_str != NULL) {
1000                 u_long masklen;
1001
1002                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1003                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1004                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1005                                         & 0xffffffff);
1006                 } else {
1007                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1008                         return -1;
1009                 }
1010         }
1011
1012         /* Make sure there is no more token left */
1013         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1014                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1015                 return -1;
1016         }
1017
1018 back:
1019         if (ifbridge == NULL) {
1020                 /* Set tap(4) address/netmask */
1021                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1022                         return -1;
1023         } else {
1024                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1025                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1026                         return -1;
1027         }
1028
1029         *addr = netif_addr;
1030         *mask = netmask;
1031         return 0;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1036  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1037  * in NetifInfo[].
1038  */
1039 static
1040 void
1041 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1042 {
1043         int i, s;
1044
1045         if (netifExpNum == 0)
1046                 return;
1047
1048         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1049         if (s < 0)
1050                 return;
1051
1052         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1053                 struct vknetif_info *info;
1054                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1055                 int tap_fd, tap_unit;
1056                 char *netif;
1057
1058                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1059                 if (netif == NULL) {
1060                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1061                         continue;
1062                 }
1063
1064                 /*
1065                  * Open tap(4) device file and bring up the
1066                  * corresponding interface
1067                  */
1068                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1069                 if (tap_fd < 0)
1070                         continue;
1071
1072                 /*
1073                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1074                  * for pseudo netif
1075                  *
1076                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1077                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1078                  */
1079                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1080                         /*
1081                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1082                          *     down the corresponding interface
1083                          */
1084                         close(tap_fd);
1085                         continue;
1086                 }
1087
1088                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1089                 info->tap_fd = tap_fd;
1090                 info->tap_unit = tap_unit;
1091                 info->netif_addr = netif_addr;
1092                 info->netif_mask = netif_mask;
1093
1094                 NetifNum++;
1095                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1096                         break;
1097         }
1098         close(s);
1099 }
1100
1101 static
1102 void
1103 writepid( void )
1104 {
1105         pid_t self;
1106         FILE *fp;
1107
1108         if (pid_file != NULL) {
1109                 self = getpid();
1110                 fp = fopen(pid_file, "w");
1111
1112                 if (fp != NULL) {
1113                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1114                         fclose(fp);
1115                 }
1116                 else {
1117                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1118                 }
1119         }
1120 }
1121
1122 static
1123 void
1124 cleanpid( void )
1125 {
1126         if (pid_file != NULL) {
1127                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1128                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1129         }
1130 }
1131
1132 static
1133 void
1134 usage(const char *ctl, ...)
1135 {
1136         va_list va;
1137
1138         va_start(va, ctl);
1139         vfprintf(stderr, ctl, va);
1140         va_end(va);
1141         fprintf(stderr, "\n");
1142         exit(1);
1143 }
1144
1145 void
1146 cpu_reset(void)
1147 {
1148         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1149         closefrom(3);
1150         cleanpid();
1151         execv(save_av[0], save_av);
1152 }
1153
1154 void
1155 cpu_halt(void)
1156 {
1157         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1158         cleanpid();
1159         exit(0);
1160 }
1161
1162 void
1163 setrealcpu(void)
1164 {
1165         switch(lwp_cpu_lock) {
1166         case LCL_PER_CPU:
1167                 if (bootverbose)
1168                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1169                                 mycpuid, next_cpu);
1170                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1171                 next_cpu++;
1172                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1173                         next_cpu = 0;
1174                 break;
1175         case LCL_SINGLE_CPU:
1176                 if (bootverbose)
1177                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1178                                 mycpuid, next_cpu);
1179                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1180                 break;
1181         default:
1182                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1183                 break;
1184         }
1185 }
1186