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 1.46 2007/07/22 20:04:00 dillon Exp $
  35  */
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/stat.h>
  41 #include <sys/mman.h>
  42 #include <sys/cons.h>
  43 #include <sys/random.h>
  44 #include <sys/vkernel.h>
  45 #include <sys/tls.h>
  46 #include <sys/reboot.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/msgbuf.h>
  49 #include <sys/vmspace.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/sockio.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <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         int real_vkernel_enable;
 145         size_t real_vkernel_enable_size;
 146
 147         save_ac = ac;
 148         save_av = av;
 149
 150         /*
 151          * Process options
 152          */
 153         kernel_mem_readonly = 1;
 154 #ifdef SMP
 155         optcpus = 2;
 156 #endif
 157         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 158
 159         real_vkernel_enable_size = sizeof(real_vkernel_enable);
 160         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &real_vkernel_enable_size, NULL, 0);
 161
 162         if (real_vkernel_enable == 0)
 163                 errx(1,"vm.vkernel_enable is %d, must be set to 1 to execute a vkernel!", real_vkernel_enable);
 164
 165         real_ncpus_size = sizeof(real_ncpus);
 166         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &real_ncpus_size, NULL, 0);
 167
 168         while ((c = getopt(ac, av, "c:svl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 169                 switch(c) {
 170                 case 'e':
 171                         /*
 172                          * name=value:name=value:name=value...
 173                          */
 174                         n = strlen(optarg);
 175                         kern_envp = malloc(n + 2);
 176                         for (i = 0; i < n; ++i) {
 177                                 if (optarg[i] == ':')
 178                                         kern_envp[i] = 0;
 179                                 else
 180                                         kern_envp[i] = optarg[i];
 181                         }
 182                         kern_envp[i++] = 0;
 183                         kern_envp[i++] = 0;
 184                         break;
 185                 case 's':
 186                         boothowto |= RB_SINGLE;
 187                         break;
 188                 case 'v':
 189                         bootverbose = 1;
 190                         break;
 191                 case 'i':
 192                         memImageFile = optarg;
 193                         break;
 194                 case 'I':
 195                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 196                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 197                         break;
 198                 case 'r':
 199                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 200                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 201                         break;
 202                 case 'c':
 203                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 204                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 205                         break;
 206                 case 'm':
 207                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 208                         if (suffix) {
 209                                 switch(*suffix) {
 210                                 case 'g':
 211                                 case 'G':
 212                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 213                                         break;
 214                                 case 'm':
 215                                 case 'M':
 216                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 217                                         break;
 218                                 case 'k':
 219                                 case 'K':
 220                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 221                                         break;
 222                                 default:
 223                                         Maxmem_bytes = 0;
 224                                         usage("Bad maxmem option");
 225                                         /* NOT REACHED */
 226                                         break;
 227                                 }
 228                         }
 229                         break;
 230                 case 'l':
 231                         next_cpu = -1;
 232                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
 233                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
 234                                 if (optarg[3] == ',') {
 235                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
 236                                         if (*endp != '\0')
 237                                                 usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 238                                 } else {
 239                                         next_cpu = 0;
 240                                 }
 241                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 242                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 243                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
 244                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
 245                         } else {
 246                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
 247                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
 248                                 if (*endp != '\0')
 249                                         usage("Bad target CPU number at '%s'", endp);
 250                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
 251                                         usage("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
 252                         }
 253                         break;
 254                 case 'n':
 255                         /*
 256                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 257                          * set ncpus here.
 258                          */
 259 #ifdef SMP
 260                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 261                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 262                                 usage("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 263 #else
 264                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 265                                 usage("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 266                         }
 267 #endif
 268
 269                         break;
 270                 case 'p':
 271                         pid_file = optarg;
 272                         break;
 273                 case 'U':
 274                         kernel_mem_readonly = 0;
 275                         break;
 276                 }
 277         }
 278
 279         writepid();
 280         cpu_disable_intr();
 281         init_sys_memory(memImageFile);
 282         init_kern_memory();
 283         init_globaldata();
 284         init_vkernel();
 285         setrealcpu();
 286         init_kqueue();
 287         init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 288         init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 289         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 290         init_exceptions();
 291         mi_startup();
 292         /* NOT REACHED */
 293         exit(1);
 294 }
 295
 296 /*
 297  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 298  */
 299 static
 300 void
 301 init_sys_memory(char *imageFile)
 302 {
 303         struct stat st;
 304         int i;
 305         int fd;
 306
 307         /*
 308          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 309          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 310          */
 311
 312         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 313                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 314         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 315             Maxmem_bytes == 0) {
 316                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 317                        "system memory size is specified with -m",
 318                        imageFile);
 319                 /* NOT REACHED */
 320         }
 321
 322         /*
 323          * Maxmem must be known at this time
 324          */
 325         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 326                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 327                        "multiples of %dMB only",
 328                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 329                 /* NOT REACHED */
 330         }
 331
 332         /*
 333          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 334          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 335          * to use the same image file.
 336          */
 337         if (imageFile == NULL) {
 338                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 339                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 340                         fd = open(imageFile,
 341                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 342                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 343                                 free(imageFile);
 344                                 continue;
 345                         }
 346                         break;
 347                 }
 348         } else {
 349                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 350         }
 351         printf("Using memory file: %s\n", imageFile);
 352         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 353                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 354                 /* NOT REACHED */
 355         }
 356
 357         /*
 358          * Truncate or extend the file as necessary.
 359          */
 360         if (st.st_size > Maxmem_bytes) {
 361                 ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 362         } else if (st.st_size < Maxmem_bytes) {
 363                 char *zmem;
 364                 off_t off = st.st_size & ~SEG_MASK;
 365
 366                 kprintf("%s: Reserving blocks for memory image\n", imageFile);
 367                 zmem = malloc(SEG_SIZE);
 368                 bzero(zmem, SEG_SIZE);
 369                 lseek(fd, off, SEEK_SET);
 370                 while (off < Maxmem_bytes) {
 371                         if (write(fd, zmem, SEG_SIZE) != SEG_SIZE) {
 372                                 err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 373                                 /* NOT REACHED */
 374                         }
 375                         off += SEG_SIZE;
 376                 }
 377                 if (fsync(fd) < 0)
 378                         err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 379                 free(zmem);
 380         }
 381         MemImageFd = fd;
 382         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 387  * MAP_VPAGETABLE
 388  */
 389
 390 static
 391 void
 392 init_kern_memory(void)
 393 {
 394         void *base;
 395         void *try;
 396         char *zero;
 397         char dummy;
 398         char *topofstack = &dummy;
 399         vpte_t pte;
 400         int i;
 401
 402         /*
 403          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 404          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 405          * moment.
 406          *
 407          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 408          * offset KernelPTD.
 409          *
 410          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 411          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 412          * Try a number of different locations.
 413          */
 414         try = (void *)0x40000000;
 415         base = NULL;
 416         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 417                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 418                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 419                             MemImageFd, 0);
 420                 if (base == try)
 421                         break;
 422                 if (base != MAP_FAILED)
 423                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 424                 try = (char *)try + 0x10000000;
 425         }
 426         if (base != try) {
 427                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 428                 /* NOT REACHED */
 429         }
 430         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 431         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 432         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 433         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 434         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 435
 436         /*
 437          * Create a top-level page table self-mapping itself.
 438          *
 439          * Initialize the page directory at physical page index 0 to point
 440          * to an array of page table pages starting at physical page index 1
 441          */
 442         lseek(MemImageFd, 0L, 0);
 443         for (i = 0; i < KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE; ++i) {
 444                 pte = ((i + 1) * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 445                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 446         }
 447
 448         /*
 449          * Initialize the PTEs in the page table pages required to map the
 450          * page table itself.  This includes mapping the page directory page
 451          * at the base so we go one more loop then normal.
 452          */
 453         lseek(MemImageFd, PAGE_SIZE, 0);
 454         for (i = 0; i <= KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE * sizeof(vpte_t); ++i) {
 455                 pte = (i * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 456                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 457         }
 458
 459         /*
 460          * Initialize remaining PTEs to 0.  We may be reusing a memory image
 461          * file.  This is approximately a megabyte.
 462          */
 463         i = (KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE - i) * sizeof(pte);
 464         zero = malloc(PAGE_SIZE);
 465         bzero(zero, PAGE_SIZE);
 466         while (i) {
 467                 write(MemImageFd, zero, (i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 468                 i = i - ((i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 469         }
 470         free(zero);
 471
 472         /*
 473          * Enable the page table and calculate pointers to our self-map
 474          * for easy kernel page table manipulation.
 475          *
 476          * KernelPTA must be offset so we can do direct VA translations
 477          */
 478         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 479                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
 480         KernelPTD = (vpte_t *)base;                       /* pg directory */
 481         KernelPTA = (vpte_t *)((char *)base + PAGE_SIZE); /* pg table pages */
 482         KernelPTA -= KvaStart >> PAGE_SHIFT;
 483
 484         /*
 485          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 486          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 487          */
 488         phys_avail[0] = PAGE_SIZE +
 489                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 490         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 491         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
 492
 493         /*
 494          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 495          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 496          */
 497         virtual_start = KvaStart + PAGE_SIZE +
 498                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 499         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 500         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 501
 502         /*
 503          * kernel_vm_end could be set to virtual_end but we want some
 504          * indication of how much of the kernel_map we've used, so
 505          * set it low and let pmap_growkernel increase it even though we
 506          * don't need to create any new page table pages.
 507          */
 508         kernel_vm_end = virtual_start;
 509
 510         /*
 511          * Allocate space for process 0's UAREA.
 512          */
 513         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 514         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 515                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 516                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 517                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 518         }
 519
 520         /*
 521          * crashdumpmap
 522          */
 523         crashdumpmap = virtual_start;
 524         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 525
 526         /*
 527          * msgbufp maps the system message buffer
 528          */
 529         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 530         msgbufp = (void *)virtual_start;
 531         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 532                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 533                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 534                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 535         }
 536         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 537
 538         /*
 539          * used by kern_memio for /dev/mem access
 540          */
 541         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 542         virtual_start += PAGE_SIZE;
 543
 544         /*
 545          * Bootstrap the kernel_pmap
 546          */
 547         pmap_bootstrap();
 548 }
 549
 550 /*
 551  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 552  * virtual_start and phys_avail[0]
 553  */
 554 static
 555 void
 556 init_globaldata(void)
 557 {
 558         int i;
 559         vm_paddr_t pa;
 560         vm_offset_t va;
 561
 562         /*
 563          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 564          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 565          * whole page table mappings.
 566          */
 567         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 568         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 569         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 570
 571         /*
 572          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 573          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 574          * into KVA.  For cpu #0 only.
 575          */
 576         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 577                 pa = phys_avail[0];
 578                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 579                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 580                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 581         }
 582         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 583                 pa = phys_avail[0];
 584                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 585                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 586                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 587         }
 588
 589         /*
 590          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 591          * point.
 592          */
 593         tls_set_fs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 594 }
 595
 596 /*
 597  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 598  */
 599 static
 600 void
 601 init_vkernel(void)
 602 {
 603         struct mdglobaldata *gd;
 604
 605         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 606         bzero(gd, sizeof(*gd));
 607
 608         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 609         thread0.td_gd = &gd->mi;
 610         ncpus = 1;
 611         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 612         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 613         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 614         init_param1();
 615         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 616         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 617         cpu_gdinit(gd, 0);
 618         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 619         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 620
 621         /*init_locks();*/
 622         cninit();
 623         rand_initialize();
 624 #if 0   /* #ifdef DDB */
 625         kdb_init();
 626         if (boothowto & RB_KDB)
 627                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 628 #endif
 629 #if 0
 630         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 631 #endif
 632         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
 633
 634 #if 0
 635         /*
 636          * Map the message buffer
 637          */
 638         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 639                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 640         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 641 #endif
 642 #if 0
 643         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 644         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 645 #endif
 646 }
 647
 648 /*
 649  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 650  * If specified they each should point to a disk image,
 651  * the first of which will become the root disk.
 652  *
 653  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 654  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 655  * O_DIRECT to remove the duplication.
 656  */
 657 static
 658 void
 659 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 660 {
 661         int i;
 662
 663         if (diskFileNum == 0)
 664                 return;
 665
 666         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
 667                 char *fname;
 668                 fname = diskExp[i];
 669
 670                 if (fname == NULL) {
 671                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 672                         continue;
 673                 }
 674
 675                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
 676                         struct stat st;
 677                         struct vkdisk_info* info = NULL;
 678                         int fd;
 679                         size_t l = 0;
 680
 681                         if (type == VKD_DISK)
 682                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 683                         else
 684                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 685                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 686                                 if (errno == EAGAIN)
 687                                         fprintf(stderr, "You may already have a vkernel using this disk image!\n");
 688                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 689                                 /* NOT REACHED */
 690                         }
 691                         /* get rid of O_NONBLOCK, keep O_DIRECT */
 692                         if (type == VKD_DISK)
 693                                 fcntl(fd, F_SETFL, O_DIRECT);
 694
 695                         info = &DiskInfo[DiskNum];
 696                         l = strlen(fname);
 697
 698                         info->unit = i;
 699                         info->fd = fd;
 700                         info->type = type;
 701                         memcpy(info->fname, fname, l);
 702
 703                         if (i == 0) {
 704                                 if (type == VKD_CD)
 705                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
 706                                 else if (type == VKD_DISK)
 707                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
 708                         }
 709
 710                         DiskNum++;
 711                 } else {
 712                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 713                         continue;
 714                 }
 715         }
 716 }
 717
 718 static
 719 int
 720 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 721 {
 722         struct ifreq ifr;
 723         int flags;
 724
 725         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 726
 727         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 728         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 729                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 730                 return -1;
 731         }
 732
 733         /*
 734          * Adjust if_flags
 735          *
 736          * If the flags are already set/cleared, then we return
 737          * immediately to avoid extra syscalls
 738          */
 739         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 740         if (f < 0) {
 741                 /* Turn off flags */
 742                 f = -f;
 743                 if ((flags & f) == 0)
 744                         return 0;
 745                 flags &= ~f;
 746         } else {
 747                 /* Turn on flags */
 748                 if (flags & f)
 749                         return 0;
 750                 flags |= f;
 751         }
 752
 753         /*
 754          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 755          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 756          */
 757         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 758
 759         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 760         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 761         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 762                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 763                 return -1;
 764         }
 765         return 0;
 766 }
 767
 768 static
 769 int
 770 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 771 {
 772         struct ifaliasreq ifra;
 773         struct sockaddr_in *in;
 774
 775         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 776         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 777
 778         /* Setup address */
 779         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 780         in->sin_family = AF_INET;
 781         in->sin_len = sizeof(*in);
 782         in->sin_addr.s_addr = addr;
 783
 784         if (mask != 0) {
 785                 /* Setup netmask */
 786                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 787                 in->sin_len = sizeof(*in);
 788                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 789         }
 790
 791         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 792                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 793                 return -1;
 794         }
 795         return 0;
 796 }
 797
 798 static
 799 int
 800 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 801 {
 802         struct ifbreq ifbr;
 803         struct ifdrv ifd;
 804
 805         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 806         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 807                  "tap%d", tap_unit);
 808
 809         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 810         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 811         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 812         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 813         ifd.ifd_data = &ifbr;
 814
 815         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 816                 /*
 817                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 818                  * a member of the bridge(4)
 819                  */
 820                 if (errno != EEXIST) {
 821                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 822                         return -1;
 823                 }
 824         }
 825         return 0;
 826 }
 827
 828 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 829
 830 /* XXX major()/minor() can't be used in vkernel */
 831 #define TAPDEV_MAJOR(x) ((int)(((u_int)(x) >> 8) & 0xff))
 832 #define TAPDEV_MINOR(x) ((int)((x) & 0xffff00ff))
 833
 834 #ifndef TAP_CDEV_MAJOR
 835 #define TAP_CDEV_MAJOR  149
 836 #endif
 837
 838 /*
 839  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 840  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 841  * tap(4) interface.
 842  *
 843  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 844  */
 845 static
 846 int
 847 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 848 {
 849         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 850         int tap_fd, failed;
 851         struct stat st;
 852
 853         *tap_unit = -1;
 854
 855         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 856                 int i;
 857
 858                 /*
 859                  * Find first unused tap(4) device file
 860                  */
 861                 for (i = 0; ; ++i) {
 862                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/tap%d", i);
 863                         tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 864                         if (tap_fd >= 0 || errno == ENOENT)
 865                                 break;
 866                 }
 867                 if (tap_fd < 0) {
 868                         warnx("Unable to find a free tap(4)");
 869                         return -1;
 870                 }
 871         } else {
 872                 /*
 873                  * User supplied tap(4) device file
 874                  */
 875                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
 876                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
 877                 else
 878                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
 879
 880                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 881                 if (tap_fd < 0) {
 882                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 883                         return -1;
 884                 }
 885         }
 886
 887         /*
 888          * Check whether the device file is a tap(4)
 889          */
 890         failed = 1;
 891         if (fstat(tap_fd, &st) == 0 && S_ISCHR(st.st_mode) &&
 892             TAPDEV_MAJOR(st.st_rdev) == TAP_CDEV_MAJOR) {
 893                 *tap_unit = TAPDEV_MINOR(st.st_rdev);
 894
 895                 /*
 896                  * Bring up the corresponding tap(4) interface
 897                  */
 898                 if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 899                         failed = 0;
 900         } else {
 901                 warnx("%s is not a tap(4) device", tap_dev);
 902         }
 903
 904         if (failed) {
 905                 close(tap_fd);
 906                 tap_fd = -1;
 907                 *tap_unit = -1;
 908         }
 909         return tap_fd;
 910 }
 911
 912 #undef TAPDEV_MAJOR
 913 #undef TAPDEV_MINOR
 914 #undef TAPDEV_OFLAGS
 915
 916 /*
 917  * Following syntax is supported,
 918  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
 919  *
 920  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
 921  *                        tap(4)'s netmask len is z
 922  *
 923  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
 924  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 925  *
 926  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
 927  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 928  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
 929  *
 930  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
 931  *
 932  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
 933  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 934  *
 935  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
 936  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 937  *                        pseudo netif's netmask len is z
 938  */
 939 static
 940 int
 941 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
 942 {
 943         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
 944         int next_netif_addr;
 945         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
 946
 947         *addr = 0;
 948         *mask = 0;
 949
 950         tok = strtok(NULL, ":/");
 951         if (tok == NULL) {
 952                 /*
 953                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
 954                  */
 955                 return 0;
 956         }
 957
 958         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
 959                 /*
 960                  * tap(4)'s address is supplied
 961                  */
 962                 ifbridge = NULL;
 963
 964                 /*
 965                  * If there is next token, then it may be pseudo
 966                  * netif's address or netmask len for tap(4)
 967                  */
 968                 next_netif_addr = 0;
 969         } else {
 970                 /*
 971                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
 972                  * iface name
 973                  */
 974                 tap_addr = 0;
 975                 ifbridge = tok;
 976
 977                 /*
 978                  * If there is next token, then it must be pseudo
 979                  * netif's address
 980                  */
 981                 next_netif_addr = 1;
 982         }
 983
 984         netmask = netif_addr = 0;
 985
 986         tok = strtok(NULL, ":/");
 987         if (tok == NULL)
 988                 goto back;
 989
 990         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
 991                 if (next_netif_addr) {
 992                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
 993                         return -1;
 994                 }
 995                 netif_addr = 0;
 996
 997                 /*
 998                  * Current token is not address, then it must be netmask len
 999                  */
1000                 masklen_str = tok;
1001         } else {
1002                 /*
1003                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1004                  * it must be netmask len
1005                  */
1006                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1007         }
1008
1009         /* Calculate netmask */
1010         if (masklen_str != NULL) {
1011                 u_long masklen;
1012
1013                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1014                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1015                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1016                                         & 0xffffffff);
1017                 } else {
1018                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1019                         return -1;
1020                 }
1021         }
1022
1023         /* Make sure there is no more token left */
1024         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1025                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1026                 return -1;
1027         }
1028
1029 back:
1030         if (ifbridge == NULL) {
1031                 /* Set tap(4) address/netmask */
1032                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1033                         return -1;
1034         } else {
1035                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1036                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1037                         return -1;
1038         }
1039
1040         *addr = netif_addr;
1041         *mask = netmask;
1042         return 0;
1043 }
1044
1045 /*
1046  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1047  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1048  * in NetifInfo[].
1049  */
1050 static
1051 void
1052 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1053 {
1054         int i, s;
1055
1056         if (netifExpNum == 0)
1057                 return;
1058
1059         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1060         if (s < 0)
1061                 return;
1062
1063         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1064                 struct vknetif_info *info;
1065                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1066                 int tap_fd, tap_unit;
1067                 char *netif;
1068
1069                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1070                 if (netif == NULL) {
1071                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1072                         continue;
1073                 }
1074
1075                 /*
1076                  * Open tap(4) device file and bring up the
1077                  * corresponding interface
1078                  */
1079                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1080                 if (tap_fd < 0)
1081                         continue;
1082
1083                 /*
1084                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1085                  * for pseudo netif
1086                  *
1087                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1088                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1089                  */
1090                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1091                         /*
1092                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1093                          *     down the corresponding interface
1094                          */
1095                         close(tap_fd);
1096                         continue;
1097                 }
1098
1099                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1100                 info->tap_fd = tap_fd;
1101                 info->tap_unit = tap_unit;
1102                 info->netif_addr = netif_addr;
1103                 info->netif_mask = netif_mask;
1104
1105                 NetifNum++;
1106                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1107                         break;
1108         }
1109         close(s);
1110 }
1111
1112 static
1113 void
1114 writepid( void )
1115 {
1116         pid_t self;
1117         FILE *fp;
1118
1119         if (pid_file != NULL) {
1120                 self = getpid();
1121                 fp = fopen(pid_file, "w");
1122
1123                 if (fp != NULL) {
1124                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1125                         fclose(fp);
1126                 }
1127                 else {
1128                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1129                 }
1130         }
1131 }
1132
1133 static
1134 void
1135 cleanpid( void )
1136 {
1137         if (pid_file != NULL) {
1138                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1139                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1140         }
1141 }
1142
1143 static
1144 void
1145 usage(const char *ctl, ...)
1146 {
1147         va_list va;
1148
1149         va_start(va, ctl);
1150         vfprintf(stderr, ctl, va);
1151         va_end(va);
1152         fprintf(stderr, "\n");
1153         exit(1);
1154 }
1155
1156 void
1157 cpu_reset(void)
1158 {
1159         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1160         closefrom(3);
1161         cleanpid();
1162         execv(save_av[0], save_av);
1163 }
1164
1165 void
1166 cpu_halt(void)
1167 {
1168         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1169         cleanpid();
1170         exit(0);
1171 }
1172
1173 void
1174 setrealcpu(void)
1175 {
1176         switch(lwp_cpu_lock) {
1177         case LCL_PER_CPU:
1178                 if (bootverbose)
1179                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1180                                 mycpuid, next_cpu);
1181                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1182                 next_cpu++;
1183                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1184                         next_cpu = 0;
1185                 break;
1186         case LCL_SINGLE_CPU:
1187                 if (bootverbose)
1188                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1189                                 mycpuid, next_cpu);
1190                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1191                 break;
1192         default:
1193                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1194                 break;
1195         }
1196 }
1197