vkernel - enhance the pidfile option and fix memimg file scanning
[dragonfly.git] / sys / platform / vkernel64 / platform / init.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2006 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  *
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  *
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  * $DragonFly: src/sys/platform/vkernel/platform/init.c,v 1.56 2008/05/27 07:48:00 dillon Exp $
35  */
36
37 #include <sys/types.h>
38 #include <sys/systm.h>
39 #include <sys/kernel.h>
40 #include <sys/stat.h>
41 #include <sys/mman.h>
42 #include <sys/cons.h>
43 #include <sys/random.h>
44 #include <sys/vkernel.h>
45 #include <sys/tls.h>
46 #include <sys/reboot.h>
47 #include <sys/proc.h>
48 #include <sys/msgbuf.h>
49 #include <sys/vmspace.h>
50 #include <sys/socket.h>
51 #include <sys/sockio.h>
52 #include <sys/sysctl.h>
53 #include <sys/un.h>
54 #include <vm/vm_page.h>
55 #include <vm/vm_map.h>
56 #include <sys/mplock2.h>
57
58 #include <machine/cpu.h>
59 #include <machine/globaldata.h>
60 #include <machine/tls.h>
61 #include <machine/md_var.h>
62 #include <machine/vmparam.h>
63 #include <cpu/specialreg.h>
64
65 #include <net/if.h>
66 #include <net/if_arp.h>
67 #include <net/ethernet.h>
68 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
69 #include <netinet/in.h>
70 #include <arpa/inet.h>
71
72 #include <stdio.h>
73 #include <stdlib.h>
74 #include <stdarg.h>
75 #include <stdbool.h>
76 #include <unistd.h>
77 #include <fcntl.h>
78 #include <string.h>
79 #include <err.h>
80 #include <errno.h>
81 #include <assert.h>
82 #include <sysexits.h>
83
84 vm_paddr_t phys_avail[16];
85 vm_paddr_t Maxmem;
86 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
87 long physmem;
88 int MemImageFd = -1;
89 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
90 int DiskNum;
91 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
92 int NetifNum;
93 char *pid_file;
94 vm_offset_t KvaStart;
95 vm_offset_t KvaEnd;
96 vm_offset_t KvaSize;
97 vm_offset_t virtual_start;
98 vm_offset_t virtual_end;
99 vm_offset_t virtual2_start;
100 vm_offset_t virtual2_end;
101 vm_offset_t kernel_vm_end;
102 vm_offset_t crashdumpmap;
103 vm_offset_t clean_sva;
104 vm_offset_t clean_eva;
105 struct msgbuf *msgbufp;
106 caddr_t ptvmmap;
107 vpte_t  *KernelPTD;
108 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
109 void *dmap_min_address;
110 u_int cpu_feature;      /* XXX */
111 int tsc_present;
112 int64_t tsc_frequency;
113 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
114 int lwp_cpu_lock;       /* if/how to lock virtual CPUs to real CPUs */
115 int real_ncpus;         /* number of real CPUs */
116 int next_cpu;           /* next real CPU to lock a virtual CPU to */
117
118 struct privatespace *CPU_prvspace;
119
120 static struct trapframe proc0_tf;
121 static void *proc0paddr;
122
123 static void init_sys_memory(char *imageFile);
124 static void init_kern_memory(void);
125 static void init_globaldata(void);
126 static void init_vkernel(void);
127 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
128 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
129 static void writepid(void);
130 static void cleanpid(void);
131 static int unix_connect(const char *path);
132 static void usage_err(const char *ctl, ...);
133 static void usage_help(_Bool);
134
135 static int save_ac;
136 static char **save_av;
137
138 /*
139  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
140  */
141 int
142 main(int ac, char **av)
143 {
144         char *memImageFile = NULL;
145         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
146         char *diskFile[VKDISK_MAX];
147         char *cdFile[VKDISK_MAX];
148         char *suffix;
149         char *endp;
150         int netifFileNum = 0;
151         int diskFileNum = 0;
152         int cdFileNum = 0;
153         int bootOnDisk = -1;    /* set below to vcd (0) or vkd (1) */
154         int c;
155         int i;
156         int j;
157         int n;
158         int isq;
159         int real_vkernel_enable;
160         int supports_sse;
161         size_t vsize;
162
163         save_ac = ac;
164         save_av = av;
165
166         /*
167          * Process options
168          */
169         kernel_mem_readonly = 1;
170 #ifdef SMP
171         optcpus = 2;
172 #endif
173         lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
174
175         real_vkernel_enable = 0;
176         vsize = sizeof(real_vkernel_enable);
177         sysctlbyname("vm.vkernel_enable", &real_vkernel_enable, &vsize, NULL,0);
178
179         if (real_vkernel_enable == 0) {
180                 errx(1, "vm.vkernel_enable is 0, must be set "
181                         "to 1 to execute a vkernel!");
182         }
183
184         real_ncpus = 1;
185         vsize = sizeof(real_ncpus);
186         sysctlbyname("hw.ncpu", &real_ncpus, &vsize, NULL, 0);
187
188         if (ac < 2)
189                 usage_help(false);
190
191         while ((c = getopt(ac, av, "c:hsvl:m:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
192                 switch(c) {
193                 case 'e':
194                         /*
195                          * name=value:name=value:name=value...
196                          * name="value"...
197                          *
198                          * Allow values to be quoted but note that shells
199                          * may remove the quotes, so using this feature
200                          * to embed colons may require a backslash.
201                          */
202                         n = strlen(optarg);
203                         isq = 0;
204                         kern_envp = malloc(n + 2);
205                         for (i = j = 0; i < n; ++i) {
206                                 if (optarg[i] == '"')
207                                         isq ^= 1;
208                                 else if (optarg[i] == '\'')
209                                         isq ^= 2;
210                                 else if (isq == 0 && optarg[i] == ':')
211                                         kern_envp[j++] = 0;
212                                 else
213                                         kern_envp[j++] = optarg[i];
214                         }
215                         kern_envp[j++] = 0;
216                         kern_envp[j++] = 0;
217                         break;
218                 case 's':
219                         boothowto |= RB_SINGLE;
220                         break;
221                 case 'v':
222                         bootverbose = 1;
223                         break;
224                 case 'i':
225                         memImageFile = optarg;
226                         break;
227                 case 'I':
228                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
229                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
230                         break;
231                 case 'r':
232                         if (bootOnDisk < 0)
233                                 bootOnDisk = 1;
234                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
235                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
236                         break;
237                 case 'c':
238                         if (bootOnDisk < 0)
239                                 bootOnDisk = 0;
240                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
241                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
242                         break;
243                 case 'm':
244                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
245                         if (suffix) {
246                                 switch(*suffix) {
247                                 case 'g':
248                                 case 'G':
249                                         Maxmem_bytes <<= 30;
250                                         break;
251                                 case 'm':
252                                 case 'M':
253                                         Maxmem_bytes <<= 20;
254                                         break;
255                                 case 'k':
256                                 case 'K':
257                                         Maxmem_bytes <<= 10;
258                                         break;
259                                 default:
260                                         Maxmem_bytes = 0;
261                                         usage_err("Bad maxmem option");
262                                         /* NOT REACHED */
263                                         break;
264                                 }
265                         }
266                         break;
267                 case 'l':
268                         next_cpu = -1;
269                         if (strncmp("map", optarg, 3) == 0) {
270                                 lwp_cpu_lock = LCL_PER_CPU;
271                                 if (optarg[3] == ',') {
272                                         next_cpu = strtol(optarg+4, &endp, 0);
273                                         if (*endp != '\0')
274                                                 usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
275                                 } else {
276                                         next_cpu = 0;
277                                 }
278                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
279                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
280                         } else if (strncmp("any", optarg, 3) == 0) {
281                                 lwp_cpu_lock = LCL_NONE;
282                         } else {
283                                 lwp_cpu_lock = LCL_SINGLE_CPU;
284                                 next_cpu = strtol(optarg, &endp, 0);
285                                 if (*endp != '\0')
286                                         usage_err("Bad target CPU number at '%s'", endp);
287                                 if (next_cpu < 0 || next_cpu > real_ncpus - 1)
288                                         usage_err("Bad target CPU, valid range is 0-%d", real_ncpus - 1);
289                         }
290                         break;
291                 case 'n':
292                         /*
293                          * This value is set up by mp_start(), don't just
294                          * set ncpus here.
295                          */
296 #ifdef SMP
297                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
298                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
299                                 usage_err("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
300 #else
301                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
302                                 usage_err("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
303                         }
304 #endif
305
306                         break;
307                 case 'p':
308                         pid_file = optarg;
309                         break;
310                 case 'U':
311                         kernel_mem_readonly = 0;
312                         break;
313                 case 'h':
314                         usage_help(true);
315                         break;
316                 default:
317                         usage_help(false);
318                 }
319         }
320
321         writepid();
322         cpu_disable_intr();
323         init_sys_memory(memImageFile);
324         init_kern_memory();
325         init_globaldata();
326         init_vkernel();
327         setrealcpu();
328         init_kqueue();
329
330         /*
331          * Check TSC
332          */
333         vsize = sizeof(tsc_present);
334         sysctlbyname("hw.tsc_present", &tsc_present, &vsize, NULL, 0);
335         vsize = sizeof(tsc_frequency);
336         sysctlbyname("hw.tsc_frequency", &tsc_frequency, &vsize, NULL, 0);
337         if (tsc_present)
338                 cpu_feature |= CPUID_TSC;
339
340         /*
341          * Check SSE
342          */
343         vsize = sizeof(supports_sse);
344         supports_sse = 0;
345         sysctlbyname("hw.instruction_sse", &supports_sse, &vsize, NULL, 0);
346         init_fpu(supports_sse);
347         if (supports_sse)
348                 cpu_feature |= CPUID_SSE | CPUID_FXSR;
349
350         /*
351          * We boot from the first installed disk.
352          */
353         if (bootOnDisk == 1) {
354                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
355                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
356         } else {
357                 init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
358                 init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
359         }
360         init_netif(netifFile, netifFileNum);
361         init_exceptions();
362         mi_startup();
363         /* NOT REACHED */
364         exit(EX_SOFTWARE);
365 }
366
367 /*
368  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
369  */
370 static
371 void
372 init_sys_memory(char *imageFile)
373 {
374         struct stat st;
375         int i;
376         int fd;
377
378         /*
379          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
380          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
381          */
382         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
383                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
384         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
385             Maxmem_bytes == 0) {
386                 errx(1, "Cannot create new memory file %s unless "
387                        "system memory size is specified with -m",
388                        imageFile);
389                 /* NOT REACHED */
390         }
391
392         /*
393          * Maxmem must be known at this time
394          */
395         if (Maxmem_bytes < 64 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
396                 errx(1, "Bad maxmem specification: 64MB minimum, "
397                        "multiples of %dMB only",
398                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
399                 /* NOT REACHED */
400         }
401
402         /*
403          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
404          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
405          * to use the same image file.
406          *
407          * Don't iterate through a million files if we do not have write
408          * access to the directory, stop if our open() failed on a
409          * non-existant file.  Otherwise opens can fail for any number
410          */
411         if (imageFile == NULL) {
412                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
413                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
414                         fd = open(imageFile,
415                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
416                         if (fd < 0 && stat(imageFile, &st) == 0) {
417                                 free(imageFile);
418                                 continue;
419                         }
420                         break;
421                 }
422         } else {
423                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
424         }
425         fprintf(stderr, "Using memory file: %s\n", imageFile);
426         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
427                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
428                 /* NOT REACHED */
429         }
430
431         /*
432          * Truncate or extend the file as necessary.  Clean out the contents
433          * of the file, we want it to be full of holes so we don't waste
434          * time reading in data from an old file that we no longer care
435          * about.
436          */
437         ftruncate(fd, 0);
438         ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
439
440         MemImageFd = fd;
441         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
442         physmem = Maxmem;
443 }
444
445 /*
446  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
447  * MAP_VPAGETABLE
448  */
449
450 static
451 void
452 init_kern_memory(void)
453 {
454         void *base;
455         void *try;
456         char dummy;
457         char *topofstack = &dummy;
458         int i;
459         void *firstfree;
460
461         /*
462          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
463          * kernel image itself is not made part of this memory for the
464          * moment.
465          *
466          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
467          * offset KernelPTD.
468          *
469          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
470          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
471          * Try a number of different locations.
472          */
473         try = (void *)(512UL << 30);
474         base = NULL;
475         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
476                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
477                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
478                             MemImageFd, (off_t)try);
479                 if (base == try)
480                         break;
481                 if (base != MAP_FAILED)
482                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
483                 try = (char *)try + (512UL << 30);
484         }
485         if (base != try) {
486                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
487                 /* NOT REACHED */
488         }
489         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
490         KvaStart = (vm_offset_t)base;
491         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
492         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
493
494         /* cannot use kprintf yet */
495         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
496
497         /* MAP_FILE? */
498         dmap_min_address = mmap(0, DMAP_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
499                                 MAP_NOCORE|MAP_NOSYNC|MAP_SHARED,
500                                 MemImageFd, 0);
501         if (dmap_min_address == MAP_FAILED) {
502                 err(1, "Unable to mmap() kernel DMAP region!");
503                 /* NOT REACHED */
504         }
505
506         firstfree = 0;
507         pmap_bootstrap((vm_paddr_t *)&firstfree, (int64_t)base);
508
509         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
510                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
511
512         /*
513          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
514          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
515          */
516         phys_avail[0] = (vm_paddr_t)firstfree;
517         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
518         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
519
520 #if JGV
521         /*
522          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
523          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
524          */
525         virtual_start = KvaStart + (long)firstfree;
526         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
527         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
528 #endif
529
530         /*
531          * pmap_growkernel() will set the correct value.
532          */
533         kernel_vm_end = 0;
534
535         /*
536          * Allocate space for process 0's UAREA.
537          */
538         proc0paddr = (void *)virtual_start;
539         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
540                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
541                 virtual_start += PAGE_SIZE;
542                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
543         }
544
545         /*
546          * crashdumpmap
547          */
548         crashdumpmap = virtual_start;
549         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
550
551         /*
552          * msgbufp maps the system message buffer
553          */
554         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
555         msgbufp = (void *)virtual_start;
556         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
557                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
558                 virtual_start += PAGE_SIZE;
559                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
560         }
561         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
562
563         /*
564          * used by kern_memio for /dev/mem access
565          */
566         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
567         virtual_start += PAGE_SIZE;
568
569         /*
570          * Bootstrap the kernel_pmap
571          */
572 #if JGV
573         pmap_bootstrap();
574 #endif
575 }
576
577 /*
578  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
579  * virtual_start and phys_avail[0]
580  */
581 static
582 void
583 init_globaldata(void)
584 {
585         int i;
586         vm_paddr_t pa;
587         vm_offset_t va;
588
589         /*
590          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
591          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
592          * whole page table mappings.
593          */
594         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
595         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
596         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
597
598         /*
599          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
600          * portion of the space and the idle stack and map the pages
601          * into KVA.  For cpu #0 only.
602          */
603         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
604                 pa = phys_avail[0];
605                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
606                 pmap_kenter_quick(va, pa);
607                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
608         }
609         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
610                 pa = phys_avail[0];
611                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
612                 pmap_kenter_quick(va, pa);
613                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
614         }
615
616         /*
617          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
618          * point.  Note that %fs is used by pthreads.
619          */
620         tls_set_gs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
621 }
622
623 /*
624  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
625  */
626 static
627 void
628 init_vkernel(void)
629 {
630         struct mdglobaldata *gd;
631
632         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
633         bzero(gd, sizeof(*gd));
634
635         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
636         thread0.td_gd = &gd->mi;
637         ncpus = 1;
638         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
639         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
640         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
641         init_param1();
642         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
643         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
644         cpu_gdinit(gd, 0);
645         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
646         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
647
648         /*init_locks();*/
649 #ifdef SMP
650         /*
651          * Get the initial mplock with a count of 1 for the BSP.
652          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
653          */
654         cpu_get_initial_mplock();
655 #endif
656         cninit();
657         rand_initialize();
658 #if 0   /* #ifdef DDB */
659         kdb_init();
660         if (boothowto & RB_KDB)
661                 Debugger("Boot flags requested debugger");
662 #endif
663         identcpu();
664 #if 0
665         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
666 #endif
667         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
668
669 #if 0
670         /*
671          * Map the message buffer
672          */
673         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
674                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
675         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
676 #endif
677 #if 0
678         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
679         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
680 #endif
681 }
682
683 /*
684  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
685  * If specified they each should point to a disk image,
686  * the first of which will become the root disk.
687  *
688  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
689  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
690  * O_DIRECT to remove the duplication.
691  */
692 static
693 void
694 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
695 {
696         int i;
697
698         if (diskFileNum == 0)
699                 return;
700
701         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
702                 char *fname;
703                 fname = diskExp[i];
704
705                 if (fname == NULL) {
706                         warnx("Invalid argument to '-r'");
707                         continue;
708                 }
709
710                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
711                         struct stat st;
712                         struct vkdisk_info* info = NULL;
713                         int fd;
714                         size_t l = 0;
715
716                         if (type == VKD_DISK)
717                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT, 0644);
718                         else
719                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
720                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
721                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
722                                 /* NOT REACHED */
723                         }
724                         if (S_ISREG(st.st_mode)) {
725                                 if (flock(fd, LOCK_EX|LOCK_NB) < 0) {
726                                         errx(1, "Disk image %s is already "
727                                                 "in use\n", fname);
728                                         /* NOT REACHED */
729                                 }
730                         }
731
732                         info = &DiskInfo[DiskNum];
733                         l = strlen(fname);
734
735                         info->unit = i;
736                         info->fd = fd;
737                         info->type = type;
738                         memcpy(info->fname, fname, l);
739
740                         if (DiskNum == 0) {
741                                 if (type == VKD_CD) {
742                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
743                                 } else if (type == VKD_DISK) {
744                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
745                                     rootdevnames[1] = "ufs:vkd0s1a";
746                                 }
747                         }
748
749                         DiskNum++;
750                 } else {
751                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
752                         continue;
753                 }
754         }
755 }
756
757 static
758 int
759 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
760 {
761         struct ifreq ifr;
762         int flags;
763
764         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
765
766         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
767         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
768                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
769                 return -1;
770         }
771
772         /*
773          * Adjust if_flags
774          *
775          * If the flags are already set/cleared, then we return
776          * immediately to avoid extra syscalls
777          */
778         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
779         if (f < 0) {
780                 /* Turn off flags */
781                 f = -f;
782                 if ((flags & f) == 0)
783                         return 0;
784                 flags &= ~f;
785         } else {
786                 /* Turn on flags */
787                 if (flags & f)
788                         return 0;
789                 flags |= f;
790         }
791
792         /*
793          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
794          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
795          */
796         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
797
798         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
799         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
800         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
801                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
802                 return -1;
803         }
804         return 0;
805 }
806
807 static
808 int
809 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
810 {
811         struct ifaliasreq ifra;
812         struct sockaddr_in *in;
813
814         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
815         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
816
817         /* Setup address */
818         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
819         in->sin_family = AF_INET;
820         in->sin_len = sizeof(*in);
821         in->sin_addr.s_addr = addr;
822
823         if (mask != 0) {
824                 /* Setup netmask */
825                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
826                 in->sin_len = sizeof(*in);
827                 in->sin_addr.s_addr = mask;
828         }
829
830         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
831                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
832                 return -1;
833         }
834         return 0;
835 }
836
837 static
838 int
839 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
840 {
841         struct ifbreq ifbr;
842         struct ifdrv ifd;
843
844         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
845         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
846                  "tap%d", tap_unit);
847
848         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
849         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
850         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
851         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
852         ifd.ifd_data = &ifbr;
853
854         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
855                 /*
856                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
857                  * a member of the bridge(4)
858                  */
859                 if (errno != EEXIST) {
860                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
861                         return -1;
862                 }
863         }
864         return 0;
865 }
866
867 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
868
869 /*
870  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
871  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
872  * tap(4) interface.
873  *
874  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
875  */
876 static
877 int
878 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
879 {
880         char tap_dev[MAXPATHLEN];
881         int tap_fd, failed;
882         struct stat st;
883         char *dname;
884
885         *tap_unit = -1;
886
887         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
888                 /*
889                  * Find first unused tap(4) device file
890                  */
891                 tap_fd = open("/dev/tap", TAPDEV_OFLAGS);
892                 if (tap_fd < 0) {
893                         warnc(errno, "Unable to find a free tap(4)");
894                         return -1;
895                 }
896         } else {
897                 /*
898                  * User supplied tap(4) device file or unix socket.
899                  */
900                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
901                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
902                 else
903                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
904
905                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
906
907                 /*
908                  * If we cannot open normally try to connect to it.
909                  */
910                 if (tap_fd < 0)
911                         tap_fd = unix_connect(tap_dev);
912
913                 if (tap_fd < 0) {
914                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
915                         return -1;
916                 }
917         }
918
919         /*
920          * Check whether the device file is a tap(4)
921          */
922         if (fstat(tap_fd, &st) < 0) {
923                 failed = 1;
924         } else if (S_ISCHR(st.st_mode)) {
925                 dname = fdevname(tap_fd);
926                 if (dname)
927                         dname = strstr(dname, "tap");
928                 if (dname) {
929                         /*
930                          * Bring up the corresponding tap(4) interface
931                          */
932                         *tap_unit = strtol(dname + 3, NULL, 10);
933                         printf("TAP UNIT %d\n", *tap_unit);
934                         if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
935                                 failed = 0;
936                         else
937                                 failed = 1;
938                 } else {
939                         failed = 1;
940                 }
941         } else if (S_ISSOCK(st.st_mode)) {
942                 /*
943                  * Special socket connection (typically to vknet).  We
944                  * do not have to do anything.
945                  */
946                 failed = 0;
947         } else {
948                 failed = 1;
949         }
950
951         if (failed) {
952                 warnx("%s is not a tap(4) device or socket", tap_dev);
953                 close(tap_fd);
954                 tap_fd = -1;
955                 *tap_unit = -1;
956         }
957         return tap_fd;
958 }
959
960 static int
961 unix_connect(const char *path)
962 {
963         struct sockaddr_un sunx;
964         int len;
965         int net_fd;
966         int sndbuf = 262144;
967         struct stat st;
968
969         snprintf(sunx.sun_path, sizeof(sunx.sun_path), "%s", path);
970         len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path[strlen(sunx.sun_path)]);
971         ++len;  /* include nul */
972         sunx.sun_family = AF_UNIX;
973         sunx.sun_len = len;
974
975         net_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0);
976         if (net_fd < 0)
977                 return(-1);
978         if (connect(net_fd, (void *)&sunx, len) < 0) {
979                 close(net_fd);
980                 return(-1);
981         }
982         setsockopt(net_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sndbuf, sizeof(sndbuf));
983         if (fstat(net_fd, &st) == 0)
984                 printf("Network socket buffer: %d bytes\n", st.st_blksize);
985         fcntl(net_fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
986         return(net_fd);
987 }
988
989 #undef TAPDEV_MAJOR
990 #undef TAPDEV_MINOR
991 #undef TAPDEV_OFLAGS
992
993 /*
994  * Following syntax is supported,
995  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
996  *
997  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
998  *                        tap(4)'s netmask len is z
999  *
1000  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
1001  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1002  *
1003  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
1004  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1005  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
1006  *
1007  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
1008  *
1009  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
1010  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1011  *
1012  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
1013  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
1014  *                        pseudo netif's netmask len is z
1015  */
1016 static
1017 int
1018 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
1019 {
1020         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
1021         int next_netif_addr;
1022         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
1023
1024         *addr = 0;
1025         *mask = 0;
1026
1027         tok = strtok(NULL, ":/");
1028         if (tok == NULL) {
1029                 /*
1030                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
1031                  */
1032                 return 0;
1033         }
1034
1035         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
1036                 /*
1037                  * tap(4)'s address is supplied
1038                  */
1039                 ifbridge = NULL;
1040
1041                 /*
1042                  * If there is next token, then it may be pseudo
1043                  * netif's address or netmask len for tap(4)
1044                  */
1045                 next_netif_addr = 0;
1046         } else {
1047                 /*
1048                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
1049                  * iface name
1050                  */
1051                 tap_addr = 0;
1052                 ifbridge = tok;
1053
1054                 /*
1055                  * If there is next token, then it must be pseudo
1056                  * netif's address
1057                  */
1058                 next_netif_addr = 1;
1059         }
1060
1061         netmask = netif_addr = 0;
1062
1063         tok = strtok(NULL, ":/");
1064         if (tok == NULL)
1065                 goto back;
1066
1067         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
1068                 if (next_netif_addr) {
1069                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
1070                         return -1;
1071                 }
1072                 netif_addr = 0;
1073
1074                 /*
1075                  * Current token is not address, then it must be netmask len
1076                  */
1077                 masklen_str = tok;
1078         } else {
1079                 /*
1080                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
1081                  * it must be netmask len
1082                  */
1083                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
1084         }
1085
1086         /* Calculate netmask */
1087         if (masklen_str != NULL) {
1088                 u_long masklen;
1089
1090                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
1091                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
1092                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
1093                                         & 0xffffffff);
1094                 } else {
1095                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
1096                         return -1;
1097                 }
1098         }
1099
1100         /* Make sure there is no more token left */
1101         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
1102                 warnx("Invalid argument to '-I'");
1103                 return -1;
1104         }
1105
1106 back:
1107         if (tap_unit < 0) {
1108                 /* Do nothing */
1109         } else if (ifbridge == NULL) {
1110                 /* Set tap(4) address/netmask */
1111                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
1112                         return -1;
1113         } else {
1114                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
1115                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
1116                         return -1;
1117         }
1118
1119         *addr = netif_addr;
1120         *mask = netmask;
1121         return 0;
1122 }
1123
1124 /*
1125  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1126  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1127  * in NetifInfo[].
1128  */
1129 static
1130 void
1131 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1132 {
1133         int i, s;
1134
1135         if (netifExpNum == 0)
1136                 return;
1137
1138         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1139         if (s < 0)
1140                 return;
1141
1142         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1143                 struct vknetif_info *info;
1144                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1145                 int tap_fd, tap_unit;
1146                 char *netif;
1147
1148                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1149                 if (netif == NULL) {
1150                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1151                         continue;
1152                 }
1153
1154                 /*
1155                  * Open tap(4) device file and bring up the
1156                  * corresponding interface
1157                  */
1158                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1159                 if (tap_fd < 0)
1160                         continue;
1161
1162                 /*
1163                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1164                  * for pseudo netif
1165                  *
1166                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1167                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1168                  */
1169                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1170                         /*
1171                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1172                          *     down the corresponding interface
1173                          */
1174                         close(tap_fd);
1175                         continue;
1176                 }
1177
1178                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1179                 info->tap_fd = tap_fd;
1180                 info->tap_unit = tap_unit;
1181                 info->netif_addr = netif_addr;
1182                 info->netif_mask = netif_mask;
1183
1184                 NetifNum++;
1185                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1186                         break;
1187         }
1188         close(s);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Create the pid file and leave it open and locked while the vkernel is
1193  * running.  This allows a script to use /usr/bin/lockf to probe whether
1194  * a vkernel is still running (so as not to accidently kill an unrelated
1195  * process from a stale pid file).
1196  */
1197 static
1198 void
1199 writepid(void)
1200 {
1201         char buf[32];
1202         int fd;
1203
1204         if (pid_file != NULL) {
1205                 snprintf(buf, sizeof(buf), "%ld\n", (long)getpid());
1206                 fd = open(pid_file, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0666);
1207                 if (fd < 0) {
1208                         if (errno == EWOULDBLOCK) {
1209                                 perror("Failed to lock pidfile, "
1210                                        "vkernel already running");
1211                         } else {
1212                                 perror("Failed to create pidfile");
1213                         }
1214                         exit(EX_SOFTWARE);
1215                 }
1216                 ftruncate(fd, 0);
1217                 write(fd, buf, strlen(buf));
1218                 /* leave the file open to maintain the lock */
1219         }
1220 }
1221
1222 static
1223 void
1224 cleanpid( void )
1225 {
1226         if (pid_file != NULL) {
1227                 if (unlink(pid_file) < 0)
1228                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1229         }
1230 }
1231
1232 static
1233 void
1234 usage_err(const char *ctl, ...)
1235 {
1236         va_list va;
1237
1238         va_start(va, ctl);
1239         vfprintf(stderr, ctl, va);
1240         va_end(va);
1241         fprintf(stderr, "\n");
1242         exit(EX_USAGE);
1243 }
1244
1245 static
1246 void
1247 usage_help(_Bool help)
1248 {
1249         fprintf(stderr, "Usage: %s [-hsUv] [-c file] [-e name=value:name=value:...]\n"
1250             "\t[-i file] [-I interface[:address1[:address2][/netmask]]] [-l cpulock]\n"
1251             "\t[-m size] [-n numcpus] [-p file] [-r file]\n", save_av[0]);
1252
1253         if (help)
1254                 fprintf(stderr, "\nArguments:\n"
1255                     "\t-c\tSpecify a readonly CD-ROM image file to be used by the kernel.\n"
1256                     "\t-e\tSpecify an environment to be used by the kernel.\n"
1257                     "\t-h\tThis list of options.\n"
1258                     "\t-i\tSpecify a memory image file to be used by the virtual kernel.\n"
1259                     "\t-I\tCreate a virtual network device.\n"
1260                     "\t-l\tSpecify which, if any, real CPUs to lock virtual CPUs to.\n"
1261                     "\t-m\tSpecify the amount of memory to be used by the kernel in bytes.\n"
1262                     "\t-n\tSpecify the number of CPUs you wish to emulate.\n"
1263                     "\t-p\tSpecify a file in which to store the process ID.\n"
1264                     "\t-r\tSpecify a R/W disk image file to be used by the kernel.\n"
1265                     "\t-s\tBoot into single-user mode.\n"
1266                     "\t-U\tEnable writing to kernel memory and module loading.\n"
1267                     "\t-v\tTurn on verbose booting.\n");
1268
1269         exit(EX_USAGE);
1270 }
1271
1272 void
1273 cpu_reset(void)
1274 {
1275         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1276         closefrom(3);
1277         cleanpid();
1278         execv(save_av[0], save_av);
1279 }
1280
1281 void
1282 cpu_halt(void)
1283 {
1284         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1285         cleanpid();
1286         exit(EX_OK);
1287 }
1288
1289 void
1290 setrealcpu(void)
1291 {
1292         switch(lwp_cpu_lock) {
1293         case LCL_PER_CPU:
1294                 if (bootverbose)
1295                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1296                                 mycpuid, next_cpu);
1297                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1298                 next_cpu++;
1299                 if (next_cpu >= real_ncpus)
1300                         next_cpu = 0;
1301                 break;
1302         case LCL_SINGLE_CPU:
1303                 if (bootverbose)
1304                         kprintf("Locking CPU%d to real cpu %d\n",
1305                                 mycpuid, next_cpu);
1306                 usched_set(getpid(), USCHED_SET_CPU, &next_cpu, sizeof(next_cpu));
1307                 break;
1308         default:
1309                 /* do not map virtual cpus to real cpus */
1310                 break;
1311         }
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Allocate and free memory for module loading.  The loaded module
1316  * has to be placed somewhere near the current kernel binary load
1317  * point or the relocations will not work.
1318  *
1319  * I'm not sure why this isn't working.
1320  */
1321 int
1322 vkernel_module_memory_alloc(vm_offset_t *basep, size_t bytes)
1323 {
1324         kprintf("module loading for vkernel64's not currently supported\n");
1325         *basep = 0;
1326         return ENOMEM;
1327 #if 0
1328 #if 1
1329         size_t xtra;
1330         xtra = (PAGE_SIZE - (vm_offset_t)sbrk(0)) & PAGE_MASK;
1331         *basep = (vm_offset_t)sbrk(xtra + bytes) + xtra;
1332         bzero((void *)*basep, bytes);
1333 #else
1334         *basep = (vm_offset_t)mmap((void *)0x000000000, bytes,
1335                                    PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
1336                                    MAP_ANON|MAP_SHARED, -1, 0);
1337         if ((void *)*basep == MAP_FAILED)
1338                 return ENOMEM;
1339 #endif
1340         kprintf("basep %p %p %zd\n",
1341                 (void *)vkernel_module_memory_alloc, (void *)*basep, bytes);
1342         return 0;
1343 #endif
1344 }
1345
1346 void
1347 vkernel_module_memory_free(vm_offset_t base, size_t bytes)
1348 {
1349 #if 0
1350 #if 0
1351         munmap((void *)base, bytes);
1352 #endif
1353 #endif
1354 }