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 1.43 2007/07/02 17:44:00 josepht Exp $
  35  */
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/stat.h>
  41 #include <sys/mman.h>
  42 #include <sys/cons.h>
  43 #include <sys/random.h>
  44 #include <sys/vkernel.h>
  45 #include <sys/tls.h>
  46 #include <sys/reboot.h>
  47 #include <sys/proc.h>
  48 #include <sys/msgbuf.h>
  49 #include <sys/vmspace.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/sockio.h>
  52 #include <vm/vm_page.h>
  53
  54 #include <machine/globaldata.h>
  55 #include <machine/tls.h>
  56 #include <machine/md_var.h>
  57 #include <machine/vmparam.h>
  58
  59 #include <net/if.h>
  60 #include <net/if_arp.h>
  61 #include <net/ethernet.h>
  62 #include <net/bridge/if_bridgevar.h>
  63 #include <netinet/in.h>
  64 #include <arpa/inet.h>
  65
  66 #include <stdio.h>
  67 #include <stdlib.h>
  68 #include <stdarg.h>
  69 #include <unistd.h>
  70 #include <fcntl.h>
  71 #include <string.h>
  72 #include <err.h>
  73 #include <errno.h>
  74 #include <assert.h>
  75
  76 vm_paddr_t phys_avail[16];
  77 vm_paddr_t Maxmem;
  78 vm_paddr_t Maxmem_bytes;
  79 int MemImageFd = -1;
  80 struct vkdisk_info DiskInfo[VKDISK_MAX];
  81 int DiskNum;
  82 struct vknetif_info NetifInfo[VKNETIF_MAX];
  83 int NetifNum;
  84 char *pid_file;
  85 vm_offset_t KvaStart;
  86 vm_offset_t KvaEnd;
  87 vm_offset_t KvaSize;
  88 vm_offset_t virtual_start;
  89 vm_offset_t virtual_end;
  90 vm_offset_t kernel_vm_end;
  91 vm_offset_t crashdumpmap;
  92 vm_offset_t clean_sva;
  93 vm_offset_t clean_eva;
  94 struct msgbuf *msgbufp;
  95 caddr_t ptvmmap;
  96 vpte_t  *KernelPTD;
  97 vpte_t  *KernelPTA;     /* Warning: Offset for direct VA translation */
  98 u_int cpu_feature;      /* XXX */
  99 u_int tsc_present;      /* XXX */
 100 int optcpus;            /* number of cpus - see mp_start() */
 101
 102 struct privatespace *CPU_prvspace;
 103
 104 static struct trapframe proc0_tf;
 105 static void *proc0paddr;
 106
 107 static void init_sys_memory(char *imageFile);
 108 static void init_kern_memory(void);
 109 static void init_globaldata(void);
 110 static void init_vkernel(void);
 111 static void init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type);
 112 static void init_netif(char *netifExp[], int netifFileNum);
 113 static void writepid( void );
 114 static void cleanpid( void );
 115 static void usage(const char *ctl, ...);
 116
 117 static int save_ac;
 118 static char **save_av;
 119
 120 /*
 121  * Kernel startup for virtual kernels - standard main()
 122  */
 123 int
 124 main(int ac, char **av)
 125 {
 126         char *memImageFile = NULL;
 127         char *netifFile[VKNETIF_MAX];
 128         char *diskFile[VKDISK_MAX];
 129         char *cdFile[VKDISK_MAX];
 130         char *suffix;
 131         int netifFileNum = 0;
 132         int diskFileNum = 0;
 133         int cdFileNum = 0;
 134         int c;
 135         int i;
 136         int n;
 137
 138         save_ac = ac;
 139         save_av = av;
 140
 141         /*
 142          * Process options
 143          */
 144         kernel_mem_readonly = 1;
 145 #ifdef SMP
 146         optcpus = 2;
 147 #endif
 148
 149         while ((c = getopt(ac, av, "c:svm:n:r:e:i:p:I:U")) != -1) {
 150                 switch(c) {
 151                 case 'e':
 152                         /*
 153                          * name=value:name=value:name=value...
 154                          */
 155                         n = strlen(optarg);
 156                         kern_envp = malloc(n + 2);
 157                         for (i = 0; i < n; ++i) {
 158                                 if (optarg[i] == ':')
 159                                         kern_envp[i] = 0;
 160                                 else
 161                                         kern_envp[i] = optarg[i];
 162                         }
 163                         kern_envp[i++] = 0;
 164                         kern_envp[i++] = 0;
 165                         break;
 166                 case 's':
 167                         boothowto |= RB_SINGLE;
 168                         break;
 169                 case 'v':
 170                         bootverbose = 1;
 171                         break;
 172                 case 'i':
 173                         memImageFile = optarg;
 174                         break;
 175                 case 'I':
 176                         if (netifFileNum < VKNETIF_MAX)
 177                                 netifFile[netifFileNum++] = strdup(optarg);
 178                         break;
 179                 case 'r':
 180                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 181                                 diskFile[diskFileNum++] = strdup(optarg);
 182                         break;
 183                 case 'c':
 184                         if (diskFileNum + cdFileNum < VKDISK_MAX)
 185                                 cdFile[cdFileNum++] = strdup(optarg);
 186                         break;
 187                 case 'm':
 188                         Maxmem_bytes = strtoull(optarg, &suffix, 0);
 189                         if (suffix) {
 190                                 switch(*suffix) {
 191                                 case 'g':
 192                                 case 'G':
 193                                         Maxmem_bytes <<= 30;
 194                                         break;
 195                                 case 'm':
 196                                 case 'M':
 197                                         Maxmem_bytes <<= 20;
 198                                         break;
 199                                 case 'k':
 200                                 case 'K':
 201                                         Maxmem_bytes <<= 10;
 202                                         break;
 203                                 default:
 204                                         Maxmem_bytes = 0;
 205                                         usage("Bad maxmem option");
 206                                         /* NOT REACHED */
 207                                         break;
 208                                 }
 209                         }
 210                         break;
 211                 case 'n':
 212                         /*
 213                          * This value is set up by mp_start(), don't just
 214                          * set ncpus here.
 215                          */
 216 #ifdef SMP
 217                         optcpus = strtol(optarg, NULL, 0);
 218                         if (optcpus < 1 || optcpus > MAXCPU)
 219                                 usage("Bad ncpus, valid range is 1-%d", MAXCPU);
 220 #else
 221                         if (strtol(optarg, NULL, 0) != 1) {
 222                                 usage("You built a UP vkernel, only 1 cpu!");
 223                         }
 224 #endif
 225
 226                         break;
 227                 case 'p':
 228                         pid_file = optarg;
 229                         break;
 230                 case 'U':
 231                         kernel_mem_readonly = 0;
 232                         break;
 233                 }
 234         }
 235
 236         writepid();
 237         cpu_disable_intr();
 238         init_sys_memory(memImageFile);
 239         init_kern_memory();
 240         init_globaldata();
 241         init_vkernel();
 242         init_kqueue();
 243         init_disk(diskFile, diskFileNum, VKD_DISK);
 244         init_disk(cdFile, cdFileNum, VKD_CD);
 245         init_netif(netifFile, netifFileNum);
 246         init_exceptions();
 247         mi_startup();
 248         /* NOT REACHED */
 249         exit(1);
 250 }
 251
 252 /*
 253  * Initialize system memory.  This is the virtual kernel's 'RAM'.
 254  */
 255 static
 256 void
 257 init_sys_memory(char *imageFile)
 258 {
 259         struct stat st;
 260         int i;
 261         int fd;
 262
 263         /*
 264          * Figure out the system memory image size.  If an image file was
 265          * specified and -m was not specified, use the image file's size.
 266          */
 267
 268         if (imageFile && stat(imageFile, &st) == 0 && Maxmem_bytes == 0)
 269                 Maxmem_bytes = (vm_paddr_t)st.st_size;
 270         if ((imageFile == NULL || stat(imageFile, &st) < 0) &&
 271             Maxmem_bytes == 0) {
 272                 err(1, "Cannot create new memory file %s unless "
 273                        "system memory size is specified with -m",
 274                        imageFile);
 275                 /* NOT REACHED */
 276         }
 277
 278         /*
 279          * Maxmem must be known at this time
 280          */
 281         if (Maxmem_bytes < 32 * 1024 * 1024 || (Maxmem_bytes & SEG_MASK)) {
 282                 err(1, "Bad maxmem specification: 32MB minimum, "
 283                        "multiples of %dMB only",
 284                        SEG_SIZE / 1024 / 1024);
 285                 /* NOT REACHED */
 286         }
 287
 288         /*
 289          * Generate an image file name if necessary, then open/create the
 290          * file exclusively locked.  Do not allow multiple virtual kernels
 291          * to use the same image file.
 292          */
 293         if (imageFile == NULL) {
 294                 for (i = 0; i < 1000000; ++i) {
 295                         asprintf(&imageFile, "/var/vkernel/memimg.%06d", i);
 296                         fd = open(imageFile,
 297                                   O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 298                         if (fd < 0 && errno == EWOULDBLOCK) {
 299                                 free(imageFile);
 300                                 continue;
 301                         }
 302                         break;
 303                 }
 304         } else {
 305                 fd = open(imageFile, O_RDWR|O_CREAT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 306         }
 307         printf("Using memory file: %s\n", imageFile);
 308         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 309                 err(1, "Unable to open/create %s", imageFile);
 310                 /* NOT REACHED */
 311         }
 312
 313         /*
 314          * Truncate or extend the file as necessary.
 315          */
 316         if (st.st_size > Maxmem_bytes) {
 317                 ftruncate(fd, Maxmem_bytes);
 318         } else if (st.st_size < Maxmem_bytes) {
 319                 char *zmem;
 320                 off_t off = st.st_size & ~SEG_MASK;
 321
 322                 kprintf("%s: Reserving blocks for memory image\n", imageFile);
 323                 zmem = malloc(SEG_SIZE);
 324                 bzero(zmem, SEG_SIZE);
 325                 lseek(fd, off, SEEK_SET);
 326                 while (off < Maxmem_bytes) {
 327                         if (write(fd, zmem, SEG_SIZE) != SEG_SIZE) {
 328                                 err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 329                                 /* NOT REACHED */
 330                         }
 331                         off += SEG_SIZE;
 332                 }
 333                 if (fsync(fd) < 0)
 334                         err(1, "Unable to reserve blocks for memory image");
 335                 free(zmem);
 336         }
 337         MemImageFd = fd;
 338         Maxmem = Maxmem_bytes >> PAGE_SHIFT;
 339 }
 340
 341 /*
 342  * Initialize kernel memory.  This reserves kernel virtual memory by using
 343  * MAP_VPAGETABLE
 344  */
 345
 346 static
 347 void
 348 init_kern_memory(void)
 349 {
 350         void *base;
 351         void *try;
 352         char *zero;
 353         char dummy;
 354         char *topofstack = &dummy;
 355         vpte_t pte;
 356         int i;
 357
 358         /*
 359          * Memory map our kernel virtual memory space.  Note that the
 360          * kernel image itself is not made part of this memory for the
 361          * moment.
 362          *
 363          * The memory map must be segment-aligned so we can properly
 364          * offset KernelPTD.
 365          *
 366          * If the system kernel has a different MAXDSIZ, it might not
 367          * be possible to map kernel memory in its prefered location.
 368          * Try a number of different locations.
 369          */
 370         try = (void *)0x40000000;
 371         base = NULL;
 372         while ((char *)try + KERNEL_KVA_SIZE < topofstack) {
 373                 base = mmap(try, KERNEL_KVA_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE,
 374                             MAP_FILE|MAP_SHARED|MAP_VPAGETABLE,
 375                             MemImageFd, 0);
 376                 if (base == try)
 377                         break;
 378                 if (base != MAP_FAILED)
 379                         munmap(base, KERNEL_KVA_SIZE);
 380                 try = (char *)try + 0x10000000;
 381         }
 382         if (base != try) {
 383                 err(1, "Unable to mmap() kernel virtual memory!");
 384                 /* NOT REACHED */
 385         }
 386         madvise(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_NOSYNC);
 387         KvaStart = (vm_offset_t)base;
 388         KvaSize = KERNEL_KVA_SIZE;
 389         KvaEnd = KvaStart + KvaSize;
 390         printf("KVM mapped at %p-%p\n", (void *)KvaStart, (void *)KvaEnd);
 391
 392         /*
 393          * Create a top-level page table self-mapping itself.
 394          *
 395          * Initialize the page directory at physical page index 0 to point
 396          * to an array of page table pages starting at physical page index 1
 397          */
 398         lseek(MemImageFd, 0L, 0);
 399         for (i = 0; i < KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE; ++i) {
 400                 pte = ((i + 1) * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 401                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 402         }
 403
 404         /*
 405          * Initialize the PTEs in the page table pages required to map the
 406          * page table itself.  This includes mapping the page directory page
 407          * at the base so we go one more loop then normal.
 408          */
 409         lseek(MemImageFd, PAGE_SIZE, 0);
 410         for (i = 0; i <= KERNEL_KVA_SIZE / SEG_SIZE * sizeof(vpte_t); ++i) {
 411                 pte = (i * PAGE_SIZE) | VPTE_V | VPTE_R | VPTE_W;
 412                 write(MemImageFd, &pte, sizeof(pte));
 413         }
 414
 415         /*
 416          * Initialize remaining PTEs to 0.  We may be reusing a memory image
 417          * file.  This is approximately a megabyte.
 418          */
 419         i = (KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE - i) * sizeof(pte);
 420         zero = malloc(PAGE_SIZE);
 421         bzero(zero, PAGE_SIZE);
 422         while (i) {
 423                 write(MemImageFd, zero, (i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 424                 i = i - ((i > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : i);
 425         }
 426         free(zero);
 427
 428         /*
 429          * Enable the page table and calculate pointers to our self-map
 430          * for easy kernel page table manipulation.
 431          *
 432          * KernelPTA must be offset so we can do direct VA translations
 433          */
 434         mcontrol(base, KERNEL_KVA_SIZE, MADV_SETMAP,
 435                  0 | VPTE_R | VPTE_W | VPTE_V);
 436         KernelPTD = (vpte_t *)base;                       /* pg directory */
 437         KernelPTA = (vpte_t *)((char *)base + PAGE_SIZE); /* pg table pages */
 438         KernelPTA -= KvaStart >> PAGE_SHIFT;
 439
 440         /*
 441          * phys_avail[] represents unallocated physical memory.  MI code
 442          * will use phys_avail[] to create the vm_page array.
 443          */
 444         phys_avail[0] = PAGE_SIZE +
 445                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 446         phys_avail[0] = (phys_avail[0] + PAGE_MASK) & ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK;
 447         phys_avail[1] = Maxmem_bytes;
 448
 449         /*
 450          * (virtual_start, virtual_end) represent unallocated kernel virtual
 451          * memory.  MI code will create kernel_map using these parameters.
 452          */
 453         virtual_start = KvaStart + PAGE_SIZE +
 454                         KERNEL_KVA_SIZE / PAGE_SIZE * sizeof(vpte_t);
 455         virtual_start = (virtual_start + PAGE_MASK) & ~(vm_offset_t)PAGE_MASK;
 456         virtual_end = KvaStart + KERNEL_KVA_SIZE;
 457
 458         /*
 459          * kernel_vm_end could be set to virtual_end but we want some
 460          * indication of how much of the kernel_map we've used, so
 461          * set it low and let pmap_growkernel increase it even though we
 462          * don't need to create any new page table pages.
 463          */
 464         kernel_vm_end = virtual_start;
 465
 466         /*
 467          * Allocate space for process 0's UAREA.
 468          */
 469         proc0paddr = (void *)virtual_start;
 470         for (i = 0; i < UPAGES; ++i) {
 471                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 472                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 473                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 474         }
 475
 476         /*
 477          * crashdumpmap
 478          */
 479         crashdumpmap = virtual_start;
 480         virtual_start += MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE;
 481
 482         /*
 483          * msgbufp maps the system message buffer
 484          */
 485         assert((MSGBUF_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 486         msgbufp = (void *)virtual_start;
 487         for (i = 0; i < (MSGBUF_SIZE >> PAGE_SHIFT); ++i) {
 488                 pmap_kenter_quick(virtual_start, phys_avail[0]);
 489                 virtual_start += PAGE_SIZE;
 490                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 491         }
 492         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 493
 494         /*
 495          * used by kern_memio for /dev/mem access
 496          */
 497         ptvmmap = (caddr_t)virtual_start;
 498         virtual_start += PAGE_SIZE;
 499
 500         /*
 501          * Bootstrap the kernel_pmap
 502          */
 503         pmap_bootstrap();
 504 }
 505
 506 /*
 507  * Map the per-cpu globaldata for cpu #0.  Allocate the space using
 508  * virtual_start and phys_avail[0]
 509  */
 510 static
 511 void
 512 init_globaldata(void)
 513 {
 514         int i;
 515         vm_paddr_t pa;
 516         vm_offset_t va;
 517
 518         /*
 519          * Reserve enough KVA to cover possible cpus.  This is a considerable
 520          * amount of KVA since the privatespace structure includes two
 521          * whole page table mappings.
 522          */
 523         virtual_start = (virtual_start + SEG_MASK) & ~(vm_offset_t)SEG_MASK;
 524         CPU_prvspace = (void *)virtual_start;
 525         virtual_start += sizeof(struct privatespace) * SMP_MAXCPU;
 526
 527         /*
 528          * Allocate enough physical memory to cover the mdglobaldata
 529          * portion of the space and the idle stack and map the pages
 530          * into KVA.  For cpu #0 only.
 531          */
 532         for (i = 0; i < sizeof(struct mdglobaldata); i += PAGE_SIZE) {
 533                 pa = phys_avail[0];
 534                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].mdglobaldata + i;
 535                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 536                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 537         }
 538         for (i = 0; i < sizeof(CPU_prvspace[0].idlestack); i += PAGE_SIZE) {
 539                 pa = phys_avail[0];
 540                 va = (vm_offset_t)&CPU_prvspace[0].idlestack + i;
 541                 pmap_kenter_quick(va, pa);
 542                 phys_avail[0] += PAGE_SIZE;
 543         }
 544
 545         /*
 546          * Setup the %gs for cpu #0.  The mycpu macro works after this
 547          * point.
 548          */
 549         tls_set_fs(&CPU_prvspace[0], sizeof(struct privatespace));
 550 }
 551
 552 /*
 553  * Initialize very low level systems including thread0, proc0, etc.
 554  */
 555 static
 556 void
 557 init_vkernel(void)
 558 {
 559         struct mdglobaldata *gd;
 560
 561         gd = &CPU_prvspace[0].mdglobaldata;
 562         bzero(gd, sizeof(*gd));
 563
 564         gd->mi.gd_curthread = &thread0;
 565         thread0.td_gd = &gd->mi;
 566         ncpus = 1;
 567         ncpus2 = 1;     /* rounded down power of 2 */
 568         ncpus_fit = 1;  /* rounded up power of 2 */
 569         /* ncpus2_mask and ncpus_fit_mask are 0 */
 570         init_param1();
 571         gd->mi.gd_prvspace = &CPU_prvspace[0];
 572         mi_gdinit(&gd->mi, 0);
 573         cpu_gdinit(gd, 0);
 574         mi_proc0init(&gd->mi, proc0paddr);
 575         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 576
 577         /*init_locks();*/
 578         cninit();
 579         rand_initialize();
 580 #if 0   /* #ifdef DDB */
 581         kdb_init();
 582         if (boothowto & RB_KDB)
 583                 Debugger("Boot flags requested debugger");
 584 #endif
 585 #if 0
 586         initializecpu();        /* Initialize CPU registers */
 587 #endif
 588         init_param2((phys_avail[1] - phys_avail[0]) / PAGE_SIZE);
 589
 590 #if 0
 591         /*
 592          * Map the message buffer
 593          */
 594         for (off = 0; off < round_page(MSGBUF_SIZE); off += PAGE_SIZE)
 595                 pmap_kenter((vm_offset_t)msgbufp + off, avail_end + off);
 596         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 597 #endif
 598 #if 0
 599         thread0.td_pcb_cr3 ... MMU
 600         lwp0.lwp_md.md_regs = &proc0_tf;
 601 #endif
 602 }
 603
 604 /*
 605  * Filesystem image paths for the virtual kernel are optional.
 606  * If specified they each should point to a disk image,
 607  * the first of which will become the root disk.
 608  *
 609  * The virtual kernel caches data from our 'disk' just like a normal kernel,
 610  * so we do not really want the real kernel to cache the data too.  Use
 611  * O_DIRECT to remove the duplication.
 612  */
 613 static
 614 void
 615 init_disk(char *diskExp[], int diskFileNum, enum vkdisk_type type)
 616 {
 617         int i;
 618
 619         if (diskFileNum == 0)
 620                 return;
 621
 622         for(i=0; i < diskFileNum; i++){
 623                 char *fname;
 624                 fname = diskExp[i];
 625
 626                 if (fname == NULL) {
 627                         warnx("Invalid argument to '-r'");
 628                         continue;
 629                 }
 630
 631                 if (DiskNum < VKDISK_MAX) {
 632                         struct stat st;
 633                         struct vkdisk_info* info = NULL;
 634                         int fd;
 635                         size_t l = 0;
 636
 637                         if (type == VKD_DISK)
 638                             fd = open(fname, O_RDWR|O_DIRECT|O_EXLOCK|O_NONBLOCK, 0644);
 639                         else
 640                             fd = open(fname, O_RDONLY|O_DIRECT, 0644);
 641                         if (fd < 0 || fstat(fd, &st) < 0) {
 642                                 if (errno == EAGAIN)
 643                                         fprintf(stderr, "You may already have a vkernel using this disk image!\n");
 644                                 err(1, "Unable to open/create %s", fname);
 645                                 /* NOT REACHED */
 646                         }
 647                         /* get rid of O_NONBLOCK, keep O_DIRECT */
 648                         if (type == VKD_DISK)
 649                                 fcntl(fd, F_SETFL, O_DIRECT);
 650
 651                         info = &DiskInfo[DiskNum];
 652                         l = strlen(fname);
 653
 654                         info->unit = i;
 655                         info->fd = fd;
 656                         info->type = type;
 657                         memcpy(info->fname, fname, l);
 658
 659                         if (i == 0) {
 660                                 if (type == VKD_CD)
 661                                     rootdevnames[0] = "cd9660:vcd0a";
 662                                 else if (type == VKD_DISK)
 663                                     rootdevnames[0] = "ufs:vkd0s0a";
 664                         }
 665
 666                         DiskNum++;
 667                 } else {
 668                         warnx("vkd%d (%s) > VKDISK_MAX", DiskNum, fname);
 669                         continue;
 670                 }
 671         }
 672 }
 673
 674 static
 675 int
 676 netif_set_tapflags(int tap_unit, int f, int s)
 677 {
 678         struct ifreq ifr;
 679         int flags;
 680
 681         bzero(&ifr, sizeof(ifr));
 682
 683         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 684         if (ioctl(s, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 685                 warn("tap%d: ioctl(SIOCGIFFLAGS) failed", tap_unit);
 686                 return -1;
 687         }
 688
 689         /*
 690          * Adjust if_flags
 691          *
 692          * If the flags are already set/cleared, then we return
 693          * immediately to avoid extra syscalls
 694          */
 695         flags = (ifr.ifr_flags & 0xffff) | (ifr.ifr_flagshigh << 16);
 696         if (f < 0) {
 697                 /* Turn off flags */
 698                 f = -f;
 699                 if ((flags & f) == 0)
 700                         return 0;
 701                 flags &= ~f;
 702         } else {
 703                 /* Turn on flags */
 704                 if (flags & f)
 705                         return 0;
 706                 flags |= f;
 707         }
 708
 709         /*
 710          * Fix up ifreq.ifr_name, since it may be trashed
 711          * in previous ioctl(SIOCGIFFLAGS)
 712          */
 713         snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "tap%d", tap_unit);
 714
 715         ifr.ifr_flags = flags & 0xffff;
 716         ifr.ifr_flagshigh = flags >> 16;
 717         if (ioctl(s, SIOCSIFFLAGS, &ifr) < 0) {
 718                 warn("tap%d: ioctl(SIOCSIFFLAGS) failed", tap_unit);
 719                 return -1;
 720         }
 721         return 0;
 722 }
 723
 724 static
 725 int
 726 netif_set_tapaddr(int tap_unit, in_addr_t addr, in_addr_t mask, int s)
 727 {
 728         struct ifaliasreq ifra;
 729         struct sockaddr_in *in;
 730
 731         bzero(&ifra, sizeof(ifra));
 732         snprintf(ifra.ifra_name, sizeof(ifra.ifra_name), "tap%d", tap_unit);
 733
 734         /* Setup address */
 735         in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_addr;
 736         in->sin_family = AF_INET;
 737         in->sin_len = sizeof(*in);
 738         in->sin_addr.s_addr = addr;
 739
 740         if (mask != 0) {
 741                 /* Setup netmask */
 742                 in = (struct sockaddr_in *)&ifra.ifra_mask;
 743                 in->sin_len = sizeof(*in);
 744                 in->sin_addr.s_addr = mask;
 745         }
 746
 747         if (ioctl(s, SIOCAIFADDR, &ifra) < 0) {
 748                 warn("tap%d: ioctl(SIOCAIFADDR) failed", tap_unit);
 749                 return -1;
 750         }
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 static
 755 int
 756 netif_add_tap2brg(int tap_unit, const char *ifbridge, int s)
 757 {
 758         struct ifbreq ifbr;
 759         struct ifdrv ifd;
 760
 761         bzero(&ifbr, sizeof(ifbr));
 762         snprintf(ifbr.ifbr_ifsname, sizeof(ifbr.ifbr_ifsname),
 763                  "tap%d", tap_unit);
 764
 765         bzero(&ifd, sizeof(ifd));
 766         strlcpy(ifd.ifd_name, ifbridge, sizeof(ifd.ifd_name));
 767         ifd.ifd_cmd = BRDGADD;
 768         ifd.ifd_len = sizeof(ifbr);
 769         ifd.ifd_data = &ifbr;
 770
 771         if (ioctl(s, SIOCSDRVSPEC, &ifd) < 0) {
 772                 /*
 773                  * 'errno == EEXIST' means that the tap(4) is already
 774                  * a member of the bridge(4)
 775                  */
 776                 if (errno != EEXIST) {
 777                         warn("ioctl(%s, SIOCSDRVSPEC) failed", ifbridge);
 778                         return -1;
 779                 }
 780         }
 781         return 0;
 782 }
 783
 784 #define TAPDEV_OFLAGS   (O_RDWR | O_NONBLOCK)
 785
 786 /* XXX major()/minor() can't be used in vkernel */
 787 #define TAPDEV_MAJOR(x) ((int)(((u_int)(x) >> 8) & 0xff))
 788 #define TAPDEV_MINOR(x) ((int)((x) & 0xffff00ff))
 789
 790 #ifndef TAP_CDEV_MAJOR
 791 #define TAP_CDEV_MAJOR  149
 792 #endif
 793
 794 /*
 795  * Locate the first unused tap(4) device file if auto mode is requested,
 796  * or open the user supplied device file, and bring up the corresponding
 797  * tap(4) interface.
 798  *
 799  * NOTE: Only tap(4) device file is supported currently
 800  */
 801 static
 802 int
 803 netif_open_tap(const char *netif, int *tap_unit, int s)
 804 {
 805         char tap_dev[MAXPATHLEN];
 806         int tap_fd, failed;
 807         struct stat st;
 808
 809         *tap_unit = -1;
 810
 811         if (strcmp(netif, "auto") == 0) {
 812                 int i;
 813
 814                 /*
 815                  * Find first unused tap(4) device file
 816                  */
 817                 for (i = 0; ; ++i) {
 818                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/tap%d", i);
 819                         tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 820                         if (tap_fd >= 0 || errno == ENOENT)
 821                                 break;
 822                 }
 823                 if (tap_fd < 0) {
 824                         warnx("Unable to find a free tap(4)");
 825                         return -1;
 826                 }
 827         } else {
 828                 /*
 829                  * User supplied tap(4) device file
 830                  */
 831                 if (netif[0] == '/')    /* Absolute path */
 832                         strlcpy(tap_dev, netif, sizeof(tap_dev));
 833                 else
 834                         snprintf(tap_dev, sizeof(tap_dev), "/dev/%s", netif);
 835
 836                 tap_fd = open(tap_dev, TAPDEV_OFLAGS);
 837                 if (tap_fd < 0) {
 838                         warn("Unable to open %s", tap_dev);
 839                         return -1;
 840                 }
 841         }
 842
 843         /*
 844          * Check whether the device file is a tap(4)
 845          */
 846         failed = 1;
 847         if (fstat(tap_fd, &st) == 0 && S_ISCHR(st.st_mode) &&
 848             TAPDEV_MAJOR(st.st_rdev) == TAP_CDEV_MAJOR) {
 849                 *tap_unit = TAPDEV_MINOR(st.st_rdev);
 850
 851                 /*
 852                  * Bring up the corresponding tap(4) interface
 853                  */
 854                 if (netif_set_tapflags(*tap_unit, IFF_UP, s) == 0)
 855                         failed = 0;
 856         } else {
 857                 warnx("%s is not a tap(4) device", tap_dev);
 858         }
 859
 860         if (failed) {
 861                 close(tap_fd);
 862                 tap_fd = -1;
 863                 *tap_unit = -1;
 864         }
 865         return tap_fd;
 866 }
 867
 868 #undef TAPDEV_MAJOR
 869 #undef TAPDEV_MINOR
 870 #undef TAPDEV_OFLAGS
 871
 872 /*
 873  * Following syntax is supported,
 874  * 1) x.x.x.x             tap(4)'s address is x.x.x.x
 875  *
 876  * 2) x.x.x.x/z           tap(4)'s address is x.x.x.x
 877  *                        tap(4)'s netmask len is z
 878  *
 879  * 3) x.x.x.x:y.y.y.y     tap(4)'s address is x.x.x.x
 880  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 881  *
 882  * 4) x.x.x.x:y.y.y.y/z   tap(4)'s address is x.x.x.x
 883  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 884  *                        tap(4) and pseudo netif's netmask len are z
 885  *
 886  * 5) bridgeX             tap(4) will be added to bridgeX
 887  *
 888  * 6) bridgeX:y.y.y.y     tap(4) will be added to bridgeX
 889  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 890  *
 891  * 7) bridgeX:y.y.y.y/z   tap(4) will be added to bridgeX
 892  *                        pseudo netif's address is y.y.y.y
 893  *                        pseudo netif's netmask len is z
 894  */
 895 static
 896 int
 897 netif_init_tap(int tap_unit, in_addr_t *addr, in_addr_t *mask, int s)
 898 {
 899         in_addr_t tap_addr, netmask, netif_addr;
 900         int next_netif_addr;
 901         char *tok, *masklen_str, *ifbridge;
 902
 903         *addr = 0;
 904         *mask = 0;
 905
 906         tok = strtok(NULL, ":/");
 907         if (tok == NULL) {
 908                 /*
 909                  * Nothing special, simply use tap(4) as backend
 910                  */
 911                 return 0;
 912         }
 913
 914         if (inet_pton(AF_INET, tok, &tap_addr) > 0) {
 915                 /*
 916                  * tap(4)'s address is supplied
 917                  */
 918                 ifbridge = NULL;
 919
 920                 /*
 921                  * If there is next token, then it may be pseudo
 922                  * netif's address or netmask len for tap(4)
 923                  */
 924                 next_netif_addr = 0;
 925         } else {
 926                 /*
 927                  * Not tap(4)'s address, assume it as a bridge(4)
 928                  * iface name
 929                  */
 930                 tap_addr = 0;
 931                 ifbridge = tok;
 932
 933                 /*
 934                  * If there is next token, then it must be pseudo
 935                  * netif's address
 936                  */
 937                 next_netif_addr = 1;
 938         }
 939
 940         netmask = netif_addr = 0;
 941
 942         tok = strtok(NULL, ":/");
 943         if (tok == NULL)
 944                 goto back;
 945
 946         if (inet_pton(AF_INET, tok, &netif_addr) <= 0) {
 947                 if (next_netif_addr) {
 948                         warnx("Invalid pseudo netif address: %s", tok);
 949                         return -1;
 950                 }
 951                 netif_addr = 0;
 952
 953                 /*
 954                  * Current token is not address, then it must be netmask len
 955                  */
 956                 masklen_str = tok;
 957         } else {
 958                 /*
 959                  * Current token is pseudo netif address, if there is next token
 960                  * it must be netmask len
 961                  */
 962                 masklen_str = strtok(NULL, "/");
 963         }
 964
 965         /* Calculate netmask */
 966         if (masklen_str != NULL) {
 967                 u_long masklen;
 968
 969                 masklen = strtoul(masklen_str, NULL, 10);
 970                 if (masklen < 32 && masklen > 0) {
 971                         netmask = htonl(~((1LL << (32 - masklen)) - 1)
 972                                         & 0xffffffff);
 973                 } else {
 974                         warnx("Invalid netmask len: %lu", masklen);
 975                         return -1;
 976                 }
 977         }
 978
 979         /* Make sure there is no more token left */
 980         if (strtok(NULL, ":/") != NULL) {
 981                 warnx("Invalid argument to '-I'");
 982                 return -1;
 983         }
 984
 985 back:
 986         if (ifbridge == NULL) {
 987                 /* Set tap(4) address/netmask */
 988                 if (netif_set_tapaddr(tap_unit, tap_addr, netmask, s) < 0)
 989                         return -1;
 990         } else {
 991                 /* Tie tap(4) to bridge(4) */
 992                 if (netif_add_tap2brg(tap_unit, ifbridge, s) < 0)
 993                         return -1;
 994         }
 995
 996         *addr = netif_addr;
 997         *mask = netmask;
 998         return 0;
 999 }
1000
1001 /*
1002  * NetifInfo[] will be filled for pseudo netif initialization.
1003  * NetifNum will be bumped to reflect the number of valid entries
1004  * in NetifInfo[].
1005  */
1006 static
1007 void
1008 init_netif(char *netifExp[], int netifExpNum)
1009 {
1010         int i, s;
1011
1012         if (netifExpNum == 0)
1013                 return;
1014
1015         s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);     /* for ioctl(SIOC) */
1016         if (s < 0)
1017                 return;
1018
1019         for (i = 0; i < netifExpNum; ++i) {
1020                 struct vknetif_info *info;
1021                 in_addr_t netif_addr, netif_mask;
1022                 int tap_fd, tap_unit;
1023                 char *netif;
1024
1025                 netif = strtok(netifExp[i], ":");
1026                 if (netif == NULL) {
1027                         warnx("Invalid argument to '-I'");
1028                         continue;
1029                 }
1030
1031                 /*
1032                  * Open tap(4) device file and bring up the
1033                  * corresponding interface
1034                  */
1035                 tap_fd = netif_open_tap(netif, &tap_unit, s);
1036                 if (tap_fd < 0)
1037                         continue;
1038
1039                 /*
1040                  * Initialize tap(4) and get address/netmask
1041                  * for pseudo netif
1042                  *
1043                  * NB: Rest part of netifExp[i] is passed
1044                  *     to netif_init_tap() implicitly.
1045                  */
1046                 if (netif_init_tap(tap_unit, &netif_addr, &netif_mask, s) < 0) {
1047                         /*
1048                          * NB: Closing tap(4) device file will bring
1049                          *     down the corresponding interface
1050                          */
1051                         close(tap_fd);
1052                         continue;
1053                 }
1054
1055                 info = &NetifInfo[NetifNum];
1056                 info->tap_fd = tap_fd;
1057                 info->tap_unit = tap_unit;
1058                 info->netif_addr = netif_addr;
1059                 info->netif_mask = netif_mask;
1060
1061                 NetifNum++;
1062                 if (NetifNum >= VKNETIF_MAX)    /* XXX will this happen? */
1063                         break;
1064         }
1065         close(s);
1066 }
1067
1068 static
1069 void
1070 writepid( void )
1071 {
1072         pid_t self;
1073         FILE *fp;
1074
1075         if (pid_file != NULL) {
1076                 self = getpid();
1077                 fp = fopen(pid_file, "w");
1078
1079                 if (fp != NULL) {
1080                         fprintf(fp, "%ld\n", (long)self);
1081                         fclose(fp);
1082                 }
1083                 else {
1084                         perror("Warning: couldn't open pidfile");
1085                 }
1086         }
1087 }
1088
1089 static
1090 void
1091 cleanpid( void )
1092 {
1093         if (pid_file != NULL) {
1094                 if ( unlink(pid_file) != 0 )
1095                         perror("Warning: couldn't remove pidfile");
1096         }
1097 }
1098
1099 static
1100 void
1101 usage(const char *ctl, ...)
1102 {
1103         va_list va;
1104
1105         va_start(va, ctl);
1106         vfprintf(stderr, ctl, va);
1107         va_end(va);
1108         fprintf(stderr, "\n");
1109         exit(1);
1110 }
1111
1112 void
1113 cpu_reset(void)
1114 {
1115         kprintf("cpu reset, rebooting vkernel\n");
1116         closefrom(3);
1117         cleanpid();
1118         execv(save_av[0], save_av);
1119 }
1120
1121 void
1122 cpu_halt(void)
1123 {
1124         kprintf("cpu halt, exiting vkernel\n");
1125         cleanpid();
1126         exit(0);
1127 }