]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - Documentation/lguest/lguest.c
684d61191beefd3d3c21463e14839ba4020dcf4a
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / Documentation / lguest / lguest.c
1 /*P:100 This is the Launcher code, a simple program which lays out the
2  * "physical" memory for the new Guest by mapping the kernel image and
3  * the virtual devices, then opens /dev/lguest to tell the kernel
4  * about the Guest and control it. :*/
5 #define _LARGEFILE64_SOURCE
6 #define _GNU_SOURCE
7 #include <stdio.h>
8 #include <string.h>
9 #include <unistd.h>
10 #include <err.h>
11 #include <stdint.h>
12 #include <stdlib.h>
13 #include <elf.h>
14 #include <sys/mman.h>
15 #include <sys/param.h>
16 #include <sys/types.h>
17 #include <sys/stat.h>
18 #include <sys/wait.h>
19 #include <fcntl.h>
20 #include <stdbool.h>
21 #include <errno.h>
22 #include <ctype.h>
23 #include <sys/socket.h>
24 #include <sys/ioctl.h>
25 #include <sys/time.h>
26 #include <time.h>
27 #include <netinet/in.h>
28 #include <net/if.h>
29 #include <linux/sockios.h>
30 #include <linux/if_tun.h>
31 #include <sys/uio.h>
32 #include <termios.h>
33 #include <getopt.h>
34 #include <zlib.h>
35 #include <assert.h>
36 #include <sched.h>
37 #include <limits.h>
38 #include <stddef.h>
39 #include "linux/lguest_launcher.h"
40 #include "linux/virtio_config.h"
41 #include "linux/virtio_net.h"
42 #include "linux/virtio_blk.h"
43 #include "linux/virtio_console.h"
44 #include "linux/virtio_ring.h"
45 #include "asm-x86/bootparam.h"
46 /*L:110 We can ignore the 39 include files we need for this program, but I do
47  * want to draw attention to the use of kernel-style types.
48  *
49  * As Linus said, "C is a Spartan language, and so should your naming be."  I
50  * like these abbreviations, so we define them here.  Note that u64 is always
51  * unsigned long long, which works on all Linux systems: this means that we can
52  * use %llu in printf for any u64. */
53 typedef unsigned long long u64;
54 typedef uint32_t u32;
55 typedef uint16_t u16;
56 typedef uint8_t u8;
57 /*:*/
58
59 #define PAGE_PRESENT 0x7        /* Present, RW, Execute */
60 #define NET_PEERNUM 1
61 #define BRIDGE_PFX "bridge:"
62 #ifndef SIOCBRADDIF
63 #define SIOCBRADDIF     0x89a2          /* add interface to bridge      */
64 #endif
65 /* We can have up to 256 pages for devices. */
66 #define DEVICE_PAGES 256
67 /* This will occupy 2 pages: it must be a power of 2. */
68 #define VIRTQUEUE_NUM 128
69
70 /*L:120 verbose is both a global flag and a macro.  The C preprocessor allows
71  * this, and although I wouldn't recommend it, it works quite nicely here. */
72 static bool verbose;
73 #define verbose(args...) \
74         do { if (verbose) printf(args); } while(0)
75 /*:*/
76
77 /* The pipe to send commands to the waker process */
78 static int waker_fd;
79 /* The pointer to the start of guest memory. */
80 static void *guest_base;
81 /* The maximum guest physical address allowed, and maximum possible. */
82 static unsigned long guest_limit, guest_max;
83
84 /* a per-cpu variable indicating whose vcpu is currently running */
85 static unsigned int __thread cpu_id;
86
87 /* This is our list of devices. */
88 struct device_list
89 {
90         /* Summary information about the devices in our list: ready to pass to
91          * select() to ask which need servicing.*/
92         fd_set infds;
93         int max_infd;
94
95         /* Counter to assign interrupt numbers. */
96         unsigned int next_irq;
97
98         /* Counter to print out convenient device numbers. */
99         unsigned int device_num;
100
101         /* The descriptor page for the devices. */
102         u8 *descpage;
103
104         /* A single linked list of devices. */
105         struct device *dev;
106         /* And a pointer to the last device for easy append and also for
107          * configuration appending. */
108         struct device *lastdev;
109 };
110
111 /* The list of Guest devices, based on command line arguments. */
112 static struct device_list devices;
113
114 /* The device structure describes a single device. */
115 struct device
116 {
117         /* The linked-list pointer. */
118         struct device *next;
119
120         /* The this device's descriptor, as mapped into the Guest. */
121         struct lguest_device_desc *desc;
122
123         /* The name of this device, for --verbose. */
124         const char *name;
125
126         /* If handle_input is set, it wants to be called when this file
127          * descriptor is ready. */
128         int fd;
129         bool (*handle_input)(int fd, struct device *me);
130
131         /* Any queues attached to this device */
132         struct virtqueue *vq;
133
134         /* Handle status being finalized (ie. feature bits stable). */
135         void (*ready)(struct device *me);
136
137         /* Device-specific data. */
138         void *priv;
139 };
140
141 /* The virtqueue structure describes a queue attached to a device. */
142 struct virtqueue
143 {
144         struct virtqueue *next;
145
146         /* Which device owns me. */
147         struct device *dev;
148
149         /* The configuration for this queue. */
150         struct lguest_vqconfig config;
151
152         /* The actual ring of buffers. */
153         struct vring vring;
154
155         /* Last available index we saw. */
156         u16 last_avail_idx;
157
158         /* The routine to call when the Guest pings us. */
159         void (*handle_output)(int fd, struct virtqueue *me);
160
161         /* Outstanding buffers */
162         unsigned int inflight;
163 };
164
165 /* Remember the arguments to the program so we can "reboot" */
166 static char **main_args;
167
168 /* Since guest is UP and we don't run at the same time, we don't need barriers.
169  * But I include them in the code in case others copy it. */
170 #define wmb()
171
172 /* Convert an iovec element to the given type.
173  *
174  * This is a fairly ugly trick: we need to know the size of the type and
175  * alignment requirement to check the pointer is kosher.  It's also nice to
176  * have the name of the type in case we report failure.
177  *
178  * Typing those three things all the time is cumbersome and error prone, so we
179  * have a macro which sets them all up and passes to the real function. */
180 #define convert(iov, type) \
181         ((type *)_convert((iov), sizeof(type), __alignof__(type), #type))
182
183 static void *_convert(struct iovec *iov, size_t size, size_t align,
184                       const char *name)
185 {
186         if (iov->iov_len != size)
187                 errx(1, "Bad iovec size %zu for %s", iov->iov_len, name);
188         if ((unsigned long)iov->iov_base % align != 0)
189                 errx(1, "Bad alignment %p for %s", iov->iov_base, name);
190         return iov->iov_base;
191 }
192
193 /* The virtio configuration space is defined to be little-endian.  x86 is
194  * little-endian too, but it's nice to be explicit so we have these helpers. */
195 #define cpu_to_le16(v16) (v16)
196 #define cpu_to_le32(v32) (v32)
197 #define cpu_to_le64(v64) (v64)
198 #define le16_to_cpu(v16) (v16)
199 #define le32_to_cpu(v32) (v32)
200 #define le64_to_cpu(v64) (v64)
201
202 /* The device virtqueue descriptors are followed by feature bitmasks. */
203 static u8 *get_feature_bits(struct device *dev)
204 {
205         return (u8 *)(dev->desc + 1)
206                 + dev->desc->num_vq * sizeof(struct lguest_vqconfig);
207 }
208
209 /*L:100 The Launcher code itself takes us out into userspace, that scary place
210  * where pointers run wild and free!  Unfortunately, like most userspace
211  * programs, it's quite boring (which is why everyone likes to hack on the
212  * kernel!).  Perhaps if you make up an Lguest Drinking Game at this point, it
213  * will get you through this section.  Or, maybe not.
214  *
215  * The Launcher sets up a big chunk of memory to be the Guest's "physical"
216  * memory and stores it in "guest_base".  In other words, Guest physical ==
217  * Launcher virtual with an offset.
218  *
219  * This can be tough to get your head around, but usually it just means that we
220  * use these trivial conversion functions when the Guest gives us it's
221  * "physical" addresses: */
222 static void *from_guest_phys(unsigned long addr)
223 {
224         return guest_base + addr;
225 }
226
227 static unsigned long to_guest_phys(const void *addr)
228 {
229         return (addr - guest_base);
230 }
231
232 /*L:130
233  * Loading the Kernel.
234  *
235  * We start with couple of simple helper routines.  open_or_die() avoids
236  * error-checking code cluttering the callers: */
237 static int open_or_die(const char *name, int flags)
238 {
239         int fd = open(name, flags);
240         if (fd < 0)
241                 err(1, "Failed to open %s", name);
242         return fd;
243 }
244
245 /* map_zeroed_pages() takes a number of pages. */
246 static void *map_zeroed_pages(unsigned int num)
247 {
248         int fd = open_or_die("/dev/zero", O_RDONLY);
249         void *addr;
250
251         /* We use a private mapping (ie. if we write to the page, it will be
252          * copied). */
253         addr = mmap(NULL, getpagesize() * num,
254                     PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE, fd, 0);
255         if (addr == MAP_FAILED)
256                 err(1, "Mmaping %u pages of /dev/zero", num);
257         close(fd);
258
259         return addr;
260 }
261
262 /* Get some more pages for a device. */
263 static void *get_pages(unsigned int num)
264 {
265         void *addr = from_guest_phys(guest_limit);
266
267         guest_limit += num * getpagesize();
268         if (guest_limit > guest_max)
269                 errx(1, "Not enough memory for devices");
270         return addr;
271 }
272
273 /* This routine is used to load the kernel or initrd.  It tries mmap, but if
274  * that fails (Plan 9's kernel file isn't nicely aligned on page boundaries),
275  * it falls back to reading the memory in. */
276 static void map_at(int fd, void *addr, unsigned long offset, unsigned long len)
277 {
278         ssize_t r;
279
280         /* We map writable even though for some segments are marked read-only.
281          * The kernel really wants to be writable: it patches its own
282          * instructions.
283          *
284          * MAP_PRIVATE means that the page won't be copied until a write is
285          * done to it.  This allows us to share untouched memory between
286          * Guests. */
287         if (mmap(addr, len, PROT_READ|PROT_WRITE|PROT_EXEC,
288                  MAP_FIXED|MAP_PRIVATE, fd, offset) != MAP_FAILED)
289                 return;
290
291         /* pread does a seek and a read in one shot: saves a few lines. */
292         r = pread(fd, addr, len, offset);
293         if (r != len)
294                 err(1, "Reading offset %lu len %lu gave %zi", offset, len, r);
295 }
296
297 /* This routine takes an open vmlinux image, which is in ELF, and maps it into
298  * the Guest memory.  ELF = Embedded Linking Format, which is the format used
299  * by all modern binaries on Linux including the kernel.
300  *
301  * The ELF headers give *two* addresses: a physical address, and a virtual
302  * address.  We use the physical address; the Guest will map itself to the
303  * virtual address.
304  *
305  * We return the starting address. */
306 static unsigned long map_elf(int elf_fd, const Elf32_Ehdr *ehdr)
307 {
308         Elf32_Phdr phdr[ehdr->e_phnum];
309         unsigned int i;
310
311         /* Sanity checks on the main ELF header: an x86 executable with a
312          * reasonable number of correctly-sized program headers. */
313         if (ehdr->e_type != ET_EXEC
314             || ehdr->e_machine != EM_386
315             || ehdr->e_phentsize != sizeof(Elf32_Phdr)
316             || ehdr->e_phnum < 1 || ehdr->e_phnum > 65536U/sizeof(Elf32_Phdr))
317                 errx(1, "Malformed elf header");
318
319         /* An ELF executable contains an ELF header and a number of "program"
320          * headers which indicate which parts ("segments") of the program to
321          * load where. */
322
323         /* We read in all the program headers at once: */
324         if (lseek(elf_fd, ehdr->e_phoff, SEEK_SET) < 0)
325                 err(1, "Seeking to program headers");
326         if (read(elf_fd, phdr, sizeof(phdr)) != sizeof(phdr))
327                 err(1, "Reading program headers");
328
329         /* Try all the headers: there are usually only three.  A read-only one,
330          * a read-write one, and a "note" section which we don't load. */
331         for (i = 0; i < ehdr->e_phnum; i++) {
332                 /* If this isn't a loadable segment, we ignore it */
333                 if (phdr[i].p_type != PT_LOAD)
334                         continue;
335
336                 verbose("Section %i: size %i addr %p\n",
337                         i, phdr[i].p_memsz, (void *)phdr[i].p_paddr);
338
339                 /* We map this section of the file at its physical address. */
340                 map_at(elf_fd, from_guest_phys(phdr[i].p_paddr),
341                        phdr[i].p_offset, phdr[i].p_filesz);
342         }
343
344         /* The entry point is given in the ELF header. */
345         return ehdr->e_entry;
346 }
347
348 /*L:150 A bzImage, unlike an ELF file, is not meant to be loaded.  You're
349  * supposed to jump into it and it will unpack itself.  We used to have to
350  * perform some hairy magic because the unpacking code scared me.
351  *
352  * Fortunately, Jeremy Fitzhardinge convinced me it wasn't that hard and wrote
353  * a small patch to jump over the tricky bits in the Guest, so now we just read
354  * the funky header so we know where in the file to load, and away we go! */
355 static unsigned long load_bzimage(int fd)
356 {
357         struct boot_params boot;
358         int r;
359         /* Modern bzImages get loaded at 1M. */
360         void *p = from_guest_phys(0x100000);
361
362         /* Go back to the start of the file and read the header.  It should be
363          * a Linux boot header (see Documentation/i386/boot.txt) */
364         lseek(fd, 0, SEEK_SET);
365         read(fd, &boot, sizeof(boot));
366
367         /* Inside the setup_hdr, we expect the magic "HdrS" */
368         if (memcmp(&boot.hdr.header, "HdrS", 4) != 0)
369                 errx(1, "This doesn't look like a bzImage to me");
370
371         /* Skip over the extra sectors of the header. */
372         lseek(fd, (boot.hdr.setup_sects+1) * 512, SEEK_SET);
373
374         /* Now read everything into memory. in nice big chunks. */
375         while ((r = read(fd, p, 65536)) > 0)
376                 p += r;
377
378         /* Finally, code32_start tells us where to enter the kernel. */
379         return boot.hdr.code32_start;
380 }
381
382 /*L:140 Loading the kernel is easy when it's a "vmlinux", but most kernels
383  * come wrapped up in the self-decompressing "bzImage" format.  With a little
384  * work, we can load those, too. */
385 static unsigned long load_kernel(int fd)
386 {
387         Elf32_Ehdr hdr;
388
389         /* Read in the first few bytes. */
390         if (read(fd, &hdr, sizeof(hdr)) != sizeof(hdr))
391                 err(1, "Reading kernel");
392
393         /* If it's an ELF file, it starts with "\177ELF" */
394         if (memcmp(hdr.e_ident, ELFMAG, SELFMAG) == 0)
395                 return map_elf(fd, &hdr);
396
397         /* Otherwise we assume it's a bzImage, and try to load it. */
398         return load_bzimage(fd);
399 }
400
401 /* This is a trivial little helper to align pages.  Andi Kleen hated it because
402  * it calls getpagesize() twice: "it's dumb code."
403  *
404  * Kernel guys get really het up about optimization, even when it's not
405  * necessary.  I leave this code as a reaction against that. */
406 static inline unsigned long page_align(unsigned long addr)
407 {
408         /* Add upwards and truncate downwards. */
409         return ((addr + getpagesize()-1) & ~(getpagesize()-1));
410 }
411
412 /*L:180 An "initial ram disk" is a disk image loaded into memory along with
413  * the kernel which the kernel can use to boot from without needing any
414  * drivers.  Most distributions now use this as standard: the initrd contains
415  * the code to load the appropriate driver modules for the current machine.
416  *
417  * Importantly, James Morris works for RedHat, and Fedora uses initrds for its
418  * kernels.  He sent me this (and tells me when I break it). */
419 static unsigned long load_initrd(const char *name, unsigned long mem)
420 {
421         int ifd;
422         struct stat st;
423         unsigned long len;
424
425         ifd = open_or_die(name, O_RDONLY);
426         /* fstat() is needed to get the file size. */
427         if (fstat(ifd, &st) < 0)
428                 err(1, "fstat() on initrd '%s'", name);
429
430         /* We map the initrd at the top of memory, but mmap wants it to be
431          * page-aligned, so we round the size up for that. */
432         len = page_align(st.st_size);
433         map_at(ifd, from_guest_phys(mem - len), 0, st.st_size);
434         /* Once a file is mapped, you can close the file descriptor.  It's a
435          * little odd, but quite useful. */
436         close(ifd);
437         verbose("mapped initrd %s size=%lu @ %p\n", name, len, (void*)mem-len);
438
439         /* We return the initrd size. */
440         return len;
441 }
442
443 /* Once we know how much memory we have we can construct simple linear page
444  * tables which set virtual == physical which will get the Guest far enough
445  * into the boot to create its own.
446  *
447  * We lay them out of the way, just below the initrd (which is why we need to
448  * know its size here). */
449 static unsigned long setup_pagetables(unsigned long mem,
450                                       unsigned long initrd_size)
451 {
452         unsigned long *pgdir, *linear;
453         unsigned int mapped_pages, i, linear_pages;
454         unsigned int ptes_per_page = getpagesize()/sizeof(void *);
455
456         mapped_pages = mem/getpagesize();
457
458         /* Each PTE page can map ptes_per_page pages: how many do we need? */
459         linear_pages = (mapped_pages + ptes_per_page-1)/ptes_per_page;
460
461         /* We put the toplevel page directory page at the top of memory. */
462         pgdir = from_guest_phys(mem) - initrd_size - getpagesize();
463
464         /* Now we use the next linear_pages pages as pte pages */
465         linear = (void *)pgdir - linear_pages*getpagesize();
466
467         /* Linear mapping is easy: put every page's address into the mapping in
468          * order.  PAGE_PRESENT contains the flags Present, Writable and
469          * Executable. */
470         for (i = 0; i < mapped_pages; i++)
471                 linear[i] = ((i * getpagesize()) | PAGE_PRESENT);
472
473         /* The top level points to the linear page table pages above. */
474         for (i = 0; i < mapped_pages; i += ptes_per_page) {
475                 pgdir[i/ptes_per_page]
476                         = ((to_guest_phys(linear) + i*sizeof(void *))
477                            | PAGE_PRESENT);
478         }
479
480         verbose("Linear mapping of %u pages in %u pte pages at %#lx\n",
481                 mapped_pages, linear_pages, to_guest_phys(linear));
482
483         /* We return the top level (guest-physical) address: the kernel needs
484          * to know where it is. */
485         return to_guest_phys(pgdir);
486 }
487 /*:*/
488
489 /* Simple routine to roll all the commandline arguments together with spaces
490  * between them. */
491 static void concat(char *dst, char *args[])
492 {
493         unsigned int i, len = 0;
494
495         for (i = 0; args[i]; i++) {
496                 if (i) {
497                         strcat(dst+len, " ");
498                         len++;
499                 }
500                 strcpy(dst+len, args[i]);
501                 len += strlen(args[i]);
502         }
503         /* In case it's empty. */
504         dst[len] = '\0';
505 }
506
507 /*L:185 This is where we actually tell the kernel to initialize the Guest.  We
508  * saw the arguments it expects when we looked at initialize() in lguest_user.c:
509  * the base of Guest "physical" memory, the top physical page to allow, the
510  * top level pagetable and the entry point for the Guest. */
511 static int tell_kernel(unsigned long pgdir, unsigned long start)
512 {
513         unsigned long args[] = { LHREQ_INITIALIZE,
514                                  (unsigned long)guest_base,
515                                  guest_limit / getpagesize(), pgdir, start };
516         int fd;
517
518         verbose("Guest: %p - %p (%#lx)\n",
519                 guest_base, guest_base + guest_limit, guest_limit);
520         fd = open_or_die("/dev/lguest", O_RDWR);
521         if (write(fd, args, sizeof(args)) < 0)
522                 err(1, "Writing to /dev/lguest");
523
524         /* We return the /dev/lguest file descriptor to control this Guest */
525         return fd;
526 }
527 /*:*/
528
529 static void add_device_fd(int fd)
530 {
531         FD_SET(fd, &devices.infds);
532         if (fd > devices.max_infd)
533                 devices.max_infd = fd;
534 }
535
536 /*L:200
537  * The Waker.
538  *
539  * With console, block and network devices, we can have lots of input which we
540  * need to process.  We could try to tell the kernel what file descriptors to
541  * watch, but handing a file descriptor mask through to the kernel is fairly
542  * icky.
543  *
544  * Instead, we fork off a process which watches the file descriptors and writes
545  * the LHREQ_BREAK command to the /dev/lguest file descriptor to tell the Host
546  * stop running the Guest.  This causes the Launcher to return from the
547  * /dev/lguest read with -EAGAIN, where it will write to /dev/lguest to reset
548  * the LHREQ_BREAK and wake us up again.
549  *
550  * This, of course, is merely a different *kind* of icky.
551  */
552 static void wake_parent(int pipefd, int lguest_fd)
553 {
554         /* Add the pipe from the Launcher to the fdset in the device_list, so
555          * we watch it, too. */
556         add_device_fd(pipefd);
557
558         for (;;) {
559                 fd_set rfds = devices.infds;
560                 unsigned long args[] = { LHREQ_BREAK, 1 };
561
562                 /* Wait until input is ready from one of the devices. */
563                 select(devices.max_infd+1, &rfds, NULL, NULL, NULL);
564                 /* Is it a message from the Launcher? */
565                 if (FD_ISSET(pipefd, &rfds)) {
566                         int fd;
567                         /* If read() returns 0, it means the Launcher has
568                          * exited.  We silently follow. */
569                         if (read(pipefd, &fd, sizeof(fd)) == 0)
570                                 exit(0);
571                         /* Otherwise it's telling us to change what file
572                          * descriptors we're to listen to.  Positive means
573                          * listen to a new one, negative means stop
574                          * listening. */
575                         if (fd >= 0)
576                                 FD_SET(fd, &devices.infds);
577                         else
578                                 FD_CLR(-fd - 1, &devices.infds);
579                 } else /* Send LHREQ_BREAK command. */
580                         pwrite(lguest_fd, args, sizeof(args), cpu_id);
581         }
582 }
583
584 /* This routine just sets up a pipe to the Waker process. */
585 static int setup_waker(int lguest_fd)
586 {
587         int pipefd[2], child;
588
589         /* We create a pipe to talk to the Waker, and also so it knows when the
590          * Launcher dies (and closes pipe). */
591         pipe(pipefd);
592         child = fork();
593         if (child == -1)
594                 err(1, "forking");
595
596         if (child == 0) {
597                 /* We are the Waker: close the "writing" end of our copy of the
598                  * pipe and start waiting for input. */
599                 close(pipefd[1]);
600                 wake_parent(pipefd[0], lguest_fd);
601         }
602         /* Close the reading end of our copy of the pipe. */
603         close(pipefd[0]);
604
605         /* Here is the fd used to talk to the waker. */
606         return pipefd[1];
607 }
608
609 /*
610  * Device Handling.
611  *
612  * When the Guest gives us a buffer, it sends an array of addresses and sizes.
613  * We need to make sure it's not trying to reach into the Launcher itself, so
614  * we have a convenient routine which checks it and exits with an error message
615  * if something funny is going on:
616  */
617 static void *_check_pointer(unsigned long addr, unsigned int size,
618                             unsigned int line)
619 {
620         /* We have to separately check addr and addr+size, because size could
621          * be huge and addr + size might wrap around. */
622         if (addr >= guest_limit || addr + size >= guest_limit)
623                 errx(1, "%s:%i: Invalid address %#lx", __FILE__, line, addr);
624         /* We return a pointer for the caller's convenience, now we know it's
625          * safe to use. */
626         return from_guest_phys(addr);
627 }
628 /* A macro which transparently hands the line number to the real function. */
629 #define check_pointer(addr,size) _check_pointer(addr, size, __LINE__)
630
631 /* Each buffer in the virtqueues is actually a chain of descriptors.  This
632  * function returns the next descriptor in the chain, or vq->vring.num if we're
633  * at the end. */
634 static unsigned next_desc(struct virtqueue *vq, unsigned int i)
635 {
636         unsigned int next;
637
638         /* If this descriptor says it doesn't chain, we're done. */
639         if (!(vq->vring.desc[i].flags & VRING_DESC_F_NEXT))
640                 return vq->vring.num;
641
642         /* Check they're not leading us off end of descriptors. */
643         next = vq->vring.desc[i].next;
644         /* Make sure compiler knows to grab that: we don't want it changing! */
645         wmb();
646
647         if (next >= vq->vring.num)
648                 errx(1, "Desc next is %u", next);
649
650         return next;
651 }
652
653 /* This looks in the virtqueue and for the first available buffer, and converts
654  * it to an iovec for convenient access.  Since descriptors consist of some
655  * number of output then some number of input descriptors, it's actually two
656  * iovecs, but we pack them into one and note how many of each there were.
657  *
658  * This function returns the descriptor number found, or vq->vring.num (which
659  * is never a valid descriptor number) if none was found. */
660 static unsigned get_vq_desc(struct virtqueue *vq,
661                             struct iovec iov[],
662                             unsigned int *out_num, unsigned int *in_num)
663 {
664         unsigned int i, head;
665
666         /* Check it isn't doing very strange things with descriptor numbers. */
667         if ((u16)(vq->vring.avail->idx - vq->last_avail_idx) > vq->vring.num)
668                 errx(1, "Guest moved used index from %u to %u",
669                      vq->last_avail_idx, vq->vring.avail->idx);
670
671         /* If there's nothing new since last we looked, return invalid. */
672         if (vq->vring.avail->idx == vq->last_avail_idx)
673                 return vq->vring.num;
674
675         /* Grab the next descriptor number they're advertising, and increment
676          * the index we've seen. */
677         head = vq->vring.avail->ring[vq->last_avail_idx++ % vq->vring.num];
678
679         /* If their number is silly, that's a fatal mistake. */
680         if (head >= vq->vring.num)
681                 errx(1, "Guest says index %u is available", head);
682
683         /* When we start there are none of either input nor output. */
684         *out_num = *in_num = 0;
685
686         i = head;
687         do {
688                 /* Grab the first descriptor, and check it's OK. */
689                 iov[*out_num + *in_num].iov_len = vq->vring.desc[i].len;
690                 iov[*out_num + *in_num].iov_base
691                         = check_pointer(vq->vring.desc[i].addr,
692                                         vq->vring.desc[i].len);
693                 /* If this is an input descriptor, increment that count. */
694                 if (vq->vring.desc[i].flags & VRING_DESC_F_WRITE)
695                         (*in_num)++;
696                 else {
697                         /* If it's an output descriptor, they're all supposed
698                          * to come before any input descriptors. */
699                         if (*in_num)
700                                 errx(1, "Descriptor has out after in");
701                         (*out_num)++;
702                 }
703
704                 /* If we've got too many, that implies a descriptor loop. */
705                 if (*out_num + *in_num > vq->vring.num)
706                         errx(1, "Looped descriptor");
707         } while ((i = next_desc(vq, i)) != vq->vring.num);
708
709         vq->inflight++;
710         return head;
711 }
712
713 /* After we've used one of their buffers, we tell them about it.  We'll then
714  * want to send them an interrupt, using trigger_irq(). */
715 static void add_used(struct virtqueue *vq, unsigned int head, int len)
716 {
717         struct vring_used_elem *used;
718
719         /* The virtqueue contains a ring of used buffers.  Get a pointer to the
720          * next entry in that used ring. */
721         used = &vq->vring.used->ring[vq->vring.used->idx % vq->vring.num];
722         used->id = head;
723         used->len = len;
724         /* Make sure buffer is written before we update index. */
725         wmb();
726         vq->vring.used->idx++;
727         vq->inflight--;
728 }
729
730 /* This actually sends the interrupt for this virtqueue */
731 static void trigger_irq(int fd, struct virtqueue *vq)
732 {
733         unsigned long buf[] = { LHREQ_IRQ, vq->config.irq };
734
735         /* If they don't want an interrupt, don't send one, unless empty. */
736         if ((vq->vring.avail->flags & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT)
737             && vq->inflight)
738                 return;
739
740         /* Send the Guest an interrupt tell them we used something up. */
741         if (write(fd, buf, sizeof(buf)) != 0)
742                 err(1, "Triggering irq %i", vq->config.irq);
743 }
744
745 /* And here's the combo meal deal.  Supersize me! */
746 static void add_used_and_trigger(int fd, struct virtqueue *vq,
747                                  unsigned int head, int len)
748 {
749         add_used(vq, head, len);
750         trigger_irq(fd, vq);
751 }
752
753 /*
754  * The Console
755  *
756  * Here is the input terminal setting we save, and the routine to restore them
757  * on exit so the user gets their terminal back. */
758 static struct termios orig_term;
759 static void restore_term(void)
760 {
761         tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &orig_term);
762 }
763
764 /* We associate some data with the console for our exit hack. */
765 struct console_abort
766 {
767         /* How many times have they hit ^C? */
768         int count;
769         /* When did they start? */
770         struct timeval start;
771 };
772
773 /* This is the routine which handles console input (ie. stdin). */
774 static bool handle_console_input(int fd, struct device *dev)
775 {
776         int len;
777         unsigned int head, in_num, out_num;
778         struct iovec iov[dev->vq->vring.num];
779         struct console_abort *abort = dev->priv;
780
781         /* First we need a console buffer from the Guests's input virtqueue. */
782         head = get_vq_desc(dev->vq, iov, &out_num, &in_num);
783
784         /* If they're not ready for input, stop listening to this file
785          * descriptor.  We'll start again once they add an input buffer. */
786         if (head == dev->vq->vring.num)
787                 return false;
788
789         if (out_num)
790                 errx(1, "Output buffers in console in queue?");
791
792         /* This is why we convert to iovecs: the readv() call uses them, and so
793          * it reads straight into the Guest's buffer. */
794         len = readv(dev->fd, iov, in_num);
795         if (len <= 0) {
796                 /* This implies that the console is closed, is /dev/null, or
797                  * something went terribly wrong. */
798                 warnx("Failed to get console input, ignoring console.");
799                 /* Put the input terminal back. */
800                 restore_term();
801                 /* Remove callback from input vq, so it doesn't restart us. */
802                 dev->vq->handle_output = NULL;
803                 /* Stop listening to this fd: don't call us again. */
804                 return false;
805         }
806
807         /* Tell the Guest about the new input. */
808         add_used_and_trigger(fd, dev->vq, head, len);
809
810         /* Three ^C within one second?  Exit.
811          *
812          * This is such a hack, but works surprisingly well.  Each ^C has to be
813          * in a buffer by itself, so they can't be too fast.  But we check that
814          * we get three within about a second, so they can't be too slow. */
815         if (len == 1 && ((char *)iov[0].iov_base)[0] == 3) {
816                 if (!abort->count++)
817                         gettimeofday(&abort->start, NULL);
818                 else if (abort->count == 3) {
819                         struct timeval now;
820                         gettimeofday(&now, NULL);
821                         if (now.tv_sec <= abort->start.tv_sec+1) {
822                                 unsigned long args[] = { LHREQ_BREAK, 0 };
823                                 /* Close the fd so Waker will know it has to
824                                  * exit. */
825                                 close(waker_fd);
826                                 /* Just in case waker is blocked in BREAK, send
827                                  * unbreak now. */
828                                 write(fd, args, sizeof(args));
829                                 exit(2);
830                         }
831                         abort->count = 0;
832                 }
833         } else
834                 /* Any other key resets the abort counter. */
835                 abort->count = 0;
836
837         /* Everything went OK! */
838         return true;
839 }
840
841 /* Handling output for console is simple: we just get all the output buffers
842  * and write them to stdout. */
843 static void handle_console_output(int fd, struct virtqueue *vq)
844 {
845         unsigned int head, out, in;
846         int len;
847         struct iovec iov[vq->vring.num];
848
849         /* Keep getting output buffers from the Guest until we run out. */
850         while ((head = get_vq_desc(vq, iov, &out, &in)) != vq->vring.num) {
851                 if (in)
852                         errx(1, "Input buffers in output queue?");
853                 len = writev(STDOUT_FILENO, iov, out);
854                 add_used_and_trigger(fd, vq, head, len);
855         }
856 }
857
858 /*
859  * The Network
860  *
861  * Handling output for network is also simple: we get all the output buffers
862  * and write them (ignoring the first element) to this device's file descriptor
863  * (/dev/net/tun).
864  */
865 static void handle_net_output(int fd, struct virtqueue *vq)
866 {
867         unsigned int head, out, in;
868         int len;
869         struct iovec iov[vq->vring.num];
870
871         /* Keep getting output buffers from the Guest until we run out. */
872         while ((head = get_vq_desc(vq, iov, &out, &in)) != vq->vring.num) {
873                 if (in)
874                         errx(1, "Input buffers in output queue?");
875                 /* Check header, but otherwise ignore it (we told the Guest we
876                  * supported no features, so it shouldn't have anything
877                  * interesting). */
878                 (void)convert(&iov[0], struct virtio_net_hdr);
879                 len = writev(vq->dev->fd, iov+1, out-1);
880                 add_used_and_trigger(fd, vq, head, len);
881         }
882 }
883
884 /* This is where we handle a packet coming in from the tun device to our
885  * Guest. */
886 static bool handle_tun_input(int fd, struct device *dev)
887 {
888         unsigned int head, in_num, out_num;
889         int len;
890         struct iovec iov[dev->vq->vring.num];
891         struct virtio_net_hdr *hdr;
892
893         /* First we need a network buffer from the Guests's recv virtqueue. */
894         head = get_vq_desc(dev->vq, iov, &out_num, &in_num);
895         if (head == dev->vq->vring.num) {
896                 /* Now, it's expected that if we try to send a packet too
897                  * early, the Guest won't be ready yet.  Wait until the device
898                  * status says it's ready. */
899                 /* FIXME: Actually want DRIVER_ACTIVE here. */
900                 if (dev->desc->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)
901                         warn("network: no dma buffer!");
902                 /* We'll turn this back on if input buffers are registered. */
903                 return false;
904         } else if (out_num)
905                 errx(1, "Output buffers in network recv queue?");
906
907         /* First element is the header: we set it to 0 (no features). */
908         hdr = convert(&iov[0], struct virtio_net_hdr);
909         hdr->flags = 0;
910         hdr->gso_type = VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE;
911
912         /* Read the packet from the device directly into the Guest's buffer. */
913         len = readv(dev->fd, iov+1, in_num-1);
914         if (len <= 0)
915                 err(1, "reading network");
916
917         /* Tell the Guest about the new packet. */
918         add_used_and_trigger(fd, dev->vq, head, sizeof(*hdr) + len);
919
920         verbose("tun input packet len %i [%02x %02x] (%s)\n", len,
921                 ((u8 *)iov[1].iov_base)[0], ((u8 *)iov[1].iov_base)[1],
922                 head != dev->vq->vring.num ? "sent" : "discarded");
923
924         /* All good. */
925         return true;
926 }
927
928 /*L:215 This is the callback attached to the network and console input
929  * virtqueues: it ensures we try again, in case we stopped console or net
930  * delivery because Guest didn't have any buffers. */
931 static void enable_fd(int fd, struct virtqueue *vq)
932 {
933         add_device_fd(vq->dev->fd);
934         /* Tell waker to listen to it again */
935         write(waker_fd, &vq->dev->fd, sizeof(vq->dev->fd));
936 }
937
938 /* When the Guest tells us they updated the status field, we handle it. */
939 static void update_device_status(struct device *dev)
940 {
941         struct virtqueue *vq;
942
943         /* This is a reset. */
944         if (dev->desc->status == 0) {
945                 verbose("Resetting device %s\n", dev->name);
946
947                 /* Clear any features they've acked. */
948                 memset(get_feature_bits(dev) + dev->desc->feature_len, 0,
949                        dev->desc->feature_len);
950
951                 /* Zero out the virtqueues. */
952                 for (vq = dev->vq; vq; vq = vq->next) {
953                         memset(vq->vring.desc, 0,
954                                vring_size(vq->config.num, getpagesize()));
955                         vq->last_avail_idx = 0;
956                 }
957         } else if (dev->desc->status & VIRTIO_CONFIG_S_FAILED) {
958                 warnx("Device %s configuration FAILED", dev->name);
959         } else if (dev->desc->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK) {
960                 unsigned int i;
961
962                 verbose("Device %s OK: offered", dev->name);
963                 for (i = 0; i < dev->desc->feature_len; i++)
964                         verbose(" %02x", get_feature_bits(dev)[i]);
965                 verbose(", accepted");
966                 for (i = 0; i < dev->desc->feature_len; i++)
967                         verbose(" %02x", get_feature_bits(dev)
968                                 [dev->desc->feature_len+i]);
969
970                 if (dev->ready)
971                         dev->ready(dev);
972         }
973 }
974
975 /* This is the generic routine we call when the Guest uses LHCALL_NOTIFY. */
976 static void handle_output(int fd, unsigned long addr)
977 {
978         struct device *i;
979         struct virtqueue *vq;
980
981         /* Check each device and virtqueue. */
982         for (i = devices.dev; i; i = i->next) {
983                 /* Notifications to device descriptors update device status. */
984                 if (from_guest_phys(addr) == i->desc) {
985                         update_device_status(i);
986                         return;
987                 }
988
989                 /* Notifications to virtqueues mean output has occurred. */
990                 for (vq = i->vq; vq; vq = vq->next) {
991                         if (vq->config.pfn != addr/getpagesize())
992                                 continue;
993
994                         /* Guest should acknowledge (and set features!)  before
995                          * using the device. */
996                         if (i->desc->status == 0) {
997                                 warnx("%s gave early output", i->name);
998                                 return;
999                         }
1000
1001                         if (strcmp(vq->dev->name, "console") != 0)
1002                                 verbose("Output to %s\n", vq->dev->name);
1003                         if (vq->handle_output)
1004                                 vq->handle_output(fd, vq);
1005                         return;
1006                 }
1007         }
1008
1009         /* Early console write is done using notify on a nul-terminated string
1010          * in Guest memory. */
1011         if (addr >= guest_limit)
1012                 errx(1, "Bad NOTIFY %#lx", addr);
1013
1014         write(STDOUT_FILENO, from_guest_phys(addr),
1015               strnlen(from_guest_phys(addr), guest_limit - addr));
1016 }
1017
1018 /* This is called when the Waker wakes us up: check for incoming file
1019  * descriptors. */
1020 static void handle_input(int fd)
1021 {
1022         /* select() wants a zeroed timeval to mean "don't wait". */
1023         struct timeval poll = { .tv_sec = 0, .tv_usec = 0 };
1024
1025         for (;;) {
1026                 struct device *i;
1027                 fd_set fds = devices.infds;
1028
1029                 /* If nothing is ready, we're done. */
1030                 if (select(devices.max_infd+1, &fds, NULL, NULL, &poll) == 0)
1031                         break;
1032
1033                 /* Otherwise, call the device(s) which have readable file
1034                  * descriptors and a method of handling them.  */
1035                 for (i = devices.dev; i; i = i->next) {
1036                         if (i->handle_input && FD_ISSET(i->fd, &fds)) {
1037                                 int dev_fd;
1038                                 if (i->handle_input(fd, i))
1039                                         continue;
1040
1041                                 /* If handle_input() returns false, it means we
1042                                  * should no longer service it.  Networking and
1043                                  * console do this when there's no input
1044                                  * buffers to deliver into.  Console also uses
1045                                  * it when it discovers that stdin is closed. */
1046                                 FD_CLR(i->fd, &devices.infds);
1047                                 /* Tell waker to ignore it too, by sending a
1048                                  * negative fd number (-1, since 0 is a valid
1049                                  * FD number). */
1050                                 dev_fd = -i->fd - 1;
1051                                 write(waker_fd, &dev_fd, sizeof(dev_fd));
1052                         }
1053                 }
1054         }
1055 }
1056
1057 /*L:190
1058  * Device Setup
1059  *
1060  * All devices need a descriptor so the Guest knows it exists, and a "struct
1061  * device" so the Launcher can keep track of it.  We have common helper
1062  * routines to allocate and manage them.
1063  */
1064
1065 /* The layout of the device page is a "struct lguest_device_desc" followed by a
1066  * number of virtqueue descriptors, then two sets of feature bits, then an
1067  * array of configuration bytes.  This routine returns the configuration
1068  * pointer. */
1069 static u8 *device_config(const struct device *dev)
1070 {
1071         return (void *)(dev->desc + 1)
1072                 + dev->desc->num_vq * sizeof(struct lguest_vqconfig)
1073                 + dev->desc->feature_len * 2;
1074 }
1075
1076 /* This routine allocates a new "struct lguest_device_desc" from descriptor
1077  * table page just above the Guest's normal memory.  It returns a pointer to
1078  * that descriptor. */
1079 static struct lguest_device_desc *new_dev_desc(u16 type)
1080 {
1081         struct lguest_device_desc d = { .type = type };
1082         void *p;
1083
1084         /* Figure out where the next device config is, based on the last one. */
1085         if (devices.lastdev)
1086                 p = device_config(devices.lastdev)
1087                         + devices.lastdev->desc->config_len;
1088         else
1089                 p = devices.descpage;
1090
1091         /* We only have one page for all the descriptors. */
1092         if (p + sizeof(d) > (void *)devices.descpage + getpagesize())
1093                 errx(1, "Too many devices");
1094
1095         /* p might not be aligned, so we memcpy in. */
1096         return memcpy(p, &d, sizeof(d));
1097 }
1098
1099 /* Each device descriptor is followed by the description of its virtqueues.  We
1100  * specify how many descriptors the virtqueue is to have. */
1101 static void add_virtqueue(struct device *dev, unsigned int num_descs,
1102                           void (*handle_output)(int fd, struct virtqueue *me))
1103 {
1104         unsigned int pages;
1105         struct virtqueue **i, *vq = malloc(sizeof(*vq));
1106         void *p;
1107
1108         /* First we need some memory for this virtqueue. */
1109         pages = (vring_size(num_descs, getpagesize()) + getpagesize() - 1)
1110                 / getpagesize();
1111         p = get_pages(pages);
1112
1113         /* Initialize the virtqueue */
1114         vq->next = NULL;
1115         vq->last_avail_idx = 0;
1116         vq->dev = dev;
1117         vq->inflight = 0;
1118
1119         /* Initialize the configuration. */
1120         vq->config.num = num_descs;
1121         vq->config.irq = devices.next_irq++;
1122         vq->config.pfn = to_guest_phys(p) / getpagesize();
1123
1124         /* Initialize the vring. */
1125         vring_init(&vq->vring, num_descs, p, getpagesize());
1126
1127         /* Append virtqueue to this device's descriptor.  We use
1128          * device_config() to get the end of the device's current virtqueues;
1129          * we check that we haven't added any config or feature information
1130          * yet, otherwise we'd be overwriting them. */
1131         assert(dev->desc->config_len == 0 && dev->desc->feature_len == 0);
1132         memcpy(device_config(dev), &vq->config, sizeof(vq->config));
1133         dev->desc->num_vq++;
1134
1135         verbose("Virtqueue page %#lx\n", to_guest_phys(p));
1136
1137         /* Add to tail of list, so dev->vq is first vq, dev->vq->next is
1138          * second.  */
1139         for (i = &dev->vq; *i; i = &(*i)->next);
1140         *i = vq;
1141
1142         /* Set the routine to call when the Guest does something to this
1143          * virtqueue. */
1144         vq->handle_output = handle_output;
1145
1146         /* As an optimization, set the advisory "Don't Notify Me" flag if we
1147          * don't have a handler */
1148         if (!handle_output)
1149                 vq->vring.used->flags = VRING_USED_F_NO_NOTIFY;
1150 }
1151
1152 /* The first half of the feature bitmask is for us to advertise features.  The
1153  * second half is for the Guest to accept features. */
1154 static void add_feature(struct device *dev, unsigned bit)
1155 {
1156         u8 *features = get_feature_bits(dev);
1157
1158         /* We can't extend the feature bits once we've added config bytes */
1159         if (dev->desc->feature_len <= bit / CHAR_BIT) {
1160                 assert(dev->desc->config_len == 0);
1161                 dev->desc->feature_len = (bit / CHAR_BIT) + 1;
1162         }
1163
1164         features[bit / CHAR_BIT] |= (1 << (bit % CHAR_BIT));
1165 }
1166
1167 /* This routine sets the configuration fields for an existing device's
1168  * descriptor.  It only works for the last device, but that's OK because that's
1169  * how we use it. */
1170 static void set_config(struct device *dev, unsigned len, const void *conf)
1171 {
1172         /* Check we haven't overflowed our single page. */
1173         if (device_config(dev) + len > devices.descpage + getpagesize())
1174                 errx(1, "Too many devices");
1175
1176         /* Copy in the config information, and store the length. */
1177         memcpy(device_config(dev), conf, len);
1178         dev->desc->config_len = len;
1179 }
1180
1181 /* This routine does all the creation and setup of a new device, including
1182  * calling new_dev_desc() to allocate the descriptor and device memory.
1183  *
1184  * See what I mean about userspace being boring? */
1185 static struct device *new_device(const char *name, u16 type, int fd,
1186                                  bool (*handle_input)(int, struct device *))
1187 {
1188         struct device *dev = malloc(sizeof(*dev));
1189
1190         /* Now we populate the fields one at a time. */
1191         dev->fd = fd;
1192         /* If we have an input handler for this file descriptor, then we add it
1193          * to the device_list's fdset and maxfd. */
1194         if (handle_input)
1195                 add_device_fd(dev->fd);
1196         dev->desc = new_dev_desc(type);
1197         dev->handle_input = handle_input;
1198         dev->name = name;
1199         dev->vq = NULL;
1200         dev->ready = NULL;
1201
1202         /* Append to device list.  Prepending to a single-linked list is
1203          * easier, but the user expects the devices to be arranged on the bus
1204          * in command-line order.  The first network device on the command line
1205          * is eth0, the first block device /dev/vda, etc. */
1206         if (devices.lastdev)
1207                 devices.lastdev->next = dev;
1208         else
1209                 devices.dev = dev;
1210         devices.lastdev = dev;
1211
1212         return dev;
1213 }
1214
1215 /* Our first setup routine is the console.  It's a fairly simple device, but
1216  * UNIX tty handling makes it uglier than it could be. */
1217 static void setup_console(void)
1218 {
1219         struct device *dev;
1220
1221         /* If we can save the initial standard input settings... */
1222         if (tcgetattr(STDIN_FILENO, &orig_term) == 0) {
1223                 struct termios term = orig_term;
1224                 /* Then we turn off echo, line buffering and ^C etc.  We want a
1225                  * raw input stream to the Guest. */
1226                 term.c_lflag &= ~(ISIG|ICANON|ECHO);
1227                 tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &term);
1228                 /* If we exit gracefully, the original settings will be
1229                  * restored so the user can see what they're typing. */
1230                 atexit(restore_term);
1231         }
1232
1233         dev = new_device("console", VIRTIO_ID_CONSOLE,
1234                          STDIN_FILENO, handle_console_input);
1235         /* We store the console state in dev->priv, and initialize it. */
1236         dev->priv = malloc(sizeof(struct console_abort));
1237         ((struct console_abort *)dev->priv)->count = 0;
1238
1239         /* The console needs two virtqueues: the input then the output.  When
1240          * they put something the input queue, we make sure we're listening to
1241          * stdin.  When they put something in the output queue, we write it to
1242          * stdout. */
1243         add_virtqueue(dev, VIRTQUEUE_NUM, enable_fd);
1244         add_virtqueue(dev, VIRTQUEUE_NUM, handle_console_output);
1245
1246         verbose("device %u: console\n", devices.device_num++);
1247 }
1248 /*:*/
1249
1250 /*M:010 Inter-guest networking is an interesting area.  Simplest is to have a
1251  * --sharenet=<name> option which opens or creates a named pipe.  This can be
1252  * used to send packets to another guest in a 1:1 manner.
1253  *
1254  * More sopisticated is to use one of the tools developed for project like UML
1255  * to do networking.
1256  *
1257  * Faster is to do virtio bonding in kernel.  Doing this 1:1 would be
1258  * completely generic ("here's my vring, attach to your vring") and would work
1259  * for any traffic.  Of course, namespace and permissions issues need to be
1260  * dealt with.  A more sophisticated "multi-channel" virtio_net.c could hide
1261  * multiple inter-guest channels behind one interface, although it would
1262  * require some manner of hotplugging new virtio channels.
1263  *
1264  * Finally, we could implement a virtio network switch in the kernel. :*/
1265
1266 static u32 str2ip(const char *ipaddr)
1267 {
1268         unsigned int b[4];
1269
1270         if (sscanf(ipaddr, "%u.%u.%u.%u", &b[0], &b[1], &b[2], &b[3]) != 4)
1271                 errx(1, "Failed to parse IP address '%s'", ipaddr);
1272         return (b[0] << 24) | (b[1] << 16) | (b[2] << 8) | b[3];
1273 }
1274
1275 static void str2mac(const char *macaddr, unsigned char mac[6])
1276 {
1277         unsigned int m[6];
1278         if (sscanf(macaddr, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
1279                    &m[0], &m[1], &m[2], &m[3], &m[4], &m[5]) != 6)
1280                 errx(1, "Failed to parse mac address '%s'", macaddr);
1281         mac[0] = m[0];
1282         mac[1] = m[1];
1283         mac[2] = m[2];
1284         mac[3] = m[3];
1285         mac[4] = m[4];
1286         mac[5] = m[5];
1287 }
1288
1289 /* This code is "adapted" from libbridge: it attaches the Host end of the
1290  * network device to the bridge device specified by the command line.
1291  *
1292  * This is yet another James Morris contribution (I'm an IP-level guy, so I
1293  * dislike bridging), and I just try not to break it. */
1294 static void add_to_bridge(int fd, const char *if_name, const char *br_name)
1295 {
1296         int ifidx;
1297         struct ifreq ifr;
1298
1299         if (!*br_name)
1300                 errx(1, "must specify bridge name");
1301
1302         ifidx = if_nametoindex(if_name);
1303         if (!ifidx)
1304                 errx(1, "interface %s does not exist!", if_name);
1305
1306         strncpy(ifr.ifr_name, br_name, IFNAMSIZ);
1307         ifr.ifr_name[IFNAMSIZ-1] = '\0';
1308         ifr.ifr_ifindex = ifidx;
1309         if (ioctl(fd, SIOCBRADDIF, &ifr) < 0)
1310                 err(1, "can't add %s to bridge %s", if_name, br_name);
1311 }
1312
1313 /* This sets up the Host end of the network device with an IP address, brings
1314  * it up so packets will flow, the copies the MAC address into the hwaddr
1315  * pointer. */
1316 static void configure_device(int fd, const char *tapif, u32 ipaddr)
1317 {
1318         struct ifreq ifr;
1319         struct sockaddr_in *sin = (struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_addr;
1320
1321         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
1322         strcpy(ifr.ifr_name, tapif);
1323
1324         /* Don't read these incantations.  Just cut & paste them like I did! */
1325         sin->sin_family = AF_INET;
1326         sin->sin_addr.s_addr = htonl(ipaddr);
1327         if (ioctl(fd, SIOCSIFADDR, &ifr) != 0)
1328                 err(1, "Setting %s interface address", tapif);
1329         ifr.ifr_flags = IFF_UP;
1330         if (ioctl(fd, SIOCSIFFLAGS, &ifr) != 0)
1331                 err(1, "Bringing interface %s up", tapif);
1332 }
1333
1334 static void get_mac(int fd, const char *tapif, unsigned char hwaddr[6])
1335 {
1336         struct ifreq ifr;
1337
1338         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
1339         strcpy(ifr.ifr_name, tapif);
1340
1341         /* SIOC stands for Socket I/O Control.  G means Get (vs S for Set
1342          * above).  IF means Interface, and HWADDR is hardware address.
1343          * Simple! */
1344         if (ioctl(fd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) != 0)
1345                 err(1, "getting hw address for %s", tapif);
1346         memcpy(hwaddr, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 6);
1347 }
1348
1349 static int get_tun_device(char tapif[IFNAMSIZ])
1350 {
1351         struct ifreq ifr;
1352         int netfd;
1353
1354         /* Start with this zeroed.  Messy but sure. */
1355         memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
1356
1357         /* We open the /dev/net/tun device and tell it we want a tap device.  A
1358          * tap device is like a tun device, only somehow different.  To tell
1359          * the truth, I completely blundered my way through this code, but it
1360          * works now! */
1361         netfd = open_or_die("/dev/net/tun", O_RDWR);
1362         ifr.ifr_flags = IFF_TAP | IFF_NO_PI;
1363         strcpy(ifr.ifr_name, "tap%d");
1364         if (ioctl(netfd, TUNSETIFF, &ifr) != 0)
1365                 err(1, "configuring /dev/net/tun");
1366
1367         /* We don't need checksums calculated for packets coming in this
1368          * device: trust us! */
1369         ioctl(netfd, TUNSETNOCSUM, 1);
1370
1371         memcpy(tapif, ifr.ifr_name, IFNAMSIZ);
1372         return netfd;
1373 }
1374
1375 /*L:195 Our network is a Host<->Guest network.  This can either use bridging or
1376  * routing, but the principle is the same: it uses the "tun" device to inject
1377  * packets into the Host as if they came in from a normal network card.  We
1378  * just shunt packets between the Guest and the tun device. */
1379 static void setup_tun_net(char *arg)
1380 {
1381         struct device *dev;
1382         int netfd, ipfd;
1383         u32 ip = INADDR_ANY;
1384         bool bridging = false;
1385         char tapif[IFNAMSIZ], *p;
1386         struct virtio_net_config conf;
1387
1388         netfd = get_tun_device(tapif);
1389
1390         /* First we create a new network device. */
1391         dev = new_device("net", VIRTIO_ID_NET, netfd, handle_tun_input);
1392
1393         /* Network devices need a receive and a send queue, just like
1394          * console. */
1395         add_virtqueue(dev, VIRTQUEUE_NUM, enable_fd);
1396         add_virtqueue(dev, VIRTQUEUE_NUM, handle_net_output);
1397
1398         /* We need a socket to perform the magic network ioctls to bring up the
1399          * tap interface, connect to the bridge etc.  Any socket will do! */
1400         ipfd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP);
1401         if (ipfd < 0)
1402                 err(1, "opening IP socket");
1403
1404         /* If the command line was --tunnet=bridge:<name> do bridging. */
1405         if (!strncmp(BRIDGE_PFX, arg, strlen(BRIDGE_PFX))) {
1406                 arg += strlen(BRIDGE_PFX);
1407                 bridging = true;
1408         }
1409
1410         /* A mac address may follow the bridge name or IP address */
1411         p = strchr(arg, ':');
1412         if (p) {
1413                 str2mac(p+1, conf.mac);
1414                 *p = '\0';
1415         } else {
1416                 p = arg + strlen(arg);
1417                 /* None supplied; query the randomly assigned mac. */
1418                 get_mac(ipfd, tapif, conf.mac);
1419         }
1420
1421         /* arg is now either an IP address or a bridge name */
1422         if (bridging)
1423                 add_to_bridge(ipfd, tapif, arg);
1424         else
1425                 ip = str2ip(arg);
1426
1427         /* Set up the tun device. */
1428         configure_device(ipfd, tapif, ip);
1429
1430         /* Tell Guest what MAC address to use. */
1431         add_feature(dev, VIRTIO_NET_F_MAC);
1432         add_feature(dev, VIRTIO_F_NOTIFY_ON_EMPTY);
1433         set_config(dev, sizeof(conf), &conf);
1434
1435         /* We don't need the socket any more; setup is done. */
1436         close(ipfd);
1437
1438         devices.device_num++;
1439
1440         if (bridging)
1441                 verbose("device %u: tun %s attached to bridge: %s\n",
1442                         devices.device_num, tapif, arg);
1443         else
1444                 verbose("device %u: tun %s: %s\n",
1445                         devices.device_num, tapif, arg);
1446 }
1447
1448 /* Our block (disk) device should be really simple: the Guest asks for a block
1449  * number and we read or write that position in the file.  Unfortunately, that
1450  * was amazingly slow: the Guest waits until the read is finished before
1451  * running anything else, even if it could have been doing useful work.
1452  *
1453  * We could use async I/O, except it's reputed to suck so hard that characters
1454  * actually go missing from your code when you try to use it.
1455  *
1456  * So we farm the I/O out to thread, and communicate with it via a pipe. */
1457
1458 /* This hangs off device->priv. */
1459 struct vblk_info
1460 {
1461         /* The size of the file. */
1462         off64_t len;
1463
1464         /* The file descriptor for the file. */
1465         int fd;
1466
1467         /* IO thread listens on this file descriptor [0]. */
1468         int workpipe[2];
1469
1470         /* IO thread writes to this file descriptor to mark it done, then
1471          * Launcher triggers interrupt to Guest. */
1472         int done_fd;
1473 };
1474
1475 /*L:210
1476  * The Disk
1477  *
1478  * Remember that the block device is handled by a separate I/O thread.  We head
1479  * straight into the core of that thread here:
1480  */
1481 static bool service_io(struct device *dev)
1482 {
1483         struct vblk_info *vblk = dev->priv;
1484         unsigned int head, out_num, in_num, wlen;
1485         int ret;
1486         u8 *in;
1487         struct virtio_blk_outhdr *out;
1488         struct iovec iov[dev->vq->vring.num];
1489         off64_t off;
1490
1491         /* See if there's a request waiting.  If not, nothing to do. */
1492         head = get_vq_desc(dev->vq, iov, &out_num, &in_num);
1493         if (head == dev->vq->vring.num)
1494                 return false;
1495
1496         /* Every block request should contain at least one output buffer
1497          * (detailing the location on disk and the type of request) and one
1498          * input buffer (to hold the result). */
1499         if (out_num == 0 || in_num == 0)
1500                 errx(1, "Bad virtblk cmd %u out=%u in=%u",
1501                      head, out_num, in_num);
1502
1503         out = convert(&iov[0], struct virtio_blk_outhdr);
1504         in = convert(&iov[out_num+in_num-1], u8);
1505         off = out->sector * 512;
1506
1507         /* The block device implements "barriers", where the Guest indicates
1508          * that it wants all previous writes to occur before this write.  We
1509          * don't have a way of asking our kernel to do a barrier, so we just
1510          * synchronize all the data in the file.  Pretty poor, no? */
1511         if (out->type & VIRTIO_BLK_T_BARRIER)
1512                 fdatasync(vblk->fd);
1513
1514         /* In general the virtio block driver is allowed to try SCSI commands.
1515          * It'd be nice if we supported eject, for example, but we don't. */
1516         if (out->type & VIRTIO_BLK_T_SCSI_CMD) {
1517                 fprintf(stderr, "Scsi commands unsupported\n");
1518                 *in = VIRTIO_BLK_S_UNSUPP;
1519                 wlen = sizeof(*in);
1520         } else if (out->type & VIRTIO_BLK_T_OUT) {
1521                 /* Write */
1522
1523                 /* Move to the right location in the block file.  This can fail
1524                  * if they try to write past end. */
1525                 if (lseek64(vblk->fd, off, SEEK_SET) != off)
1526                         err(1, "Bad seek to sector %llu", out->sector);
1527
1528                 ret = writev(vblk->fd, iov+1, out_num-1);
1529                 verbose("WRITE to sector %llu: %i\n", out->sector, ret);
1530
1531                 /* Grr... Now we know how long the descriptor they sent was, we
1532                  * make sure they didn't try to write over the end of the block
1533                  * file (possibly extending it). */
1534                 if (ret > 0 && off + ret > vblk->len) {
1535                         /* Trim it back to the correct length */
1536                         ftruncate64(vblk->fd, vblk->len);
1537                         /* Die, bad Guest, die. */
1538                         errx(1, "Write past end %llu+%u", off, ret);
1539                 }
1540                 wlen = sizeof(*in);
1541                 *in = (ret >= 0 ? VIRTIO_BLK_S_OK : VIRTIO_BLK_S_IOERR);
1542         } else {
1543                 /* Read */
1544
1545                 /* Move to the right location in the block file.  This can fail
1546                  * if they try to read past end. */
1547                 if (lseek64(vblk->fd, off, SEEK_SET) != off)
1548                         err(1, "Bad seek to sector %llu", out->sector);
1549
1550                 ret = readv(vblk->fd, iov+1, in_num-1);
1551                 verbose("READ from sector %llu: %i\n", out->sector, ret);
1552                 if (ret >= 0) {
1553                         wlen = sizeof(*in) + ret;
1554                         *in = VIRTIO_BLK_S_OK;
1555                 } else {
1556                         wlen = sizeof(*in);
1557                         *in = VIRTIO_BLK_S_IOERR;
1558                 }
1559         }
1560
1561         /* We can't trigger an IRQ, because we're not the Launcher.  It does
1562          * that when we tell it we're done. */
1563         add_used(dev->vq, head, wlen);
1564         return true;
1565 }
1566
1567 /* This is the thread which actually services the I/O. */
1568 static int io_thread(void *_dev)
1569 {
1570         struct device *dev = _dev;
1571         struct vblk_info *vblk = dev->priv;
1572         char c;
1573
1574         /* Close other side of workpipe so we get 0 read when main dies. */
1575         close(vblk->workpipe[1]);
1576         /* Close the other side of the done_fd pipe. */
1577         close(dev->fd);
1578
1579         /* When this read fails, it means Launcher died, so we follow. */
1580         while (read(vblk->workpipe[0], &c, 1) == 1) {
1581                 /* We acknowledge each request immediately to reduce latency,
1582                  * rather than waiting until we've done them all.  I haven't
1583                  * measured to see if it makes any difference.
1584                  *
1585                  * That would be an interesting test, wouldn't it?  You could
1586                  * also try having more than one I/O thread. */
1587                 while (service_io(dev))
1588                         write(vblk->done_fd, &c, 1);
1589         }
1590         return 0;
1591 }
1592
1593 /* Now we've seen the I/O thread, we return to the Launcher to see what happens
1594  * when that thread tells us it's completed some I/O. */
1595 static bool handle_io_finish(int fd, struct device *dev)
1596 {
1597         char c;
1598
1599         /* If the I/O thread died, presumably it printed the error, so we
1600          * simply exit. */
1601         if (read(dev->fd, &c, 1) != 1)
1602                 exit(1);
1603
1604         /* It did some work, so trigger the irq. */
1605         trigger_irq(fd, dev->vq);
1606         return true;
1607 }
1608
1609 /* When the Guest submits some I/O, we just need to wake the I/O thread. */
1610 static void handle_virtblk_output(int fd, struct virtqueue *vq)
1611 {
1612         struct vblk_info *vblk = vq->dev->priv;
1613         char c = 0;
1614
1615         /* Wake up I/O thread and tell it to go to work! */
1616         if (write(vblk->workpipe[1], &c, 1) != 1)
1617                 /* Presumably it indicated why it died. */
1618                 exit(1);
1619 }
1620
1621 /*L:198 This actually sets up a virtual block device. */
1622 static void setup_block_file(const char *filename)
1623 {
1624         int p[2];
1625         struct device *dev;
1626         struct vblk_info *vblk;
1627         void *stack;
1628         struct virtio_blk_config conf;
1629
1630         /* This is the pipe the I/O thread will use to tell us I/O is done. */
1631         pipe(p);
1632
1633         /* The device responds to return from I/O thread. */
1634         dev = new_device("block", VIRTIO_ID_BLOCK, p[0], handle_io_finish);
1635
1636         /* The device has one virtqueue, where the Guest places requests. */
1637         add_virtqueue(dev, VIRTQUEUE_NUM, handle_virtblk_output);
1638
1639         /* Allocate the room for our own bookkeeping */
1640         vblk = dev->priv = malloc(sizeof(*vblk));
1641
1642         /* First we open the file and store the length. */
1643         vblk->fd = open_or_die(filename, O_RDWR|O_LARGEFILE);
1644         vblk->len = lseek64(vblk->fd, 0, SEEK_END);
1645
1646         /* We support barriers. */
1647         add_feature(dev, VIRTIO_BLK_F_BARRIER);
1648
1649         /* Tell Guest how many sectors this device has. */
1650         conf.capacity = cpu_to_le64(vblk->len / 512);
1651
1652         /* Tell Guest not to put in too many descriptors at once: two are used
1653          * for the in and out elements. */
1654         add_feature(dev, VIRTIO_BLK_F_SEG_MAX);
1655         conf.seg_max = cpu_to_le32(VIRTQUEUE_NUM - 2);
1656
1657         set_config(dev, sizeof(conf), &conf);
1658
1659         /* The I/O thread writes to this end of the pipe when done. */
1660         vblk->done_fd = p[1];
1661
1662         /* This is the second pipe, which is how we tell the I/O thread about
1663          * more work. */
1664         pipe(vblk->workpipe);
1665
1666         /* Create stack for thread and run it.  Since stack grows upwards, we
1667          * point the stack pointer to the end of this region. */
1668         stack = malloc(32768);
1669         /* SIGCHLD - We dont "wait" for our cloned thread, so prevent it from
1670          * becoming a zombie. */
1671         if (clone(io_thread, stack + 32768, CLONE_VM | SIGCHLD, dev) == -1)
1672                 err(1, "Creating clone");
1673
1674         /* We don't need to keep the I/O thread's end of the pipes open. */
1675         close(vblk->done_fd);
1676         close(vblk->workpipe[0]);
1677
1678         verbose("device %u: virtblock %llu sectors\n",
1679                 devices.device_num, le64_to_cpu(conf.capacity));
1680 }
1681 /* That's the end of device setup. */
1682
1683 /*L:230 Reboot is pretty easy: clean up and exec() the Launcher afresh. */
1684 static void __attribute__((noreturn)) restart_guest(void)
1685 {
1686         unsigned int i;
1687
1688         /* Closing pipes causes the Waker thread and io_threads to die, and
1689          * closing /dev/lguest cleans up the Guest.  Since we don't track all
1690          * open fds, we simply close everything beyond stderr. */
1691         for (i = 3; i < FD_SETSIZE; i++)
1692                 close(i);
1693         execv(main_args[0], main_args);
1694         err(1, "Could not exec %s", main_args[0]);
1695 }
1696
1697 /*L:220 Finally we reach the core of the Launcher which runs the Guest, serves
1698  * its input and output, and finally, lays it to rest. */
1699 static void __attribute__((noreturn)) run_guest(int lguest_fd)
1700 {
1701         for (;;) {
1702                 unsigned long args[] = { LHREQ_BREAK, 0 };
1703                 unsigned long notify_addr;
1704                 int readval;
1705
1706                 /* We read from the /dev/lguest device to run the Guest. */
1707                 readval = pread(lguest_fd, &notify_addr,
1708                                 sizeof(notify_addr), cpu_id);
1709
1710                 /* One unsigned long means the Guest did HCALL_NOTIFY */
1711                 if (readval == sizeof(notify_addr)) {
1712                         verbose("Notify on address %#lx\n", notify_addr);
1713                         handle_output(lguest_fd, notify_addr);
1714                         continue;
1715                 /* ENOENT means the Guest died.  Reading tells us why. */
1716                 } else if (errno == ENOENT) {
1717                         char reason[1024] = { 0 };
1718                         pread(lguest_fd, reason, sizeof(reason)-1, cpu_id);
1719                         errx(1, "%s", reason);
1720                 /* ERESTART means that we need to reboot the guest */
1721                 } else if (errno == ERESTART) {
1722                         restart_guest();
1723                 /* EAGAIN means the Waker wanted us to look at some input.
1724                  * Anything else means a bug or incompatible change. */
1725                 } else if (errno != EAGAIN)
1726                         err(1, "Running guest failed");
1727
1728                 /* Only service input on thread for CPU 0. */
1729                 if (cpu_id != 0)
1730                         continue;
1731
1732                 /* Service input, then unset the BREAK to release the Waker. */
1733                 handle_input(lguest_fd);
1734                 if (pwrite(lguest_fd, args, sizeof(args), cpu_id) < 0)
1735                         err(1, "Resetting break");
1736         }
1737 }
1738 /*L:240
1739  * This is the end of the Launcher.  The good news: we are over halfway
1740  * through!  The bad news: the most fiendish part of the code still lies ahead
1741  * of us.
1742  *
1743  * Are you ready?  Take a deep breath and join me in the core of the Host, in
1744  * "make Host".
1745  :*/
1746
1747 static struct option opts[] = {
1748         { "verbose", 0, NULL, 'v' },
1749         { "tunnet", 1, NULL, 't' },
1750         { "block", 1, NULL, 'b' },
1751         { "initrd", 1, NULL, 'i' },
1752         { NULL },
1753 };
1754 static void usage(void)
1755 {
1756         errx(1, "Usage: lguest [--verbose] "
1757              "[--tunnet=(<ipaddr>:<macaddr>|bridge:<bridgename>:<macaddr>)\n"
1758              "|--block=<filename>|--initrd=<filename>]...\n"
1759              "<mem-in-mb> vmlinux [args...]");
1760 }
1761
1762 /*L:105 The main routine is where the real work begins: */
1763 int main(int argc, char *argv[])
1764 {
1765         /* Memory, top-level pagetable, code startpoint and size of the
1766          * (optional) initrd. */
1767         unsigned long mem = 0, pgdir, start, initrd_size = 0;
1768         /* Two temporaries and the /dev/lguest file descriptor. */
1769         int i, c, lguest_fd;
1770         /* The boot information for the Guest. */
1771         struct boot_params *boot;
1772         /* If they specify an initrd file to load. */
1773         const char *initrd_name = NULL;
1774
1775         /* Save the args: we "reboot" by execing ourselves again. */
1776         main_args = argv;
1777         /* We don't "wait" for the children, so prevent them from becoming
1778          * zombies. */
1779         signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
1780
1781         /* First we initialize the device list.  Since console and network
1782          * device receive input from a file descriptor, we keep an fdset
1783          * (infds) and the maximum fd number (max_infd) with the head of the
1784          * list.  We also keep a pointer to the last device.  Finally, we keep
1785          * the next interrupt number to use for devices (1: remember that 0 is
1786          * used by the timer). */
1787         FD_ZERO(&devices.infds);
1788         devices.max_infd = -1;
1789         devices.lastdev = NULL;
1790         devices.next_irq = 1;
1791
1792         cpu_id = 0;
1793         /* We need to know how much memory so we can set up the device
1794          * descriptor and memory pages for the devices as we parse the command
1795          * line.  So we quickly look through the arguments to find the amount
1796          * of memory now. */
1797         for (i = 1; i < argc; i++) {
1798                 if (argv[i][0] != '-') {
1799                         mem = atoi(argv[i]) * 1024 * 1024;
1800                         /* We start by mapping anonymous pages over all of
1801                          * guest-physical memory range.  This fills it with 0,
1802                          * and ensures that the Guest won't be killed when it
1803                          * tries to access it. */
1804                         guest_base = map_zeroed_pages(mem / getpagesize()
1805                                                       + DEVICE_PAGES);
1806                         guest_limit = mem;
1807                         guest_max = mem + DEVICE_PAGES*getpagesize();
1808                         devices.descpage = get_pages(1);
1809                         break;
1810                 }
1811         }
1812
1813         /* The options are fairly straight-forward */
1814         while ((c = getopt_long(argc, argv, "v", opts, NULL)) != EOF) {
1815                 switch (c) {
1816                 case 'v':
1817                         verbose = true;
1818                         break;
1819                 case 't':
1820                         setup_tun_net(optarg);
1821                         break;
1822                 case 'b':
1823                         setup_block_file(optarg);
1824                         break;
1825                 case 'i':
1826                         initrd_name = optarg;
1827                         break;
1828                 default:
1829                         warnx("Unknown argument %s", argv[optind]);
1830                         usage();
1831                 }
1832         }
1833         /* After the other arguments we expect memory and kernel image name,
1834          * followed by command line arguments for the kernel. */
1835         if (optind + 2 > argc)
1836                 usage();
1837
1838         verbose("Guest base is at %p\n", guest_base);
1839
1840         /* We always have a console device */
1841         setup_console();
1842
1843         /* Now we load the kernel */
1844         start = load_kernel(open_or_die(argv[optind+1], O_RDONLY));
1845
1846         /* Boot information is stashed at physical address 0 */
1847         boot = from_guest_phys(0);
1848
1849         /* Map the initrd image if requested (at top of physical memory) */
1850         if (initrd_name) {
1851                 initrd_size = load_initrd(initrd_name, mem);
1852                 /* These are the location in the Linux boot header where the
1853                  * start and size of the initrd are expected to be found. */
1854                 boot->hdr.ramdisk_image = mem - initrd_size;
1855                 boot->hdr.ramdisk_size = initrd_size;
1856                 /* The bootloader type 0xFF means "unknown"; that's OK. */
1857                 boot->hdr.type_of_loader = 0xFF;
1858         }
1859
1860         /* Set up the initial linear pagetables, starting below the initrd. */
1861         pgdir = setup_pagetables(mem, initrd_size);
1862
1863         /* The Linux boot header contains an "E820" memory map: ours is a
1864          * simple, single region. */
1865         boot->e820_entries = 1;
1866         boot->e820_map[0] = ((struct e820entry) { 0, mem, E820_RAM });
1867         /* The boot header contains a command line pointer: we put the command
1868          * line after the boot header. */
1869         boot->hdr.cmd_line_ptr = to_guest_phys(boot + 1);
1870         /* We use a simple helper to copy the arguments separated by spaces. */
1871         concat((char *)(boot + 1), argv+optind+2);
1872
1873         /* Boot protocol version: 2.07 supports the fields for lguest. */
1874         boot->hdr.version = 0x207;
1875
1876         /* The hardware_subarch value of "1" tells the Guest it's an lguest. */
1877         boot->hdr.hardware_subarch = 1;
1878
1879         /* Tell the entry path not to try to reload segment registers. */
1880         boot->hdr.loadflags |= KEEP_SEGMENTS;
1881
1882         /* We tell the kernel to initialize the Guest: this returns the open
1883          * /dev/lguest file descriptor. */
1884         lguest_fd = tell_kernel(pgdir, start);
1885
1886         /* We fork off a child process, which wakes the Launcher whenever one
1887          * of the input file descriptors needs attention.  We call this the
1888          * Waker, and we'll cover it in a moment. */
1889         waker_fd = setup_waker(lguest_fd);
1890
1891         /* Finally, run the Guest.  This doesn't return. */
1892         run_guest(lguest_fd);
1893 }
1894 /*:*/
1895
1896 /*M:999
1897  * Mastery is done: you now know everything I do.
1898  *
1899  * But surely you have seen code, features and bugs in your wanderings which
1900  * you now yearn to attack?  That is the real game, and I look forward to you
1901  * patching and forking lguest into the Your-Name-Here-visor.
1902  *
1903  * Farewell, and good coding!
1904  * Rusty Russell.
1905  */