stand/i386/zfsboot/zfsboot.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Robert Nordier
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms are freely
   6  * permitted provided that the above copyright notice and this
   7  * paragraph and the following disclaimer are duplicated in all
   8  * such forms.
   9  *
  10  * This software is provided "AS IS" and without any express or
  11  * implied warranties, including, without limitation, the implied
  12  * warranties of merchantability and fitness for a particular
  13  * purpose.
  14  */
  15
  16 #include <sys/cdefs.h>
  17 __FBSDID("$FreeBSD$");
  18
  19 #include "stand.h"
  20
  21 #include <sys/param.h>
  22 #include <sys/errno.h>
  23 #include <sys/diskmbr.h>
  24 #ifdef GPT
  25 #include <sys/gpt.h>
  26 #endif
  27 #include <sys/reboot.h>
  28 #include <sys/queue.h>
  29
  30 #include <machine/bootinfo.h>
  31 #include <machine/elf.h>
  32 #include <machine/pc/bios.h>
  33
  34 #include <stdarg.h>
  35 #include <stddef.h>
  36
  37 #include <a.out.h>
  38
  39 #include <btxv86.h>
  40
  41 #include "lib.h"
  42 #include "rbx.h"
  43 #include "drv.h"
  44 #include "edd.h"
  45 #include "cons.h"
  46 #include "bootargs.h"
  47 #include "paths.h"
  48
  49 #include "libzfs.h"
  50
  51 #define ARGS                    0x900
  52 #define NOPT                    14
  53 #define NDEV                    3
  54
  55 #define BIOS_NUMDRIVES          0x475
  56 #define DRV_HARD                0x80
  57 #define DRV_MASK                0x7f
  58
  59 #define TYPE_AD                 0
  60 #define TYPE_DA                 1
  61 #define TYPE_MAXHARD            TYPE_DA
  62 #define TYPE_FD                 2
  63
  64 #define DEV_GELIBOOT_BSIZE      4096
  65
  66 extern uint32_t _end;
  67
  68 #ifdef GPT
  69 static const uuid_t freebsd_zfs_uuid = GPT_ENT_TYPE_FREEBSD_ZFS;
  70 #endif
  71 static const char optstr[NOPT] = "DhaCcdgmnpqrsv"; /* Also 'P', 'S' */
  72 static const unsigned char flags[NOPT] = {
  73     RBX_DUAL,
  74     RBX_SERIAL,
  75     RBX_ASKNAME,
  76     RBX_CDROM,
  77     RBX_CONFIG,
  78     RBX_KDB,
  79     RBX_GDB,
  80     RBX_MUTE,
  81     RBX_NOINTR,
  82     RBX_PAUSE,
  83     RBX_QUIET,
  84     RBX_DFLTROOT,
  85     RBX_SINGLE,
  86     RBX_VERBOSE
  87 };
  88 uint32_t opts;
  89
  90 /*
  91  * Paths to try loading before falling back to the boot2 prompt.
  92  *
  93  * /boot/zfsloader must be tried before /boot/loader in order to remain
  94  * backward compatible with ZFS boot environments where /boot/loader exists
  95  * but does not have ZFS support, which was the case before FreeBSD 12.
  96  *
  97  * If no loader is found, try to load a kernel directly instead.
  98  */
  99 static const struct string {
 100     const char *p;
 101     size_t len;
 102 } loadpath[] = {
 103     { PATH_LOADER_ZFS, sizeof(PATH_LOADER_ZFS) },
 104     { PATH_LOADER, sizeof(PATH_LOADER) },
 105     { PATH_KERNEL, sizeof(PATH_KERNEL) },
 106 };
 107
 108 static const unsigned char dev_maj[NDEV] = {30, 4, 2};
 109
 110 static char cmd[512];
 111 static char cmddup[512];
 112 static char kname[1024];
 113 static char rootname[256];
 114 static int comspeed = SIOSPD;
 115 static struct bootinfo bootinfo;
 116 static uint32_t bootdev;
 117 static struct zfs_boot_args zfsargs;
 118
 119 vm_offset_t     high_heap_base;
 120 uint32_t        bios_basemem, bios_extmem, high_heap_size;
 121
 122 static struct bios_smap smap;
 123
 124 /*
 125  * The minimum amount of memory to reserve in bios_extmem for the heap.
 126  */
 127 #define HEAP_MIN                (64 * 1024 * 1024)
 128
 129 static char *heap_next;
 130 static char *heap_end;
 131
 132 /* Buffers that must not span a 64k boundary. */
 133 #define READ_BUF_SIZE           8192
 134 struct dmadat {
 135         char rdbuf[READ_BUF_SIZE];      /* for reading large things */
 136         char secbuf[READ_BUF_SIZE];     /* for MBR/disklabel */
 137 };
 138 static struct dmadat *dmadat;
 139
 140 void exit(int);
 141 void reboot(void);
 142 static void load(void);
 143 static int parse_cmd(void);
 144 static void bios_getmem(void);
 145 int main(void);
 146
 147 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 148 #include "geliboot.h"
 149 static char gelipw[GELI_PW_MAXLEN];
 150 #endif
 151
 152 struct zfsdsk {
 153         struct dsk       dsk;
 154 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 155         struct geli_dev *gdev;
 156 #endif
 157 };
 158
 159 #include "zfsimpl.c"
 160
 161 /*
 162  * Read from a dnode (which must be from a ZPL filesystem).
 163  */
 164 static int
 165 zfs_read(spa_t *spa, const dnode_phys_t *dnode, off_t *offp, void *start, size_t size)
 166 {
 167         const znode_phys_t *zp = (const znode_phys_t *) dnode->dn_bonus;
 168         size_t n;
 169         int rc;
 170
 171         n = size;
 172         if (*offp + n > zp->zp_size)
 173                 n = zp->zp_size - *offp;
 174
 175         rc = dnode_read(spa, dnode, *offp, start, n);
 176         if (rc)
 177                 return (-1);
 178         *offp += n;
 179
 180         return (n);
 181 }
 182
 183 /*
 184  * Current ZFS pool
 185  */
 186 static spa_t *spa;
 187 static spa_t *primary_spa;
 188 static vdev_t *primary_vdev;
 189
 190 /*
 191  * A wrapper for dskread that doesn't have to worry about whether the
 192  * buffer pointer crosses a 64k boundary.
 193  */
 194 static int
 195 vdev_read(void *xvdev, void *priv, off_t off, void *buf, size_t bytes)
 196 {
 197         char *p;
 198         daddr_t lba, alignlba;
 199         off_t diff;
 200         unsigned int nb, alignnb;
 201         struct zfsdsk *zdsk = (struct zfsdsk *) priv;
 202
 203         if ((off & (DEV_BSIZE - 1)) || (bytes & (DEV_BSIZE - 1)))
 204                 return -1;
 205
 206         p = buf;
 207         lba = off / DEV_BSIZE;
 208         lba += zdsk->dsk.start;
 209         /*
 210          * Align reads to 4k else 4k sector GELIs will not decrypt.
 211          * Round LBA down to nearest multiple of DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes.
 212          */
 213         alignlba = rounddown2(off, DEV_GELIBOOT_BSIZE) / DEV_BSIZE;
 214         /*
 215          * The read must be aligned to DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes relative to the
 216          * start of the GELI partition, not the start of the actual disk.
 217          */
 218         alignlba += zdsk->dsk.start;
 219         diff = (lba - alignlba) * DEV_BSIZE;
 220
 221         while (bytes > 0) {
 222                 nb = bytes / DEV_BSIZE;
 223                 /*
 224                  * Ensure that the read size plus the leading offset does not
 225                  * exceed the size of the read buffer.
 226                  */
 227                 if (nb > (READ_BUF_SIZE - diff) / DEV_BSIZE)
 228                         nb = (READ_BUF_SIZE - diff) / DEV_BSIZE;
 229                 /*
 230                  * Round the number of blocks to read up to the nearest multiple
 231                  * of DEV_GELIBOOT_BSIZE.
 232                  */
 233                 alignnb = roundup2(nb * DEV_BSIZE + diff, DEV_GELIBOOT_BSIZE)
 234                     / DEV_BSIZE;
 235
 236                 if (zdsk->dsk.size > 0 && alignlba + alignnb >
 237                     zdsk->dsk.size + zdsk->dsk.start) {
 238                         printf("Shortening read at %lld from %d to %lld\n",
 239                             alignlba, alignnb,
 240                             (zdsk->dsk.size + zdsk->dsk.start) - alignlba);
 241                         alignnb = (zdsk->dsk.size + zdsk->dsk.start) - alignlba;
 242                 }
 243
 244                 if (drvread(&zdsk->dsk, dmadat->rdbuf, alignlba, alignnb))
 245                         return -1;
 246 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 247                 /* decrypt */
 248                 if (zdsk->gdev != NULL) {
 249                         if (geli_read(zdsk->gdev, ((alignlba - zdsk->dsk.start) *
 250                             DEV_BSIZE), dmadat->rdbuf, alignnb * DEV_BSIZE))
 251                                 return (-1);
 252                 }
 253 #endif
 254                 memcpy(p, dmadat->rdbuf + diff, nb * DEV_BSIZE);
 255                 p += nb * DEV_BSIZE;
 256                 lba += nb;
 257                 alignlba += alignnb;
 258                 bytes -= nb * DEV_BSIZE;
 259                 /* Don't need the leading offset after the first block. */
 260                 diff = 0;
 261         }
 262
 263         return 0;
 264 }
 265 /* Match the signature exactly due to signature madness */
 266 static int
 267 vdev_read2(vdev_t *vdev, void *priv, off_t off, void *buf, size_t bytes)
 268 {
 269         return vdev_read(vdev, priv, off, buf, bytes);
 270 }
 271
 272
 273 static int
 274 vdev_write(vdev_t *vdev, void *priv, off_t off, void *buf, size_t bytes)
 275 {
 276         char *p;
 277         daddr_t lba;
 278         unsigned int nb;
 279         struct zfsdsk *zdsk = (struct zfsdsk *) priv;
 280
 281         if ((off & (DEV_BSIZE - 1)) || (bytes & (DEV_BSIZE - 1)))
 282                 return -1;
 283
 284         p = buf;
 285         lba = off / DEV_BSIZE;
 286         lba += zdsk->dsk.start;
 287         while (bytes > 0) {
 288                 nb = bytes / DEV_BSIZE;
 289                 if (nb > READ_BUF_SIZE / DEV_BSIZE)
 290                         nb = READ_BUF_SIZE / DEV_BSIZE;
 291                 memcpy(dmadat->rdbuf, p, nb * DEV_BSIZE);
 292                 if (drvwrite(&zdsk->dsk, dmadat->rdbuf, lba, nb))
 293                         return -1;
 294                 p += nb * DEV_BSIZE;
 295                 lba += nb;
 296                 bytes -= nb * DEV_BSIZE;
 297         }
 298
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 static int
 303 xfsread(const dnode_phys_t *dnode, off_t *offp, void *buf, size_t nbyte)
 304 {
 305     if ((size_t)zfs_read(spa, dnode, offp, buf, nbyte) != nbyte) {
 306         printf("Invalid format\n");
 307         return -1;
 308     }
 309     return 0;
 310 }
 311
 312 /*
 313  * Read Pad2 (formerly "Boot Block Header") area of the first
 314  * vdev label of the given vdev.
 315  */
 316 static int
 317 vdev_read_pad2(vdev_t *vdev, char *buf, size_t size)
 318 {
 319         blkptr_t bp;
 320         char *tmp = zap_scratch;
 321         off_t off = offsetof(vdev_label_t, vl_pad2);
 322
 323         if (size > VDEV_PAD_SIZE)
 324                 size = VDEV_PAD_SIZE;
 325
 326         BP_ZERO(&bp);
 327         BP_SET_LSIZE(&bp, VDEV_PAD_SIZE);
 328         BP_SET_PSIZE(&bp, VDEV_PAD_SIZE);
 329         BP_SET_CHECKSUM(&bp, ZIO_CHECKSUM_LABEL);
 330         BP_SET_COMPRESS(&bp, ZIO_COMPRESS_OFF);
 331         DVA_SET_OFFSET(BP_IDENTITY(&bp), off);
 332         if (vdev_read_phys(vdev, &bp, tmp, off, 0))
 333                 return (EIO);
 334         memcpy(buf, tmp, size);
 335         return (0);
 336 }
 337
 338 static int
 339 vdev_clear_pad2(vdev_t *vdev)
 340 {
 341         char *zeroes = zap_scratch;
 342         uint64_t *end;
 343         off_t off = offsetof(vdev_label_t, vl_pad2);
 344
 345         memset(zeroes, 0, VDEV_PAD_SIZE);
 346         end = (uint64_t *)(zeroes + VDEV_PAD_SIZE);
 347         /* ZIO_CHECKSUM_LABEL magic and pre-calcualted checksum for all zeros */
 348         end[-5] = 0x0210da7ab10c7a11;
 349         end[-4] = 0x97f48f807f6e2a3f;
 350         end[-3] = 0xaf909f1658aacefc;
 351         end[-2] = 0xcbd1ea57ff6db48b;
 352         end[-1] = 0x6ec692db0d465fab;
 353         if (vdev_write(vdev, vdev->v_read_priv, off, zeroes, VDEV_PAD_SIZE))
 354                 return (EIO);
 355         return (0);
 356 }
 357
 358 static void
 359 bios_getmem(void)
 360 {
 361     uint64_t size;
 362
 363     /* Parse system memory map */
 364     v86.ebx = 0;
 365     do {
 366         v86.ctl = V86_FLAGS;
 367         v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0xe820*/
 368         v86.eax = 0xe820;
 369         v86.ecx = sizeof(struct bios_smap);
 370         v86.edx = SMAP_SIG;
 371         v86.es = VTOPSEG(&smap);
 372         v86.edi = VTOPOFF(&smap);
 373         v86int();
 374         if (V86_CY(v86.efl) || (v86.eax != SMAP_SIG))
 375             break;
 376         /* look for a low-memory segment that's large enough */
 377         if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) && (smap.base == 0) &&
 378             (smap.length >= (512 * 1024)))
 379             bios_basemem = smap.length;
 380         /* look for the first segment in 'extended' memory */
 381         if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) && (smap.base == 0x100000)) {
 382             bios_extmem = smap.length;
 383         }
 384
 385         /*
 386          * Look for the largest segment in 'extended' memory beyond
 387          * 1MB but below 4GB.
 388          */
 389         if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) && (smap.base > 0x100000) &&
 390             (smap.base < 0x100000000ull)) {
 391             size = smap.length;
 392
 393             /*
 394              * If this segment crosses the 4GB boundary, truncate it.
 395              */
 396             if (smap.base + size > 0x100000000ull)
 397                 size = 0x100000000ull - smap.base;
 398
 399             if (size > high_heap_size) {
 400                 high_heap_size = size;
 401                 high_heap_base = smap.base;
 402             }
 403         }
 404     } while (v86.ebx != 0);
 405
 406     /* Fall back to the old compatibility function for base memory */
 407     if (bios_basemem == 0) {
 408         v86.ctl = 0;
 409         v86.addr = 0x12;                /* int 0x12 */
 410         v86int();
 411
 412         bios_basemem = (v86.eax & 0xffff) * 1024;
 413     }
 414
 415     /* Fall back through several compatibility functions for extended memory */
 416     if (bios_extmem == 0) {
 417         v86.ctl = V86_FLAGS;
 418         v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0xe801*/
 419         v86.eax = 0xe801;
 420         v86int();
 421         if (!V86_CY(v86.efl)) {
 422             bios_extmem = ((v86.ecx & 0xffff) + ((v86.edx & 0xffff) * 64)) * 1024;
 423         }
 424     }
 425     if (bios_extmem == 0) {
 426         v86.ctl = 0;
 427         v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0x88*/
 428         v86.eax = 0x8800;
 429         v86int();
 430         bios_extmem = (v86.eax & 0xffff) * 1024;
 431     }
 432
 433     /*
 434      * If we have extended memory and did not find a suitable heap
 435      * region in the SMAP, use the last 3MB of 'extended' memory as a
 436      * high heap candidate.
 437      */
 438     if (bios_extmem >= HEAP_MIN && high_heap_size < HEAP_MIN) {
 439         high_heap_size = HEAP_MIN;
 440         high_heap_base = bios_extmem + 0x100000 - HEAP_MIN;
 441     }
 442 }
 443
 444 /*
 445  * Try to detect a device supported by the legacy int13 BIOS
 446  */
 447 static int
 448 int13probe(int drive)
 449 {
 450     v86.ctl = V86_FLAGS;
 451     v86.addr = 0x13;
 452     v86.eax = 0x800;
 453     v86.edx = drive;
 454     v86int();
 455
 456     if (!V86_CY(v86.efl) &&                             /* carry clear */
 457         ((v86.edx & 0xff) != (drive & DRV_MASK))) {     /* unit # OK */
 458         if ((v86.ecx & 0x3f) == 0) {                    /* absurd sector size */
 459                 return(0);                              /* skip device */
 460         }
 461         return (1);
 462     }
 463     return(0);
 464 }
 465
 466 /*
 467  * We call this when we find a ZFS vdev - ZFS consumes the dsk
 468  * structure so we must make a new one.
 469  */
 470 static struct zfsdsk *
 471 copy_dsk(struct zfsdsk *zdsk)
 472 {
 473     struct zfsdsk *newdsk;
 474
 475     newdsk = malloc(sizeof(struct zfsdsk));
 476     *newdsk = *zdsk;
 477     return (newdsk);
 478 }
 479
 480 /*
 481  * Get disk size from eax=0x800 and 0x4800. We need to probe both
 482  * because 0x4800 may not be available and we would like to get more
 483  * or less correct disk size - if it is possible at all.
 484  * Note we do not really want to touch drv.c because that code is shared
 485  * with boot2 and we can not afford to grow that code.
 486  */
 487 static uint64_t
 488 drvsize_ext(struct zfsdsk *zdsk)
 489 {
 490         struct dsk *dskp;
 491         uint64_t size, tmp;
 492         int cyl, hds, sec;
 493
 494         dskp = &zdsk->dsk;
 495
 496         v86.ctl = V86_FLAGS;
 497         v86.addr = 0x13;
 498         v86.eax = 0x800;
 499         v86.edx = dskp->drive;
 500         v86int();
 501
 502         /* Don't error out if we get bad sector number, try EDD as well */
 503         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 504             (v86.edx & 0xff) <= (unsigned)(dskp->drive & 0x7f)) /* unit # bad */
 505                 return (0);
 506         cyl = ((v86.ecx & 0xc0) << 2) + ((v86.ecx & 0xff00) >> 8) + 1;
 507         /* Convert max head # -> # of heads */
 508         hds = ((v86.edx & 0xff00) >> 8) + 1;
 509         sec = v86.ecx & 0x3f;
 510
 511         size = (uint64_t)cyl * hds * sec;
 512
 513         /* Determine if we can use EDD with this device. */
 514         v86.ctl = V86_FLAGS;
 515         v86.addr = 0x13;
 516         v86.eax = 0x4100;
 517         v86.edx = dskp->drive;
 518         v86.ebx = 0x55aa;
 519         v86int();
 520         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 521             (v86.ebx & 0xffff) != 0xaa55 || /* signature */
 522             (v86.ecx & EDD_INTERFACE_FIXED_DISK) == 0)
 523                 return (size);
 524
 525         tmp = drvsize(dskp);
 526         if (tmp > size)
 527                 size = tmp;
 528
 529         return (size);
 530 }
 531
 532 /*
 533  * The "layered" ioctl to read disk/partition size. Unfortunately
 534  * the zfsboot case is hardest, because we do not have full software
 535  * stack available, so we need to do some manual work here.
 536  */
 537 uint64_t
 538 ldi_get_size(void *priv)
 539 {
 540         struct zfsdsk *zdsk = priv;
 541         uint64_t size = zdsk->dsk.size;
 542
 543         if (zdsk->dsk.start == 0)
 544                 size = drvsize_ext(zdsk);
 545
 546         return (size * DEV_BSIZE);
 547 }
 548
 549 static void
 550 probe_drive(struct zfsdsk *zdsk)
 551 {
 552 #ifdef GPT
 553     struct gpt_hdr hdr;
 554     struct gpt_ent *ent;
 555     unsigned part, entries_per_sec;
 556     daddr_t slba;
 557 #endif
 558 #if defined(GPT) || defined(LOADER_GELI_SUPPORT)
 559     daddr_t elba;
 560 #endif
 561
 562     struct dos_partition *dp;
 563     char *sec;
 564     unsigned i;
 565
 566     /*
 567      * If we find a vdev on the whole disk, stop here.
 568      */
 569     if (vdev_probe(vdev_read2, zdsk, NULL) == 0)
 570         return;
 571
 572 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 573     /*
 574      * Taste the disk, if it is GELI encrypted, decrypt it and check to see if
 575      * it is a usable vdev then. Otherwise dig
 576      * out the partition table and probe each slice/partition
 577      * in turn for a vdev or GELI encrypted vdev.
 578      */
 579     elba = drvsize_ext(zdsk);
 580     if (elba > 0) {
 581         elba--;
 582     }
 583     zdsk->gdev = geli_taste(vdev_read, zdsk, elba, "disk%u:0:");
 584     if (zdsk->gdev != NULL) {
 585         if (geli_havekey(zdsk->gdev) == 0 ||
 586             geli_passphrase(zdsk->gdev, gelipw) == 0) {
 587             if (vdev_probe(vdev_read2, zdsk, NULL) == 0) {
 588                 return;
 589             }
 590         }
 591     }
 592 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 593
 594     sec = dmadat->secbuf;
 595     zdsk->dsk.start = 0;
 596
 597 #ifdef GPT
 598     /*
 599      * First check for GPT.
 600      */
 601     if (drvread(&zdsk->dsk, sec, 1, 1)) {
 602         return;
 603     }
 604     memcpy(&hdr, sec, sizeof(hdr));
 605     if (memcmp(hdr.hdr_sig, GPT_HDR_SIG, sizeof(hdr.hdr_sig)) != 0 ||
 606         hdr.hdr_lba_self != 1 || hdr.hdr_revision < 0x00010000 ||
 607         hdr.hdr_entsz < sizeof(*ent) || DEV_BSIZE % hdr.hdr_entsz != 0) {
 608         goto trymbr;
 609     }
 610
 611     /*
 612      * Probe all GPT partitions for the presence of ZFS pools. We
 613      * return the spa_t for the first we find (if requested). This
 614      * will have the effect of booting from the first pool on the
 615      * disk.
 616      *
 617      * If no vdev is found, GELI decrypting the device and try again
 618      */
 619     entries_per_sec = DEV_BSIZE / hdr.hdr_entsz;
 620     slba = hdr.hdr_lba_table;
 621     elba = slba + hdr.hdr_entries / entries_per_sec;
 622     while (slba < elba) {
 623         zdsk->dsk.start = 0;
 624         if (drvread(&zdsk->dsk, sec, slba, 1))
 625             return;
 626         for (part = 0; part < entries_per_sec; part++) {
 627             ent = (struct gpt_ent *)(sec + part * hdr.hdr_entsz);
 628             if (memcmp(&ent->ent_type, &freebsd_zfs_uuid,
 629                      sizeof(uuid_t)) == 0) {
 630                 zdsk->dsk.start = ent->ent_lba_start;
 631                 zdsk->dsk.size = ent->ent_lba_end - ent->ent_lba_start + 1;
 632                 zdsk->dsk.slice = part + 1;
 633                 zdsk->dsk.part = 255;
 634                 if (vdev_probe(vdev_read2, zdsk, NULL) == 0) {
 635                     /*
 636                      * This slice had a vdev. We need a new dsk
 637                      * structure now since the vdev now owns this one.
 638                      */
 639                     zdsk = copy_dsk(zdsk);
 640                 }
 641 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 642                 else if ((zdsk->gdev = geli_taste(vdev_read, zdsk,
 643                     ent->ent_lba_end - ent->ent_lba_start, "disk%up%u:",
 644                     zdsk->dsk.unit, zdsk->dsk.slice)) != NULL) {
 645                     if (geli_havekey(zdsk->gdev) == 0 ||
 646                         geli_passphrase(zdsk->gdev, gelipw) == 0) {
 647                         /*
 648                          * This slice has GELI, check it for ZFS.
 649                          */
 650                         if (vdev_probe(vdev_read2, zdsk, NULL) == 0) {
 651                             /*
 652                              * This slice had a vdev. We need a new dsk
 653                              * structure now since the vdev now owns this one.
 654                              */
 655                             zdsk = copy_dsk(zdsk);
 656                         }
 657                         break;
 658                     }
 659                 }
 660 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 661             }
 662         }
 663         slba++;
 664     }
 665     return;
 666 trymbr:
 667 #endif /* GPT */
 668
 669     if (drvread(&zdsk->dsk, sec, DOSBBSECTOR, 1))
 670         return;
 671     dp = (void *)(sec + DOSPARTOFF);
 672
 673     for (i = 0; i < NDOSPART; i++) {
 674         if (!dp[i].dp_typ)
 675             continue;
 676         zdsk->dsk.start = dp[i].dp_start;
 677         zdsk->dsk.size = dp[i].dp_size;
 678         zdsk->dsk.slice = i + 1;
 679         if (vdev_probe(vdev_read2, zdsk, NULL) == 0) {
 680             zdsk = copy_dsk(zdsk);
 681         }
 682 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 683         else if ((zdsk->gdev = geli_taste(vdev_read, zdsk, dp[i].dp_size -
 684                  dp[i].dp_start, "disk%us%u:")) != NULL) {
 685             if (geli_havekey(zdsk->gdev) == 0 ||
 686                 geli_passphrase(zdsk->gdev, gelipw) == 0) {
 687                 /*
 688                  * This slice has GELI, check it for ZFS.
 689                  */
 690                 if (vdev_probe(vdev_read2, zdsk, NULL) == 0) {
 691                     /*
 692                      * This slice had a vdev. We need a new dsk
 693                      * structure now since the vdev now owns this one.
 694                      */
 695                     zdsk = copy_dsk(zdsk);
 696                 }
 697                 break;
 698             }
 699         }
 700 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 701     }
 702 }
 703
 704 int
 705 main(void)
 706 {
 707     dnode_phys_t dn;
 708     off_t off;
 709     struct zfsdsk *zdsk;
 710     int autoboot, i;
 711     int nextboot;
 712     int rc;
 713
 714     dmadat = (void *)(roundup2(__base + (int32_t)&_end, 0x10000) - __base);
 715
 716     bios_getmem();
 717
 718     if (high_heap_size > 0) {
 719         heap_end = PTOV(high_heap_base + high_heap_size);
 720         heap_next = PTOV(high_heap_base);
 721     } else {
 722         heap_next = (char *)dmadat + sizeof(*dmadat);
 723         heap_end = (char *)PTOV(bios_basemem);
 724     }
 725     setheap(heap_next, heap_end);
 726
 727     zdsk = calloc(1, sizeof(struct zfsdsk));
 728     zdsk->dsk.drive = *(uint8_t *)PTOV(ARGS);
 729     zdsk->dsk.type = zdsk->dsk.drive & DRV_HARD ? TYPE_AD : TYPE_FD;
 730     zdsk->dsk.unit = zdsk->dsk.drive & DRV_MASK;
 731     zdsk->dsk.slice = *(uint8_t *)PTOV(ARGS + 1) + 1;
 732     zdsk->dsk.part = 0;
 733     zdsk->dsk.start = 0;
 734     zdsk->dsk.size = drvsize_ext(zdsk);
 735
 736     bootinfo.bi_version = BOOTINFO_VERSION;
 737     bootinfo.bi_size = sizeof(bootinfo);
 738     bootinfo.bi_basemem = bios_basemem / 1024;
 739     bootinfo.bi_extmem = bios_extmem / 1024;
 740     bootinfo.bi_memsizes_valid++;
 741     bootinfo.bi_bios_dev = zdsk->dsk.drive;
 742
 743     bootdev = MAKEBOOTDEV(dev_maj[zdsk->dsk.type],
 744                           zdsk->dsk.slice, zdsk->dsk.unit, zdsk->dsk.part);
 745
 746     /* Process configuration file */
 747
 748     autoboot = 1;
 749
 750     zfs_init();
 751
 752     /*
 753      * Probe the boot drive first - we will try to boot from whatever
 754      * pool we find on that drive.
 755      */
 756     probe_drive(zdsk);
 757
 758     /*
 759      * Probe the rest of the drives that the bios knows about. This
 760      * will find any other available pools and it may fill in missing
 761      * vdevs for the boot pool.
 762      */
 763 #ifndef VIRTUALBOX
 764     for (i = 0; i < *(unsigned char *)PTOV(BIOS_NUMDRIVES); i++)
 765 #else
 766     for (i = 0; i < MAXBDDEV; i++)
 767 #endif
 768     {
 769         if ((i | DRV_HARD) == *(uint8_t *)PTOV(ARGS))
 770             continue;
 771
 772         if (!int13probe(i | DRV_HARD))
 773             break;
 774
 775         zdsk = calloc(1, sizeof(struct zfsdsk));
 776         zdsk->dsk.drive = i | DRV_HARD;
 777         zdsk->dsk.type = zdsk->dsk.drive & TYPE_AD;
 778         zdsk->dsk.unit = i;
 779         zdsk->dsk.slice = 0;
 780         zdsk->dsk.part = 0;
 781         zdsk->dsk.start = 0;
 782         zdsk->dsk.size = drvsize_ext(zdsk);
 783         probe_drive(zdsk);
 784     }
 785
 786     /*
 787      * The first discovered pool, if any, is the pool.
 788      */
 789     spa = spa_get_primary();
 790     if (!spa) {
 791         printf("%s: No ZFS pools located, can't boot\n", BOOTPROG);
 792         for (;;)
 793             ;
 794     }
 795
 796     primary_spa = spa;
 797     primary_vdev = spa_get_primary_vdev(spa);
 798
 799     nextboot = 0;
 800     rc  = vdev_read_pad2(primary_vdev, cmd, sizeof(cmd));
 801     if (vdev_clear_pad2(primary_vdev))
 802         printf("failed to clear pad2 area of primary vdev\n");
 803     if (rc == 0) {
 804         if (*cmd) {
 805             /*
 806              * We could find an old-style ZFS Boot Block header here.
 807              * Simply ignore it.
 808              */
 809             if (*(uint64_t *)cmd != 0x2f5b007b10c) {
 810                 /*
 811                  * Note that parse() is destructive to cmd[] and we also want
 812                  * to honor RBX_QUIET option that could be present in cmd[].
 813                  */
 814                 nextboot = 1;
 815                 memcpy(cmddup, cmd, sizeof(cmd));
 816                 if (parse_cmd()) {
 817                     printf("failed to parse pad2 area of primary vdev\n");
 818                     reboot();
 819                 }
 820                 if (!OPT_CHECK(RBX_QUIET))
 821                     printf("zfs nextboot: %s\n", cmddup);
 822             }
 823             /* Do not process this command twice */
 824             *cmd = 0;
 825         }
 826     } else
 827         printf("failed to read pad2 area of primary vdev\n");
 828
 829     /* Mount ZFS only if it's not already mounted via nextboot parsing. */
 830     if (zfsmount.spa == NULL &&
 831         (zfs_spa_init(spa) != 0 || zfs_mount(spa, 0, &zfsmount) != 0)) {
 832         printf("%s: failed to mount default pool %s\n",
 833             BOOTPROG, spa->spa_name);
 834         autoboot = 0;
 835     } else if (zfs_lookup(&zfsmount, PATH_CONFIG, &dn) == 0 ||
 836         zfs_lookup(&zfsmount, PATH_DOTCONFIG, &dn) == 0) {
 837         off = 0;
 838         zfs_read(spa, &dn, &off, cmd, sizeof(cmd));
 839     }
 840
 841     if (*cmd) {
 842         /*
 843          * Note that parse_cmd() is destructive to cmd[] and we also want
 844          * to honor RBX_QUIET option that could be present in cmd[].
 845          */
 846         memcpy(cmddup, cmd, sizeof(cmd));
 847         if (parse_cmd())
 848             autoboot = 0;
 849         if (!OPT_CHECK(RBX_QUIET))
 850             printf("%s: %s\n", PATH_CONFIG, cmddup);
 851         /* Do not process this command twice */
 852         *cmd = 0;
 853     }
 854
 855     /* Do not risk waiting at the prompt forever. */
 856     if (nextboot && !autoboot)
 857         reboot();
 858
 859     if (autoboot && !*kname) {
 860         /*
 861          * Iterate through the list of loader and kernel paths, trying to load.
 862          * If interrupted by a keypress, or in case of failure, drop the user
 863          * to the boot2 prompt.
 864          */
 865         for (i = 0; i < nitems(loadpath); i++) {
 866             memcpy(kname, loadpath[i].p, loadpath[i].len);
 867             if (keyhit(3))
 868                 break;
 869             load();
 870         }
 871     }
 872
 873     /* Present the user with the boot2 prompt. */
 874
 875     for (;;) {
 876         if (!autoboot || !OPT_CHECK(RBX_QUIET)) {
 877             printf("\nFreeBSD/x86 boot\n");
 878             if (zfs_rlookup(spa, zfsmount.rootobj, rootname) != 0)
 879                 printf("Default: %s/<0x%llx>:%s\n"
 880                        "boot: ",
 881                        spa->spa_name, zfsmount.rootobj, kname);
 882             else if (rootname[0] != '\0')
 883                 printf("Default: %s/%s:%s\n"
 884                        "boot: ",
 885                        spa->spa_name, rootname, kname);
 886             else
 887                 printf("Default: %s:%s\n"
 888                        "boot: ",
 889                        spa->spa_name, kname);
 890         }
 891         if (ioctrl & IO_SERIAL)
 892             sio_flush();
 893         if (!autoboot || keyhit(5))
 894             getstr(cmd, sizeof(cmd));
 895         else if (!autoboot || !OPT_CHECK(RBX_QUIET))
 896             putchar('\n');
 897         autoboot = 0;
 898         if (parse_cmd())
 899             putchar('\a');
 900         else
 901             load();
 902     }
 903 }
 904
 905 /* XXX - Needed for btxld to link the boot2 binary; do not remove. */
 906 void
 907 exit(int x)
 908 {
 909     __exit(x);
 910 }
 911
 912 void
 913 reboot(void)
 914 {
 915     __exit(0);
 916 }
 917
 918 static void
 919 load(void)
 920 {
 921     union {
 922         struct exec ex;
 923         Elf32_Ehdr eh;
 924     } hdr;
 925     static Elf32_Phdr ep[2];
 926     static Elf32_Shdr es[2];
 927     caddr_t p;
 928     dnode_phys_t dn;
 929     off_t off;
 930     uint32_t addr, x;
 931     int fmt, i, j;
 932
 933     if (zfs_lookup(&zfsmount, kname, &dn)) {
 934         printf("\nCan't find %s\n", kname);
 935         return;
 936     }
 937     off = 0;
 938     if (xfsread(&dn, &off, &hdr, sizeof(hdr)))
 939         return;
 940     if (N_GETMAGIC(hdr.ex) == ZMAGIC)
 941         fmt = 0;
 942     else if (IS_ELF(hdr.eh))
 943         fmt = 1;
 944     else {
 945         printf("Invalid %s\n", "format");
 946         return;
 947     }
 948     if (fmt == 0) {
 949         addr = hdr.ex.a_entry & 0xffffff;
 950         p = PTOV(addr);
 951         off = PAGE_SIZE;
 952         if (xfsread(&dn, &off, p, hdr.ex.a_text))
 953             return;
 954         p += roundup2(hdr.ex.a_text, PAGE_SIZE);
 955         if (xfsread(&dn, &off, p, hdr.ex.a_data))
 956             return;
 957         p += hdr.ex.a_data + roundup2(hdr.ex.a_bss, PAGE_SIZE);
 958         bootinfo.bi_symtab = VTOP(p);
 959         memcpy(p, &hdr.ex.a_syms, sizeof(hdr.ex.a_syms));
 960         p += sizeof(hdr.ex.a_syms);
 961         if (hdr.ex.a_syms) {
 962             if (xfsread(&dn, &off, p, hdr.ex.a_syms))
 963                 return;
 964             p += hdr.ex.a_syms;
 965             if (xfsread(&dn, &off, p, sizeof(int)))
 966                 return;
 967             x = *(uint32_t *)p;
 968             p += sizeof(int);
 969             x -= sizeof(int);
 970             if (xfsread(&dn, &off, p, x))
 971                 return;
 972             p += x;
 973         }
 974     } else {
 975         off = hdr.eh.e_phoff;
 976         for (j = i = 0; i < hdr.eh.e_phnum && j < 2; i++) {
 977             if (xfsread(&dn, &off, ep + j, sizeof(ep[0])))
 978                 return;
 979             if (ep[j].p_type == PT_LOAD)
 980                 j++;
 981         }
 982         for (i = 0; i < 2; i++) {
 983             p = PTOV(ep[i].p_paddr & 0xffffff);
 984             off = ep[i].p_offset;
 985             if (xfsread(&dn, &off, p, ep[i].p_filesz))
 986                 return;
 987         }
 988         p += roundup2(ep[1].p_memsz, PAGE_SIZE);
 989         bootinfo.bi_symtab = VTOP(p);
 990         if (hdr.eh.e_shnum == hdr.eh.e_shstrndx + 3) {
 991             off = hdr.eh.e_shoff + sizeof(es[0]) *
 992                 (hdr.eh.e_shstrndx + 1);
 993             if (xfsread(&dn, &off, &es, sizeof(es)))
 994                 return;
 995             for (i = 0; i < 2; i++) {
 996                 memcpy(p, &es[i].sh_size, sizeof(es[i].sh_size));
 997                 p += sizeof(es[i].sh_size);
 998                 off = es[i].sh_offset;
 999                 if (xfsread(&dn, &off, p, es[i].sh_size))
1000                     return;
1001                 p += es[i].sh_size;
1002             }
1003         }
1004         addr = hdr.eh.e_entry & 0xffffff;
1005     }
1006     bootinfo.bi_esymtab = VTOP(p);
1007     bootinfo.bi_kernelname = VTOP(kname);
1008     zfsargs.size = sizeof(zfsargs);
1009     zfsargs.pool = zfsmount.spa->spa_guid;
1010     zfsargs.root = zfsmount.rootobj;
1011     zfsargs.primary_pool = primary_spa->spa_guid;
1012 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
1013     explicit_bzero(gelipw, sizeof(gelipw));
1014     export_geli_boot_data(&zfsargs.gelidata);
1015 #endif
1016     if (primary_vdev != NULL)
1017         zfsargs.primary_vdev = primary_vdev->v_guid;
1018     else
1019         printf("failed to detect primary vdev\n");
1020     /*
1021      * Note that the zfsargs struct is passed by value, not by pointer.  Code in
1022      * btxldr.S copies the values from the entry stack to a fixed location
1023      * within loader(8) at startup due to the presence of KARGS_FLAGS_EXTARG.
1024      */
1025     __exec((caddr_t)addr, RB_BOOTINFO | (opts & RBX_MASK),
1026            bootdev,
1027            KARGS_FLAGS_ZFS | KARGS_FLAGS_EXTARG,
1028            (uint32_t) spa->spa_guid,
1029            (uint32_t) (spa->spa_guid >> 32),
1030            VTOP(&bootinfo),
1031            zfsargs);
1032 }
1033
1034 static int
1035 zfs_mount_ds(char *dsname)
1036 {
1037     uint64_t newroot;
1038     spa_t *newspa;
1039     char *q;
1040
1041     q = strchr(dsname, '/');
1042     if (q)
1043         *q++ = '\0';
1044     newspa = spa_find_by_name(dsname);
1045     if (newspa == NULL) {
1046         printf("\nCan't find ZFS pool %s\n", dsname);
1047         return -1;
1048     }
1049
1050     if (zfs_spa_init(newspa))
1051         return -1;
1052
1053     newroot = 0;
1054     if (q) {
1055         if (zfs_lookup_dataset(newspa, q, &newroot)) {
1056             printf("\nCan't find dataset %s in ZFS pool %s\n",
1057                     q, newspa->spa_name);
1058             return -1;
1059         }
1060     }
1061     if (zfs_mount(newspa, newroot, &zfsmount)) {
1062         printf("\nCan't mount ZFS dataset\n");
1063         return -1;
1064     }
1065     spa = newspa;
1066     return (0);
1067 }
1068
1069 static int
1070 parse_cmd(void)
1071 {
1072     char *arg = cmd;
1073     char *ep, *p, *q;
1074     const char *cp;
1075     int c, i, j;
1076
1077     while ((c = *arg++)) {
1078         if (c == ' ' || c == '\t' || c == '\n')
1079             continue;
1080         for (p = arg; *p && *p != '\n' && *p != ' ' && *p != '\t'; p++);
1081         ep = p;
1082         if (*p)
1083             *p++ = 0;
1084         if (c == '-') {
1085             while ((c = *arg++)) {
1086                 if (c == 'P') {
1087                     if (*(uint8_t *)PTOV(0x496) & 0x10) {
1088                         cp = "yes";
1089                     } else {
1090                         opts |= OPT_SET(RBX_DUAL) | OPT_SET(RBX_SERIAL);
1091                         cp = "no";
1092                     }
1093                     printf("Keyboard: %s\n", cp);
1094                     continue;
1095                 } else if (c == 'S') {
1096                     j = 0;
1097                     while ((unsigned int)(i = *arg++ - '0') <= 9)
1098                         j = j * 10 + i;
1099                     if (j > 0 && i == -'0') {
1100                         comspeed = j;
1101                         break;
1102                     }
1103                     /* Fall through to error below ('S' not in optstr[]). */
1104                 }
1105                 for (i = 0; c != optstr[i]; i++)
1106                     if (i == NOPT - 1)
1107                         return -1;
1108                 opts ^= OPT_SET(flags[i]);
1109             }
1110             ioctrl = OPT_CHECK(RBX_DUAL) ? (IO_SERIAL|IO_KEYBOARD) :
1111                      OPT_CHECK(RBX_SERIAL) ? IO_SERIAL : IO_KEYBOARD;
1112             if (ioctrl & IO_SERIAL) {
1113                 if (sio_init(115200 / comspeed) != 0)
1114                     ioctrl &= ~IO_SERIAL;
1115             }
1116         } if (c == '?') {
1117             dnode_phys_t dn;
1118
1119             if (zfs_lookup(&zfsmount, arg, &dn) == 0) {
1120                 zap_list(spa, &dn);
1121             }
1122             return -1;
1123         } else {
1124             arg--;
1125
1126             /*
1127              * Report pool status if the comment is 'status'. Lets
1128              * hope no-one wants to load /status as a kernel.
1129              */
1130             if (!strcmp(arg, "status")) {
1131                 spa_all_status();
1132                 return -1;
1133             }
1134
1135             /*
1136              * If there is "zfs:" prefix simply ignore it.
1137              */
1138             if (strncmp(arg, "zfs:", 4) == 0)
1139                 arg += 4;
1140
1141             /*
1142              * If there is a colon, switch pools.
1143              */
1144             q = strchr(arg, ':');
1145             if (q) {
1146                 *q++ = '\0';
1147                 if (zfs_mount_ds(arg) != 0)
1148                     return -1;
1149                 arg = q;
1150             }
1151             if ((i = ep - arg)) {
1152                 if ((size_t)i >= sizeof(kname))
1153                     return -1;
1154                 memcpy(kname, arg, i + 1);
1155             }
1156         }
1157         arg = p;
1158     }
1159     return 0;
1160 }