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