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