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