init/main.c

   1 /*
   2  *  linux/init/main.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *
   6  *  GK 2/5/95  -  Changed to support mounting root fs via NFS
   7  *  Added initrd & change_root: Werner Almesberger & Hans Lermen, Feb '96
   8  *  Moan early if gcc is old, avoiding bogus kernels - Paul Gortmaker, May '96
   9  *  Simplified starting of init:  Michael A. Griffith <grif@acm.org>
  10  */
  11
  12 #define __KERNEL_SYSCALLS__
  13
  14 #include <linux/config.h>
  15 #include <linux/types.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/proc_fs.h>
  18 #include <linux/devfs_fs_kernel.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/syscalls.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/ctype.h>
  23 #include <linux/delay.h>
  24 #include <linux/utsname.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/smp_lock.h>
  28 #include <linux/initrd.h>
  29 #include <linux/hdreg.h>
  30 #include <linux/bootmem.h>
  31 #include <linux/tty.h>
  32 #include <linux/gfp.h>
  33 #include <linux/percpu.h>
  34 #include <linux/kmod.h>
  35 #include <linux/kernel_stat.h>
  36 #include <linux/security.h>
  37 #include <linux/workqueue.h>
  38 #include <linux/profile.h>
  39 #include <linux/rcupdate.h>
  40 #include <linux/moduleparam.h>
  41 #include <linux/kallsyms.h>
  42 #include <linux/writeback.h>
  43 #include <linux/cpu.h>
  44 #include <linux/cpuset.h>
  45 #include <linux/efi.h>
  46 #include <linux/unistd.h>
  47 #include <linux/rmap.h>
  48 #include <linux/mempolicy.h>
  49 #include <linux/key.h>
  50
  51 #include <asm/io.h>
  52 #include <asm/bugs.h>
  53 #include <asm/setup.h>
  54 #include <asm/sections.h>
  55 #include <asm/cacheflush.h>
  56
  57 /*
  58  * This is one of the first .c files built. Error out early
  59  * if we have compiler trouble..
  60  */
  61
  62 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  63 #include <asm/smp.h>
  64 #endif
  65
  66 /*
  67  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  68  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  69  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  70  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  71  */
  72 #if (__GNUC__ < 3) || (__GNUC__ == 3 && __GNUC_MINOR__ < 2)
  73 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  74 #endif
  75
  76 static int init(void *);
  77
  78 extern void init_IRQ(void);
  79 extern void fork_init(unsigned long);
  80 extern void mca_init(void);
  81 extern void sbus_init(void);
  82 extern void sysctl_init(void);
  83 extern void signals_init(void);
  84 extern void buffer_init(void);
  85 extern void pidhash_init(void);
  86 extern void pidmap_init(void);
  87 extern void prio_tree_init(void);
  88 extern void radix_tree_init(void);
  89 extern void free_initmem(void);
  90 extern void populate_rootfs(void);
  91 extern void driver_init(void);
  92 extern void prepare_namespace(void);
  93 #ifdef  CONFIG_ACPI
  94 extern void acpi_early_init(void);
  95 #else
  96 static inline void acpi_early_init(void) { }
  97 #endif
  98 #ifndef CONFIG_DEBUG_RODATA
  99 static inline void mark_rodata_ro(void) { }
 100 #endif
 101
 102 #ifdef CONFIG_TC
 103 extern void tc_init(void);
 104 #endif
 105
 106 enum system_states system_state;
 107 EXPORT_SYMBOL(system_state);
 108
 109 /*
 110  * Boot command-line arguments
 111  */
 112 #define MAX_INIT_ARGS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
 113 #define MAX_INIT_ENVS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
 114
 115 extern void time_init(void);
 116 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
 117 void (*late_time_init)(void);
 118 extern void softirq_init(void);
 119
 120 /* Untouched command line (eg. for /proc) saved by arch-specific code. */
 121 char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 122
 123 static char *execute_command;
 124 static char *ramdisk_execute_command;
 125
 126 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 127 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
 128
 129 /*
 130  * Setup routine for controlling SMP activation
 131  *
 132  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 133  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 134  *
 135  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 136  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 137  * SMP mode to <NUM>.
 138  */
 139 static int __init nosmp(char *str)
 140 {
 141         max_cpus = 0;
 142         return 1;
 143 }
 144
 145 __setup("nosmp", nosmp);
 146
 147 static int __init maxcpus(char *str)
 148 {
 149         get_option(&str, &max_cpus);
 150         return 1;
 151 }
 152
 153 __setup("maxcpus=", maxcpus);
 154
 155 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 156 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 157 static const char *panic_later, *panic_param;
 158
 159 extern struct obs_kernel_param __setup_start[], __setup_end[];
 160
 161 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
 162 {
 163         struct obs_kernel_param *p;
 164
 165         p = __setup_start;
 166         do {
 167                 int n = strlen(p->str);
 168                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
 169                         if (p->early) {
 170                                 /* Already done in parse_early_param?  (Needs
 171                                  * exact match on param part) */
 172                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
 173                                         return 1;
 174                         } else if (!p->setup_func) {
 175                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete,"
 176                                        " ignored\n", p->str);
 177                                 return 1;
 178                         } else if (p->setup_func(line + n))
 179                                 return 1;
 180                 }
 181                 p++;
 182         } while (p < __setup_end);
 183         return 0;
 184 }
 185
 186 /*
 187  * This should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 188  * still work even if initially too large, it will just take slightly longer
 189  */
 190 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 191
 192 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 193
 194 static int __init debug_kernel(char *str)
 195 {
 196         if (*str)
 197                 return 0;
 198         console_loglevel = 10;
 199         return 1;
 200 }
 201
 202 static int __init quiet_kernel(char *str)
 203 {
 204         if (*str)
 205                 return 0;
 206         console_loglevel = 4;
 207         return 1;
 208 }
 209
 210 __setup("debug", debug_kernel);
 211 __setup("quiet", quiet_kernel);
 212
 213 static int __init loglevel(char *str)
 214 {
 215         get_option(&str, &console_loglevel);
 216         return 1;
 217 }
 218
 219 __setup("loglevel=", loglevel);
 220
 221 /*
 222  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 223  * failed parameters
 224  */
 225 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
 226 {
 227         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 228         if (val) {
 229                 /* param=val or param="val"? */
 230                 if (val == param+strlen(param)+1)
 231                         val[-1] = '=';
 232                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
 233                         val[-2] = '=';
 234                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
 235                         val--;
 236                 } else
 237                         BUG();
 238         }
 239
 240         /* Handle obsolete-style parameters */
 241         if (obsolete_checksetup(param))
 242                 return 0;
 243
 244         /*
 245          * Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
 246          * line work?"
 247          */
 248         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
 249                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
 250                 return 0;
 251         }
 252
 253         if (panic_later)
 254                 return 0;
 255
 256         if (val) {
 257                 /* Environment option */
 258                 unsigned int i;
 259                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 260                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 261                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
 262                                 panic_param = param;
 263                         }
 264                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
 265                                 break;
 266                 }
 267                 envp_init[i] = param;
 268         } else {
 269                 /* Command line option */
 270                 unsigned int i;
 271                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 272                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 273                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
 274                                 panic_param = param;
 275                         }
 276                 }
 277                 argv_init[i] = param;
 278         }
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 static int __init init_setup(char *str)
 283 {
 284         unsigned int i;
 285
 286         execute_command = str;
 287         /*
 288          * In case LILO is going to boot us with default command line,
 289          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 290          * the shell think it should execute a script with such name.
 291          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 292          */
 293         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 294                 argv_init[i] = NULL;
 295         return 1;
 296 }
 297 __setup("init=", init_setup);
 298
 299 static int __init rdinit_setup(char *str)
 300 {
 301         unsigned int i;
 302
 303         ramdisk_execute_command = str;
 304         /* See "auto" comment in init_setup */
 305         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 306                 argv_init[i] = NULL;
 307         return 1;
 308 }
 309 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
 310
 311 extern void setup_arch(char **);
 312
 313 #ifndef CONFIG_SMP
 314
 315 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 316 static void __init smp_init(void)
 317 {
 318         APIC_init_uniprocessor();
 319 }
 320 #else
 321 #define smp_init()      do { } while (0)
 322 #endif
 323
 324 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
 325 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 326
 327 #else
 328
 329 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
 330 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 331
 332 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 333
 334 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
 335 {
 336         unsigned long size, i;
 337         char *ptr;
 338
 339         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 340         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 341 #ifdef CONFIG_MODULES
 342         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 343                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 344 #endif
 345
 346         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
 347
 348         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
 349                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
 350                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 351         }
 352 }
 353 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
 354
 355 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 356 static void __init smp_init(void)
 357 {
 358         unsigned int i;
 359
 360         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
 361         for_each_present_cpu(i) {
 362                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
 363                         break;
 364                 if (!cpu_online(i))
 365                         cpu_up(i);
 366         }
 367
 368         /* Any cleanup work */
 369         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
 370         smp_cpus_done(max_cpus);
 371 #if 0
 372         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
 373
 374         smp_commence();
 375 #endif
 376 }
 377
 378 #endif
 379
 380 /*
 381  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 382  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 383  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 384  * cpu_idle.
 385  *
 386  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 387  */
 388
 389 static void noinline rest_init(void)
 390         __releases(kernel_lock)
 391 {
 392         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
 393         numa_default_policy();
 394         unlock_kernel();
 395
 396         /*
 397          * The boot idle thread must execute schedule()
 398          * at least one to get things moving:
 399          */
 400         preempt_enable_no_resched();
 401         schedule();
 402         preempt_disable();
 403
 404         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
 405         cpu_idle();
 406 }
 407
 408 /* Check for early params. */
 409 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
 410 {
 411         struct obs_kernel_param *p;
 412
 413         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
 414                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
 415                         if (p->setup_func(val) != 0)
 416                                 printk(KERN_WARNING
 417                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
 418                 }
 419         }
 420         /* We accept everything at this stage. */
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
 425 void __init parse_early_param(void)
 426 {
 427         static __initdata int done = 0;
 428         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
 429
 430         if (done)
 431                 return;
 432
 433         /* All fall through to do_early_param. */
 434         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 435         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
 436         done = 1;
 437 }
 438
 439 /*
 440  *      Activate the first processor.
 441  */
 442
 443 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 444 {
 445         char * command_line;
 446         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
 447 /*
 448  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 449  * enable them
 450  */
 451         lock_kernel();
 452         page_address_init();
 453         printk(KERN_NOTICE);
 454         printk(linux_banner);
 455         setup_arch(&command_line);
 456         setup_per_cpu_areas();
 457
 458         /*
 459          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
 460          * printk() and can access its per-cpu storage.
 461          */
 462         smp_prepare_boot_cpu();
 463
 464         /*
 465          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 466          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 467          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 468          */
 469         sched_init();
 470         /*
 471          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
 472          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
 473          */
 474         preempt_disable();
 475         build_all_zonelists();
 476         page_alloc_init();
 477         printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 478         parse_early_param();
 479         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
 480                    __stop___param - __start___param,
 481                    &unknown_bootoption);
 482         sort_main_extable();
 483         trap_init();
 484         rcu_init();
 485         init_IRQ();
 486         pidhash_init();
 487         init_timers();
 488         hrtimers_init();
 489         softirq_init();
 490         time_init();
 491
 492         /*
 493          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 494          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 495          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 496          */
 497         console_init();
 498         if (panic_later)
 499                 panic(panic_later, panic_param);
 500         profile_init();
 501         local_irq_enable();
 502 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 503         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 504                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 505                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 506                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 507                 initrd_start = 0;
 508         }
 509 #endif
 510         vfs_caches_init_early();
 511         cpuset_init_early();
 512         mem_init();
 513         kmem_cache_init();
 514         setup_per_cpu_pageset();
 515         numa_policy_init();
 516         if (late_time_init)
 517                 late_time_init();
 518         calibrate_delay();
 519         pidmap_init();
 520         pgtable_cache_init();
 521         prio_tree_init();
 522         anon_vma_init();
 523 #ifdef CONFIG_X86
 524         if (efi_enabled)
 525                 efi_enter_virtual_mode();
 526 #endif
 527         fork_init(num_physpages);
 528         proc_caches_init();
 529         buffer_init();
 530         unnamed_dev_init();
 531         key_init();
 532         security_init();
 533         vfs_caches_init(num_physpages);
 534         radix_tree_init();
 535         signals_init();
 536         /* rootfs populating might need page-writeback */
 537         page_writeback_init();
 538 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 539         proc_root_init();
 540 #endif
 541         cpuset_init();
 542
 543         check_bugs();
 544
 545         acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init */
 546
 547         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 548         rest_init();
 549 }
 550
 551 static int __initdata initcall_debug;
 552
 553 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
 554 {
 555         initcall_debug = 1;
 556         return 1;
 557 }
 558 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
 559
 560 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 561
 562 extern initcall_t __initcall_start[], __initcall_end[];
 563
 564 static void __init do_initcalls(void)
 565 {
 566         initcall_t *call;
 567         int count = preempt_count();
 568
 569         for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {
 570                 char *msg;
 571
 572                 if (initcall_debug) {
 573                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
 574                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
 575                         printk("\n");
 576                 }
 577
 578                 (*call)();
 579
 580                 msg = NULL;
 581                 if (preempt_count() != count) {
 582                         msg = "preemption imbalance";
 583                         preempt_count() = count;
 584                 }
 585                 if (irqs_disabled()) {
 586                         msg = "disabled interrupts";
 587                         local_irq_enable();
 588                 }
 589                 if (msg) {
 590                         printk(KERN_WARNING "error in initcall at 0x%p: "
 591                                 "returned with %s\n", *call, msg);
 592                 }
 593         }
 594
 595         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 596         flush_scheduled_work();
 597 }
 598
 599 /*
 600  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 601  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 602  * running, and memory and process management works.
 603  *
 604  * Now we can finally start doing some real work..
 605  */
 606 static void __init do_basic_setup(void)
 607 {
 608         /* drivers will send hotplug events */
 609         init_workqueues();
 610         usermodehelper_init();
 611         driver_init();
 612
 613 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 614         sysctl_init();
 615 #endif
 616
 617         do_initcalls();
 618 }
 619
 620 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 621 {
 622         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 623 #ifdef CONFIG_SMP
 624         extern int migration_init(void);
 625
 626         migration_init();
 627 #endif
 628         spawn_ksoftirqd();
 629         spawn_softlockup_task();
 630 }
 631
 632 static void run_init_process(char *init_filename)
 633 {
 634         argv_init[0] = init_filename;
 635         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
 636 }
 637
 638 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
 639 {
 640 #ifdef CONFIG_SMP
 641         int i;
 642
 643         /*
 644          * If arch is not hotplug ready and did not populate
 645          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
 646          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
 647          */
 648         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
 649                 for_each_cpu(i) {
 650                         cpu_set(i, cpu_present_map);
 651                 }
 652         }
 653 #endif
 654 }
 655
 656 static int init(void * unused)
 657 {
 658         lock_kernel();
 659         /*
 660          * init can run on any cpu.
 661          */
 662         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);
 663         /*
 664          * Tell the world that we're going to be the grim
 665          * reaper of innocent orphaned children.
 666          *
 667          * We don't want people to have to make incorrect
 668          * assumptions about where in the task array this
 669          * can be found.
 670          */
 671         child_reaper = current;
 672
 673         /* Sets up cpus_possible() */
 674         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 675
 676         do_pre_smp_initcalls();
 677
 678         fixup_cpu_present_map();
 679         smp_init();
 680         sched_init_smp();
 681
 682         cpuset_init_smp();
 683
 684         /*
 685          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
 686          * firmware files.
 687          */
 688         populate_rootfs();
 689
 690         do_basic_setup();
 691
 692         /*
 693          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
 694          * the work
 695          */
 696
 697         if (!ramdisk_execute_command)
 698                 ramdisk_execute_command = "/init";
 699
 700         if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
 701                 ramdisk_execute_command = NULL;
 702                 prepare_namespace();
 703         }
 704
 705         /*
 706          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 707          * we're essentially up and running. Get rid of the
 708          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 709          */
 710         free_initmem();
 711         unlock_kernel();
 712         mark_rodata_ro();
 713         system_state = SYSTEM_RUNNING;
 714         numa_default_policy();
 715
 716         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 717                 printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");
 718
 719         (void) sys_dup(0);
 720         (void) sys_dup(0);
 721
 722         if (ramdisk_execute_command) {
 723                 run_init_process(ramdisk_execute_command);
 724                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",
 725                                 ramdisk_execute_command);
 726         }
 727
 728         /*
 729          * We try each of these until one succeeds.
 730          *
 731          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 732          * trying to recover a really broken machine.
 733          */
 734         if (execute_command) {
 735                 run_init_process(execute_command);
 736                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "
 737                                         "defaults...\n", execute_command);
 738         }
 739         run_init_process("/sbin/init");
 740         run_init_process("/etc/init");
 741         run_init_process("/bin/init");
 742         run_init_process("/bin/sh");
 743
 744         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 745 }