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/kernel_stat.h>
  35 #include <linux/security.h>
  36 #include <linux/workqueue.h>
  37 #include <linux/profile.h>
  38 #include <linux/rcupdate.h>
  39 #include <linux/moduleparam.h>
  40 #include <linux/kallsyms.h>
  41 #include <linux/writeback.h>
  42 #include <linux/cpu.h>
  43 #include <linux/efi.h>
  44 #include <linux/unistd.h>
  45 #include <linux/rmap.h>
  46 #include <linux/mempolicy.h>
  47
  48 #include <asm/io.h>
  49 #include <asm/bugs.h>
  50
  51 /*
  52  * This is one of the first .c files built. Error out early
  53  * if we have compiler trouble..
  54  */
  55 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 96
  56 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
  57 #error This compiler cannot compile correctly with frame pointers enabled
  58 #endif
  59 #endif
  60
  61 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  62 #include <asm/smp.h>
  63 #endif
  64
  65 /*
  66  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  67  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  68  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  69  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  70  */
  71 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 95)
  72 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  73 #endif
  74
  75 extern char *linux_banner;
  76
  77 static int init(void *);
  78
  79 extern void init_IRQ(void);
  80 extern void sock_init(void);
  81 extern void fork_init(unsigned long);
  82 extern void mca_init(void);
  83 extern void sbus_init(void);
  84 extern void sysctl_init(void);
  85 extern void signals_init(void);
  86 extern void buffer_init(void);
  87 extern void pidhash_init(void);
  88 extern void pidmap_init(void);
  89 extern void prio_tree_init(void);
  90 extern void radix_tree_init(void);
  91 extern void free_initmem(void);
  92 extern void populate_rootfs(void);
  93 extern void driver_init(void);
  94 extern void prepare_namespace(void);
  95
  96 #ifdef CONFIG_TC
  97 extern void tc_init(void);
  98 #endif
  99
 100 enum system_states system_state;
 101 EXPORT_SYMBOL(system_state);
 102
 103 /*
 104  * Boot command-line arguments
 105  */
 106 #define MAX_INIT_ARGS 8
 107 #define MAX_INIT_ENVS 8
 108
 109 extern void time_init(void);
 110 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
 111 void (*late_time_init)(void);
 112 extern void softirq_init(void);
 113
 114 static char *execute_command;
 115
 116 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 117 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
 118
 119 /*
 120  * Setup routine for controlling SMP activation
 121  *
 122  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 123  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 124  *
 125  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 126  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 127  * SMP mode to <NUM>.
 128  */
 129 static int __init nosmp(char *str)
 130 {
 131         max_cpus = 0;
 132         return 1;
 133 }
 134
 135 __setup("nosmp", nosmp);
 136
 137 static int __init maxcpus(char *str)
 138 {
 139         get_option(&str, &max_cpus);
 140         return 1;
 141 }
 142
 143 __setup("maxcpus=", maxcpus);
 144
 145 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 146 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 147 static const char *panic_later, *panic_param;
 148
 149 __setup("profile=", profile_setup);
 150
 151 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
 152 {
 153         struct obs_kernel_param *p;
 154         extern struct obs_kernel_param __setup_start, __setup_end;
 155
 156         p = &__setup_start;
 157         do {
 158                 int n = strlen(p->str);
 159                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
 160                         if (!p->setup_func) {
 161                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete, ignored\n", p->str);
 162                                 return 1;
 163                         } else if (p->setup_func(line + n))
 164                                 return 1;
 165                 }
 166                 p++;
 167         } while (p < &__setup_end);
 168         return 0;
 169 }
 170
 171 /* this should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 172    still work even if initially too large, it will just take slightly longer */
 173 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 174
 175 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 176
 177 /* This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
 178    bit takes on average 1.5/HZ seconds.  This (like the original) is a little
 179    better than 1% */
 180 #define LPS_PREC 8
 181
 182 void __devinit calibrate_delay(void)
 183 {
 184         unsigned long ticks, loopbit;
 185         int lps_precision = LPS_PREC;
 186
 187         loops_per_jiffy = (1<<12);
 188
 189         printk("Calibrating delay loop... ");
 190         while ((loops_per_jiffy <<= 1) != 0) {
 191                 /* wait for "start of" clock tick */
 192                 ticks = jiffies;
 193                 while (ticks == jiffies)
 194                         /* nothing */;
 195                 /* Go .. */
 196                 ticks = jiffies;
 197                 __delay(loops_per_jiffy);
 198                 ticks = jiffies - ticks;
 199                 if (ticks)
 200                         break;
 201         }
 202
 203 /* Do a binary approximation to get loops_per_jiffy set to equal one clock
 204    (up to lps_precision bits) */
 205         loops_per_jiffy >>= 1;
 206         loopbit = loops_per_jiffy;
 207         while ( lps_precision-- && (loopbit >>= 1) ) {
 208                 loops_per_jiffy |= loopbit;
 209                 ticks = jiffies;
 210                 while (ticks == jiffies);
 211                 ticks = jiffies;
 212                 __delay(loops_per_jiffy);
 213                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
 214                         loops_per_jiffy &= ~loopbit;
 215         }
 216
 217 /* Round the value and print it */
 218         printk("%lu.%02lu BogoMIPS\n",
 219                 loops_per_jiffy/(500000/HZ),
 220                 (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
 221 }
 222
 223 static int __init debug_kernel(char *str)
 224 {
 225         if (*str)
 226                 return 0;
 227         console_loglevel = 10;
 228         return 1;
 229 }
 230
 231 static int __init quiet_kernel(char *str)
 232 {
 233         if (*str)
 234                 return 0;
 235         console_loglevel = 4;
 236         return 1;
 237 }
 238
 239 __setup("debug", debug_kernel);
 240 __setup("quiet", quiet_kernel);
 241
 242 /* Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 243    failed parameters */
 244 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
 245 {
 246         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 247         if (val)
 248                 val[-1] = '=';
 249
 250         /* Handle obsolete-style parameters */
 251         if (obsolete_checksetup(param))
 252                 return 0;
 253
 254         /* Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
 255            line work?" */
 256         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
 257                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
 258                 return 0;
 259         }
 260
 261         if (panic_later)
 262                 return 0;
 263
 264         if (val) {
 265                 /* Environment option */
 266                 unsigned int i;
 267                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 268                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 269                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
 270                                 panic_param = param;
 271                         }
 272                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
 273                                 break;
 274                 }
 275                 envp_init[i] = param;
 276         } else {
 277                 /* Command line option */
 278                 unsigned int i;
 279                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 280                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 281                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
 282                                 panic_param = param;
 283                         }
 284                 }
 285                 argv_init[i] = param;
 286         }
 287         return 0;
 288 }
 289
 290 static int __init init_setup(char *str)
 291 {
 292         unsigned int i;
 293
 294         execute_command = str;
 295         /* In case LILO is going to boot us with default command line,
 296          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 297          * the shell think it should execute a script with such name.
 298          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 299          */
 300         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 301                 argv_init[i] = NULL;
 302         return 1;
 303 }
 304 __setup("init=", init_setup);
 305
 306 extern void setup_arch(char **);
 307 extern void cpu_idle(void);
 308
 309 #ifndef CONFIG_SMP
 310
 311 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 312 static void __init smp_init(void)
 313 {
 314         APIC_init_uniprocessor();
 315 }
 316 #else
 317 #define smp_init()      do { } while (0)
 318 #endif
 319
 320 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
 321 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 322
 323 #else
 324
 325 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
 326 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 327
 328 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 329
 330 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
 331 {
 332         unsigned long size, i;
 333         char *ptr;
 334         /* Created by linker magic */
 335         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
 336
 337         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 338         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 339 #ifdef CONFIG_MODULES
 340         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 341                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 342 #endif
 343
 344         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
 345
 346         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
 347                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
 348                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 349         }
 350 }
 351 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
 352
 353 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 354 static void __init smp_init(void)
 355 {
 356         unsigned int i;
 357
 358         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
 359         for_each_present_cpu(i) {
 360                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
 361                         break;
 362                 if (!cpu_online(i))
 363                         cpu_up(i);
 364         }
 365
 366         /* Any cleanup work */
 367         printk("Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
 368         smp_cpus_done(max_cpus);
 369 #if 0
 370         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
 371
 372         smp_threads_ready=1;
 373         smp_commence();
 374 #endif
 375 }
 376
 377 #endif
 378
 379 /*
 380  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 381  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 382  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 383  * cpu_idle.
 384  *
 385  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 386  */
 387
 388 static void noinline rest_init(void)
 389 {
 390         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
 391         numa_default_policy();
 392         unlock_kernel();
 393         cpu_idle();
 394 }
 395
 396 /*
 397  *      Activate the first processor.
 398  */
 399
 400 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 401 {
 402         char * command_line;
 403         extern char saved_command_line[];
 404         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
 405 /*
 406  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 407  * enable them
 408  */
 409         lock_kernel();
 410         page_address_init();
 411         printk(linux_banner);
 412         setup_arch(&command_line);
 413         setup_per_cpu_areas();
 414
 415         /*
 416          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
 417          * printk() and can access its per-cpu storage.
 418          */
 419         smp_prepare_boot_cpu();
 420
 421         /*
 422          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 423          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 424          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 425          */
 426         sched_init();
 427
 428         build_all_zonelists();
 429         page_alloc_init();
 430         printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 431         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
 432                    __stop___param - __start___param,
 433                    &unknown_bootoption);
 434         sort_main_extable();
 435         trap_init();
 436         rcu_init();
 437         init_IRQ();
 438         pidhash_init();
 439         init_timers();
 440         softirq_init();
 441         time_init();
 442
 443         /*
 444          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 445          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 446          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 447          */
 448         console_init();
 449         if (panic_later)
 450                 panic(panic_later, panic_param);
 451         profile_init();
 452         local_irq_enable();
 453 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 454         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 455                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 456                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 457                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 458                 initrd_start = 0;
 459         }
 460 #endif
 461         mem_init();
 462         kmem_cache_init();
 463         numa_policy_init();
 464         if (late_time_init)
 465                 late_time_init();
 466         calibrate_delay();
 467         pidmap_init();
 468         pgtable_cache_init();
 469         prio_tree_init();
 470         anon_vma_init();
 471 #ifdef CONFIG_X86
 472         if (efi_enabled)
 473                 efi_enter_virtual_mode();
 474 #endif
 475         fork_init(num_physpages);
 476         proc_caches_init();
 477         buffer_init();
 478         unnamed_dev_init();
 479         security_scaffolding_startup();
 480         vfs_caches_init(num_physpages);
 481         radix_tree_init();
 482         signals_init();
 483         /* rootfs populating might need page-writeback */
 484         page_writeback_init();
 485 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 486         proc_root_init();
 487 #endif
 488         check_bugs();
 489
 490         /*
 491          *      We count on the initial thread going ok
 492          *      Like idlers init is an unlocked kernel thread, which will
 493          *      make syscalls (and thus be locked).
 494          */
 495         init_idle(current, smp_processor_id());
 496
 497         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 498         rest_init();
 499 }
 500
 501 static int __initdata initcall_debug;
 502
 503 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
 504 {
 505         initcall_debug = 1;
 506         return 1;
 507 }
 508 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
 509
 510 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 511
 512 extern initcall_t __initcall_start, __initcall_end;
 513
 514 static void __init do_initcalls(void)
 515 {
 516         initcall_t *call;
 517         int count = preempt_count();
 518
 519         for (call = &__initcall_start; call < &__initcall_end; call++) {
 520                 char *msg;
 521
 522                 if (initcall_debug) {
 523                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
 524                         print_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
 525                         printk("\n");
 526                 }
 527
 528                 (*call)();
 529
 530                 msg = NULL;
 531                 if (preempt_count() != count) {
 532                         msg = "preemption imbalance";
 533                         preempt_count() = count;
 534                 }
 535                 if (irqs_disabled()) {
 536                         msg = "disabled interrupts";
 537                         local_irq_enable();
 538                 }
 539                 if (msg) {
 540                         printk("error in initcall at 0x%p: "
 541                                 "returned with %s\n", *call, msg);
 542                 }
 543         }
 544
 545         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 546         flush_scheduled_work();
 547 }
 548
 549 /*
 550  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 551  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 552  * running, and memory and process management works.
 553  *
 554  * Now we can finally start doing some real work..
 555  */
 556 static void __init do_basic_setup(void)
 557 {
 558         driver_init();
 559
 560 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 561         sysctl_init();
 562 #endif
 563
 564         /* Networking initialization needs a process context */
 565         sock_init();
 566
 567         init_workqueues();
 568         do_initcalls();
 569 }
 570
 571 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 572 {
 573         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 574 #ifdef CONFIG_SMP
 575         extern int migration_init(void);
 576
 577         migration_init();
 578 #endif
 579         spawn_ksoftirqd();
 580 }
 581
 582 static void run_init_process(char *init_filename)
 583 {
 584         argv_init[0] = init_filename;
 585         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
 586 }
 587
 588 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
 589 {
 590 #ifdef CONFIG_SMP
 591         int i;
 592
 593         /*
 594          * If arch is not hotplug ready and did not populate
 595          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
 596          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
 597          */
 598         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
 599                 for_each_cpu(i) {
 600                         cpu_set(i, cpu_present_map);
 601                 }
 602         }
 603 #endif
 604 }
 605
 606 static int init(void * unused)
 607 {
 608         lock_kernel();
 609         /*
 610          * Tell the world that we're going to be the grim
 611          * reaper of innocent orphaned children.
 612          *
 613          * We don't want people to have to make incorrect
 614          * assumptions about where in the task array this
 615          * can be found.
 616          */
 617         child_reaper = current;
 618
 619         /* Sets up cpus_possible() */
 620         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 621
 622         do_pre_smp_initcalls();
 623
 624         fixup_cpu_present_map();
 625         smp_init();
 626         sched_init_smp();
 627
 628         /*
 629          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
 630          * firmware files.
 631          */
 632         populate_rootfs();
 633
 634         do_basic_setup();
 635
 636         /*
 637          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
 638          * the work
 639          */
 640         if (sys_access((const char __user *) "/init", 0) == 0)
 641                 execute_command = "/init";
 642         else
 643                 prepare_namespace();
 644
 645         /*
 646          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 647          * we're essentially up and running. Get rid of the
 648          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 649          */
 650         free_initmem();
 651         unlock_kernel();
 652         system_state = SYSTEM_RUNNING;
 653         numa_default_policy();
 654
 655         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 656                 printk("Warning: unable to open an initial console.\n");
 657
 658         (void) sys_dup(0);
 659         (void) sys_dup(0);
 660
 661         /*
 662          * We try each of these until one succeeds.
 663          *
 664          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 665          * trying to recover a really broken machine.
 666          */
 667
 668         if (execute_command)
 669                 run_init_process(execute_command);
 670
 671         run_init_process("/sbin/init");
 672         run_init_process("/etc/init");
 673         run_init_process("/bin/init");
 674         run_init_process("/bin/sh");
 675
 676         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 677 }