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 #include <asm/setup.h>
  51
  52 #include <linux/ckrm.h>
  53 int __init init_ckrm_sched_res(void);
  54
  55
  56 /*
  57  * This is one of the first .c files built. Error out early
  58  * if we have compiler trouble..
  59  */
  60 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 96
  61 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
  62 #error This compiler cannot compile correctly with frame pointers enabled
  63 #endif
  64 #endif
  65
  66 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  67 #include <asm/smp.h>
  68 #endif
  69
  70 /*
  71  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  72  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  73  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  74  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  75  */
  76 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 95)
  77 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  78 #endif
  79
  80 extern char *linux_banner;
  81
  82 static int init(void *);
  83
  84 extern void init_IRQ(void);
  85 extern void sock_init(void);
  86 extern void fork_init(unsigned long);
  87 extern void mca_init(void);
  88 extern void sbus_init(void);
  89 extern void sysctl_init(void);
  90 extern void signals_init(void);
  91 extern void buffer_init(void);
  92 extern void pidhash_init(void);
  93 extern void pidmap_init(void);
  94 extern void prio_tree_init(void);
  95 extern void radix_tree_init(void);
  96 extern void free_initmem(void);
  97 extern void populate_rootfs(void);
  98 extern void driver_init(void);
  99 extern void prepare_namespace(void);
 100
 101 #ifdef CONFIG_TC
 102 extern void tc_init(void);
 103 #endif
 104
 105 enum system_states system_state;
 106 EXPORT_SYMBOL(system_state);
 107
 108 /*
 109  * Boot command-line arguments
 110  */
 111 #define MAX_INIT_ARGS 8
 112 #define MAX_INIT_ENVS 8
 113
 114 extern void time_init(void);
 115 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
 116 void (*late_time_init)(void);
 117 extern void softirq_init(void);
 118
 119 /* Untouched command line (eg. for /proc) saved by arch-specific code. */
 120 char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 121
 122 static char *execute_command;
 123
 124 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 125 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
 126
 127 /*
 128  * Setup routine for controlling SMP activation
 129  *
 130  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 131  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 132  *
 133  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 134  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 135  * SMP mode to <NUM>.
 136  */
 137 static int __init nosmp(char *str)
 138 {
 139         max_cpus = 0;
 140         return 1;
 141 }
 142
 143 __setup("nosmp", nosmp);
 144
 145 static int __init maxcpus(char *str)
 146 {
 147         get_option(&str, &max_cpus);
 148         return 1;
 149 }
 150
 151 __setup("maxcpus=", maxcpus);
 152
 153 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 154 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 155 static const char *panic_later, *panic_param;
 156
 157 __setup("profile=", profile_setup);
 158
 159 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
 160 {
 161         struct obs_kernel_param *p;
 162         extern struct obs_kernel_param __setup_start, __setup_end;
 163
 164         p = &__setup_start;
 165         do {
 166                 int n = strlen(p->str);
 167                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
 168                         if (p->early) {
 169                                 /* Already done in parse_early_param?  (Needs
 170                                  * exact match on param part) */
 171                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
 172                                         return 1;
 173                         } else if (!p->setup_func) {
 174                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete,"
 175                                        " ignored\n", p->str);
 176                                 return 1;
 177                         } else if (p->setup_func(line + n))
 178                                 return 1;
 179                 }
 180                 p++;
 181         } while (p < &__setup_end);
 182         return 0;
 183 }
 184
 185 /* this should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 186    still work even if initially too large, it will just take slightly longer */
 187 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 188
 189 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 190
 191 /* This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
 192    bit takes on average 1.5/HZ seconds.  This (like the original) is a little
 193    better than 1% */
 194 #define LPS_PREC 8
 195
 196 void __devinit calibrate_delay(void)
 197 {
 198         unsigned long ticks, loopbit;
 199         int lps_precision = LPS_PREC;
 200
 201         loops_per_jiffy = (1<<12);
 202
 203         printk("Calibrating delay loop... ");
 204         while ((loops_per_jiffy <<= 1) != 0) {
 205                 /* wait for "start of" clock tick */
 206                 ticks = jiffies;
 207                 while (ticks == jiffies)
 208                         /* nothing */;
 209                 /* Go .. */
 210                 ticks = jiffies;
 211                 __delay(loops_per_jiffy);
 212                 ticks = jiffies - ticks;
 213                 if (ticks)
 214                         break;
 215         }
 216
 217 /* Do a binary approximation to get loops_per_jiffy set to equal one clock
 218    (up to lps_precision bits) */
 219         loops_per_jiffy >>= 1;
 220         loopbit = loops_per_jiffy;
 221         while ( lps_precision-- && (loopbit >>= 1) ) {
 222                 loops_per_jiffy |= loopbit;
 223                 ticks = jiffies;
 224                 while (ticks == jiffies);
 225                 ticks = jiffies;
 226                 __delay(loops_per_jiffy);
 227                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
 228                         loops_per_jiffy &= ~loopbit;
 229         }
 230
 231 /* Round the value and print it */
 232         printk("%lu.%02lu BogoMIPS\n",
 233                 loops_per_jiffy/(500000/HZ),
 234                 (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
 235 }
 236
 237 static int __init debug_kernel(char *str)
 238 {
 239         if (*str)
 240                 return 0;
 241         console_loglevel = 10;
 242         return 1;
 243 }
 244
 245 static int __init quiet_kernel(char *str)
 246 {
 247         if (*str)
 248                 return 0;
 249         console_loglevel = 4;
 250         return 1;
 251 }
 252
 253 __setup("debug", debug_kernel);
 254 __setup("quiet", quiet_kernel);
 255
 256 /* Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 257    failed parameters */
 258 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
 259 {
 260         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 261         if (val)
 262                 val[-1] = '=';
 263
 264         /* Handle obsolete-style parameters */
 265         if (obsolete_checksetup(param))
 266                 return 0;
 267
 268         /* Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
 269            line work?" */
 270         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
 271                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
 272                 return 0;
 273         }
 274
 275         if (panic_later)
 276                 return 0;
 277
 278         if (val) {
 279                 /* Environment option */
 280                 unsigned int i;
 281                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 282                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 283                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
 284                                 panic_param = param;
 285                         }
 286                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
 287                                 break;
 288                 }
 289                 envp_init[i] = param;
 290         } else {
 291                 /* Command line option */
 292                 unsigned int i;
 293                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 294                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 295                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
 296                                 panic_param = param;
 297                         }
 298                 }
 299                 argv_init[i] = param;
 300         }
 301         return 0;
 302 }
 303
 304 static int __init init_setup(char *str)
 305 {
 306         unsigned int i;
 307
 308         execute_command = str;
 309         /* In case LILO is going to boot us with default command line,
 310          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 311          * the shell think it should execute a script with such name.
 312          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 313          */
 314         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 315                 argv_init[i] = NULL;
 316         return 1;
 317 }
 318 __setup("init=", init_setup);
 319
 320 extern void setup_arch(char **);
 321 extern void cpu_idle(void);
 322
 323 #ifndef CONFIG_SMP
 324
 325 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 326 static void __init smp_init(void)
 327 {
 328         APIC_init_uniprocessor();
 329 }
 330 #else
 331 #define smp_init()      do { } while (0)
 332 #endif
 333
 334 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
 335 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 336
 337 #else
 338
 339 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
 340 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 341
 342 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 343
 344 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
 345 {
 346         unsigned long size, i;
 347         char *ptr;
 348         /* Created by linker magic */
 349         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
 350
 351         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 352         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 353 #ifdef CONFIG_MODULES
 354         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 355                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 356 #endif
 357
 358         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
 359
 360         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
 361                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
 362                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 363         }
 364 }
 365 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
 366
 367 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 368 static void __init smp_init(void)
 369 {
 370         unsigned int i;
 371
 372         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
 373         for_each_present_cpu(i) {
 374                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
 375                         break;
 376                 if (!cpu_online(i))
 377                         cpu_up(i);
 378         }
 379
 380         /* Any cleanup work */
 381         printk("Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
 382         smp_cpus_done(max_cpus);
 383 #if 0
 384         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
 385
 386         smp_threads_ready=1;
 387         smp_commence();
 388 #endif
 389 }
 390
 391 #endif
 392
 393 /*
 394  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 395  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 396  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 397  * cpu_idle.
 398  *
 399  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 400  */
 401
 402 static void noinline rest_init(void)
 403 {
 404         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
 405         numa_default_policy();
 406         system_state = SYSTEM_BOOTING_SCHEDULER_OK;
 407         unlock_kernel();
 408         cpu_idle();
 409 }
 410
 411 /* Check for early params. */
 412 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
 413 {
 414         struct obs_kernel_param *p;
 415         extern struct obs_kernel_param __setup_start, __setup_end;
 416
 417         for (p = &__setup_start; p < &__setup_end; p++) {
 418                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
 419                         if (p->setup_func(val) != 0)
 420                                 printk(KERN_WARNING
 421                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
 422                 }
 423         }
 424         /* We accept everything at this stage. */
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
 429 void __init parse_early_param(void)
 430 {
 431         static __initdata int done = 0;
 432         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
 433
 434         if (done)
 435                 return;
 436
 437         /* All fall through to do_early_param. */
 438         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 439         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
 440         done = 1;
 441 }
 442
 443 /*
 444  *      Activate the first processor.
 445  */
 446
 447 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 448 {
 449         char * command_line;
 450         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
 451 /*
 452  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 453  * enable them
 454  */
 455         lock_kernel();
 456         page_address_init();
 457         printk(linux_banner);
 458         setup_arch(&command_line);
 459         setup_per_cpu_areas();
 460
 461         /*
 462          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
 463          * printk() and can access its per-cpu storage.
 464          */
 465         smp_prepare_boot_cpu();
 466         /*
 467          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 468          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 469          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 470          */
 471         sched_init();
 472
 473         build_all_zonelists();
 474         page_alloc_init();
 475         printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 476         parse_early_param();
 477         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
 478                    __stop___param - __start___param,
 479                    &unknown_bootoption);
 480         sort_main_extable();
 481         trap_init();
 482         rcu_init();
 483         init_IRQ();
 484         pidhash_init();
 485         /* MEF: In 2.6.5. ckrm_init was right after pidhash_init() but
 486                 before sched_init(). Will leave it after pidhash_init()
 487                 and cross finger.
 488         */
 489         ckrm_init();
 490         init_timers();
 491         softirq_init();
 492         time_init();
 493
 494         /*
 495          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 496          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 497          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 498          */
 499         console_init();
 500         if (panic_later)
 501                 panic(panic_later, panic_param);
 502         profile_init();
 503         local_irq_enable();
 504 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 505         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 506                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 507                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 508                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 509                 initrd_start = 0;
 510         }
 511 #endif
 512         vfs_caches_init_early();
 513         mem_init();
 514         kmem_cache_init();
 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         security_scaffolding_startup();
 532         vfs_caches_init(num_physpages);
 533         radix_tree_init();
 534         signals_init();
 535         /* rootfs populating might need page-writeback */
 536         page_writeback_init();
 537 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 538         proc_root_init();
 539 #endif
 540
 541         check_bugs();
 542
 543         /*
 544          *      We count on the initial thread going ok
 545          *      Like idlers init is an unlocked kernel thread, which will
 546          *      make syscalls (and thus be locked).
 547          */
 548         init_idle(current, smp_processor_id());
 549
 550         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 551         rest_init();
 552 }
 553
 554 static int __initdata initcall_debug;
 555
 556 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
 557 {
 558         initcall_debug = 1;
 559         return 1;
 560 }
 561 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
 562
 563 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 564
 565 extern initcall_t __initcall_start, __initcall_end;
 566
 567 static void __init do_initcalls(void)
 568 {
 569         initcall_t *call;
 570         int count = preempt_count();
 571
 572         for (call = &__initcall_start; call < &__initcall_end; call++) {
 573                 char *msg;
 574
 575                 if (initcall_debug) {
 576                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
 577                         print_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
 578                         printk("\n");
 579                 }
 580
 581                 (*call)();
 582
 583                 msg = NULL;
 584                 if (preempt_count() != count) {
 585                         msg = "preemption imbalance";
 586                         preempt_count() = count;
 587                 }
 588                 if (irqs_disabled()) {
 589                         msg = "disabled interrupts";
 590                         local_irq_enable();
 591                 }
 592                 if (msg) {
 593                         printk("error in initcall at 0x%p: "
 594                                 "returned with %s\n", *call, msg);
 595                 }
 596         }
 597
 598         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 599         flush_scheduled_work();
 600 }
 601
 602 /*
 603  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 604  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 605  * running, and memory and process management works.
 606  *
 607  * Now we can finally start doing some real work..
 608  */
 609 static void __init do_basic_setup(void)
 610 {
 611         driver_init();
 612
 613 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 614         sysctl_init();
 615 #endif
 616
 617         /* Networking initialization needs a process context */
 618         sock_init();
 619
 620         init_workqueues();
 621         do_initcalls();
 622 }
 623
 624 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 625 {
 626         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 627 #ifdef CONFIG_SMP
 628         extern int migration_init(void);
 629
 630         migration_init();
 631 #endif
 632         spawn_ksoftirqd();
 633 }
 634
 635 static void run_init_process(char *init_filename)
 636 {
 637         argv_init[0] = init_filename;
 638         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
 639 }
 640
 641 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
 642 {
 643 #ifdef CONFIG_SMP
 644         int i;
 645
 646         /*
 647          * If arch is not hotplug ready and did not populate
 648          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
 649          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
 650          */
 651         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
 652                 for_each_cpu(i) {
 653                         cpu_set(i, cpu_present_map);
 654                 }
 655         }
 656 #endif
 657 }
 658
 659 static int init(void * unused)
 660 {
 661         lock_kernel();
 662         /*
 663          * Tell the world that we're going to be the grim
 664          * reaper of innocent orphaned children.
 665          *
 666          * We don't want people to have to make incorrect
 667          * assumptions about where in the task array this
 668          * can be found.
 669          */
 670         child_reaper = current;
 671
 672         /* Sets up cpus_possible() */
 673         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 674
 675         do_pre_smp_initcalls();
 676
 677         fixup_cpu_present_map();
 678         smp_init();
 679
 680         /*
 681          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
 682          * firmware files.
 683          */
 684         populate_rootfs();
 685         do_basic_setup();
 686         init_ckrm_sched_res();
 687
 688         sched_init_smp();
 689
 690         /*
 691          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
 692          * the work
 693          */
 694         if (sys_access((const char __user *) "/init", 0) == 0)
 695                 execute_command = "/init";
 696         else
 697                 prepare_namespace();
 698
 699         /*
 700          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 701          * we're essentially up and running. Get rid of the
 702          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 703          */
 704         free_initmem();
 705         unlock_kernel();
 706         system_state = SYSTEM_RUNNING;
 707         numa_default_policy();
 708
 709         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 710                 printk("Warning: unable to open an initial console.\n");
 711
 712         (void) sys_dup(0);
 713         (void) sys_dup(0);
 714
 715         /*
 716          * We try each of these until one succeeds.
 717          *
 718          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 719          * trying to recover a really broken machine.
 720          */
 721
 722         if (execute_command)
 723                 run_init_process(execute_command);
 724
 725         run_init_process("/sbin/init");
 726         run_init_process("/etc/init");
 727         run_init_process("/bin/init");
 728         run_init_process("/bin/sh");
 729
 730         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 731 }
 732
 733 static int early_param_test(char *rest)
 734 {
 735         printk("early_parm_test: %s\n", rest ?: "(null)");
 736         return rest ? 0 : -EINVAL;
 737 }
 738 early_param("testsetup", early_param_test);
 739 static int early_setup_test(char *rest)
 740 {
 741         printk("early_setup_test: %s\n", rest ?: "(null)");
 742         return 0;
 743 }
 744 __setup("testsetup_long", early_setup_test);