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 #include <linux/ckrm.h>
  52 int __init init_ckrm_sched_res(void);
  53
  54
  55 /*
  56  * This is one of the first .c files built. Error out early
  57  * if we have compiler trouble..
  58  */
  59 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 96
  60 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
  61 #error This compiler cannot compile correctly with frame pointers enabled
  62 #endif
  63 #endif
  64
  65 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  66 #include <asm/smp.h>
  67 #endif
  68
  69 /*
  70  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  71  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  72  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  73  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  74  */
  75 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 95)
  76 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  77 #endif
  78
  79 extern char *linux_banner;
  80
  81 static int init(void *);
  82
  83 extern void init_IRQ(void);
  84 extern void sock_init(void);
  85 extern void fork_init(unsigned long);
  86 extern void mca_init(void);
  87 extern void sbus_init(void);
  88 extern void sysctl_init(void);
  89 extern void signals_init(void);
  90 extern void buffer_init(void);
  91 extern void pidhash_init(void);
  92 extern void pidmap_init(void);
  93 extern void prio_tree_init(void);
  94 extern void radix_tree_init(void);
  95 extern void free_initmem(void);
  96 extern void populate_rootfs(void);
  97 extern void driver_init(void);
  98 extern void prepare_namespace(void);
  99
 100 #ifdef CONFIG_TC
 101 extern void tc_init(void);
 102 #endif
 103
 104 enum system_states system_state;
 105 EXPORT_SYMBOL(system_state);
 106
 107 /*
 108  * Boot command-line arguments
 109  */
 110 #define MAX_INIT_ARGS 8
 111 #define MAX_INIT_ENVS 8
 112
 113 extern void time_init(void);
 114 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
 115 void (*late_time_init)(void);
 116 extern void softirq_init(void);
 117
 118 static char *execute_command;
 119
 120 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 121 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
 122
 123 /*
 124  * Setup routine for controlling SMP activation
 125  *
 126  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 127  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 128  *
 129  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 130  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 131  * SMP mode to <NUM>.
 132  */
 133 static int __init nosmp(char *str)
 134 {
 135         max_cpus = 0;
 136         return 1;
 137 }
 138
 139 __setup("nosmp", nosmp);
 140
 141 static int __init maxcpus(char *str)
 142 {
 143         get_option(&str, &max_cpus);
 144         return 1;
 145 }
 146
 147 __setup("maxcpus=", maxcpus);
 148
 149 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 150 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 151 static const char *panic_later, *panic_param;
 152
 153 __setup("profile=", profile_setup);
 154
 155 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
 156 {
 157         struct obs_kernel_param *p;
 158         extern struct obs_kernel_param __setup_start, __setup_end;
 159
 160         p = &__setup_start;
 161         do {
 162                 int n = strlen(p->str);
 163                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
 164                         if (!p->setup_func) {
 165                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete, ignored\n", p->str);
 166                                 return 1;
 167                         } else if (p->setup_func(line + n))
 168                                 return 1;
 169                 }
 170                 p++;
 171         } while (p < &__setup_end);
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 /* this should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 176    still work even if initially too large, it will just take slightly longer */
 177 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 178
 179 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 180
 181 /* This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
 182    bit takes on average 1.5/HZ seconds.  This (like the original) is a little
 183    better than 1% */
 184 #define LPS_PREC 8
 185
 186 void __devinit calibrate_delay(void)
 187 {
 188         unsigned long ticks, loopbit;
 189         int lps_precision = LPS_PREC;
 190
 191         loops_per_jiffy = (1<<12);
 192
 193         printk("Calibrating delay loop... ");
 194         while ((loops_per_jiffy <<= 1) != 0) {
 195                 /* wait for "start of" clock tick */
 196                 ticks = jiffies;
 197                 while (ticks == jiffies)
 198                         /* nothing */;
 199                 /* Go .. */
 200                 ticks = jiffies;
 201                 __delay(loops_per_jiffy);
 202                 ticks = jiffies - ticks;
 203                 if (ticks)
 204                         break;
 205         }
 206
 207 /* Do a binary approximation to get loops_per_jiffy set to equal one clock
 208    (up to lps_precision bits) */
 209         loops_per_jiffy >>= 1;
 210         loopbit = loops_per_jiffy;
 211         while ( lps_precision-- && (loopbit >>= 1) ) {
 212                 loops_per_jiffy |= loopbit;
 213                 ticks = jiffies;
 214                 while (ticks == jiffies);
 215                 ticks = jiffies;
 216                 __delay(loops_per_jiffy);
 217                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
 218                         loops_per_jiffy &= ~loopbit;
 219         }
 220
 221 /* Round the value and print it */
 222         printk("%lu.%02lu BogoMIPS\n",
 223                 loops_per_jiffy/(500000/HZ),
 224                 (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
 225 }
 226
 227 static int __init debug_kernel(char *str)
 228 {
 229         if (*str)
 230                 return 0;
 231         console_loglevel = 10;
 232         return 1;
 233 }
 234
 235 static int __init quiet_kernel(char *str)
 236 {
 237         if (*str)
 238                 return 0;
 239         console_loglevel = 4;
 240         return 1;
 241 }
 242
 243 __setup("debug", debug_kernel);
 244 __setup("quiet", quiet_kernel);
 245
 246 /* Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 247    failed parameters */
 248 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
 249 {
 250         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 251         if (val)
 252                 val[-1] = '=';
 253
 254         /* Handle obsolete-style parameters */
 255         if (obsolete_checksetup(param))
 256                 return 0;
 257
 258         /* Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
 259            line work?" */
 260         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
 261                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
 262                 return 0;
 263         }
 264
 265         if (panic_later)
 266                 return 0;
 267
 268         if (val) {
 269                 /* Environment option */
 270                 unsigned int i;
 271                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 272                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 273                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
 274                                 panic_param = param;
 275                         }
 276                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
 277                                 break;
 278                 }
 279                 envp_init[i] = param;
 280         } else {
 281                 /* Command line option */
 282                 unsigned int i;
 283                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 284                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 285                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
 286                                 panic_param = param;
 287                         }
 288                 }
 289                 argv_init[i] = param;
 290         }
 291         return 0;
 292 }
 293
 294 static int __init init_setup(char *str)
 295 {
 296         unsigned int i;
 297
 298         execute_command = str;
 299         /* In case LILO is going to boot us with default command line,
 300          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 301          * the shell think it should execute a script with such name.
 302          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 303          */
 304         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 305                 argv_init[i] = NULL;
 306         return 1;
 307 }
 308 __setup("init=", init_setup);
 309
 310 extern void setup_arch(char **);
 311 extern void cpu_idle(void);
 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         /* Created by linker magic */
 339         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
 340
 341         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 342         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 343 #ifdef CONFIG_MODULES
 344         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 345                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 346 #endif
 347
 348         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
 349
 350         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
 351                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
 352                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 353         }
 354 }
 355 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
 356
 357 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 358 static void __init smp_init(void)
 359 {
 360         unsigned int i;
 361
 362         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
 363         for_each_present_cpu(i) {
 364                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
 365                         break;
 366                 if (!cpu_online(i))
 367                         cpu_up(i);
 368         }
 369
 370         /* Any cleanup work */
 371         printk("Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
 372         smp_cpus_done(max_cpus);
 373 #if 0
 374         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
 375
 376         smp_threads_ready=1;
 377         smp_commence();
 378 #endif
 379 }
 380
 381 #endif
 382
 383 /*
 384  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 385  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 386  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 387  * cpu_idle.
 388  *
 389  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 390  */
 391
 392 static void noinline rest_init(void)
 393 {
 394         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
 395         numa_default_policy();
 396         unlock_kernel();
 397         cpu_idle();
 398 }
 399
 400 /*
 401  *      Activate the first processor.
 402  */
 403
 404 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 405 {
 406         char * command_line;
 407         extern char saved_command_line[];
 408         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
 409 /*
 410  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 411  * enable them
 412  */
 413         lock_kernel();
 414         page_address_init();
 415         printk(linux_banner);
 416         setup_arch(&command_line);
 417         setup_per_cpu_areas();
 418
 419         /*
 420          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
 421          * printk() and can access its per-cpu storage.
 422          */
 423         smp_prepare_boot_cpu();
 424         /*
 425          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 426          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 427          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 428          */
 429         sched_init();
 430
 431         build_all_zonelists();
 432         page_alloc_init();
 433         printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 434         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
 435                    __stop___param - __start___param,
 436                    &unknown_bootoption);
 437         sort_main_extable();
 438         trap_init();
 439         rcu_init();
 440         init_IRQ();
 441         pidhash_init();
 442         /* MEF: In 2.6.5. ckrm_init was right after pidhash_init() but
 443                 before sched_init(). Will leave it after pidhash_init()
 444                 and cross finger.
 445         */
 446         ckrm_init();
 447         init_timers();
 448         softirq_init();
 449         time_init();
 450
 451         /*
 452          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 453          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 454          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 455          */
 456         console_init();
 457         if (panic_later)
 458                 panic(panic_later, panic_param);
 459         profile_init();
 460         local_irq_enable();
 461 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 462         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 463                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 464                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 465                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 466                 initrd_start = 0;
 467         }
 468 #endif
 469         mem_init();
 470         kmem_cache_init();
 471         numa_policy_init();
 472         if (late_time_init)
 473                 late_time_init();
 474         calibrate_delay();
 475         pidmap_init();
 476         pgtable_cache_init();
 477         prio_tree_init();
 478         anon_vma_init();
 479 #ifdef CONFIG_X86
 480         if (efi_enabled)
 481                 efi_enter_virtual_mode();
 482 #endif
 483         fork_init(num_physpages);
 484         proc_caches_init();
 485         buffer_init();
 486         unnamed_dev_init();
 487         security_scaffolding_startup();
 488         vfs_caches_init(num_physpages);
 489         radix_tree_init();
 490         signals_init();
 491         /* rootfs populating might need page-writeback */
 492         page_writeback_init();
 493 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 494         proc_root_init();
 495 #endif
 496
 497         check_bugs();
 498
 499         /*
 500          *      We count on the initial thread going ok
 501          *      Like idlers init is an unlocked kernel thread, which will
 502          *      make syscalls (and thus be locked).
 503          */
 504         init_idle(current, smp_processor_id());
 505
 506         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 507         rest_init();
 508 }
 509
 510 static int __initdata initcall_debug;
 511
 512 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
 513 {
 514         initcall_debug = 1;
 515         return 1;
 516 }
 517 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
 518
 519 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 520
 521 extern initcall_t __initcall_start, __initcall_end;
 522
 523 static void __init do_initcalls(void)
 524 {
 525         initcall_t *call;
 526         int count = preempt_count();
 527
 528         for (call = &__initcall_start; call < &__initcall_end; call++) {
 529                 char *msg;
 530
 531                 if (initcall_debug) {
 532                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
 533                         print_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
 534                         printk("\n");
 535                 }
 536
 537                 (*call)();
 538
 539                 msg = NULL;
 540                 if (preempt_count() != count) {
 541                         msg = "preemption imbalance";
 542                         preempt_count() = count;
 543                 }
 544                 if (irqs_disabled()) {
 545                         msg = "disabled interrupts";
 546                         local_irq_enable();
 547                 }
 548                 if (msg) {
 549                         printk("error in initcall at 0x%p: "
 550                                 "returned with %s\n", *call, msg);
 551                 }
 552         }
 553
 554         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 555         flush_scheduled_work();
 556 }
 557
 558 /*
 559  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 560  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 561  * running, and memory and process management works.
 562  *
 563  * Now we can finally start doing some real work..
 564  */
 565 static void __init do_basic_setup(void)
 566 {
 567         driver_init();
 568
 569 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 570         sysctl_init();
 571 #endif
 572
 573         /* Networking initialization needs a process context */
 574         sock_init();
 575
 576         init_workqueues();
 577         do_initcalls();
 578 }
 579
 580 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 581 {
 582         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 583 #ifdef CONFIG_SMP
 584         extern int migration_init(void);
 585
 586         migration_init();
 587 #endif
 588         spawn_ksoftirqd();
 589 }
 590
 591 static void run_init_process(char *init_filename)
 592 {
 593         argv_init[0] = init_filename;
 594         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
 595 }
 596
 597 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
 598 {
 599 #ifdef CONFIG_SMP
 600         int i;
 601
 602         /*
 603          * If arch is not hotplug ready and did not populate
 604          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
 605          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
 606          */
 607         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
 608                 for_each_cpu(i) {
 609                         cpu_set(i, cpu_present_map);
 610                 }
 611         }
 612 #endif
 613 }
 614
 615 static int init(void * unused)
 616 {
 617         lock_kernel();
 618         /*
 619          * Tell the world that we're going to be the grim
 620          * reaper of innocent orphaned children.
 621          *
 622          * We don't want people to have to make incorrect
 623          * assumptions about where in the task array this
 624          * can be found.
 625          */
 626         child_reaper = current;
 627
 628         /* Sets up cpus_possible() */
 629         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 630
 631         do_pre_smp_initcalls();
 632
 633         fixup_cpu_present_map();
 634         smp_init();
 635         sched_init_smp();
 636
 637         /*
 638          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
 639          * firmware files.
 640          */
 641         populate_rootfs();
 642         do_basic_setup();
 643         init_ckrm_sched_res();
 644
 645         /*
 646          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
 647          * the work
 648          */
 649         if (sys_access((const char __user *) "/init", 0) == 0)
 650                 execute_command = "/init";
 651         else
 652                 prepare_namespace();
 653
 654         /*
 655          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 656          * we're essentially up and running. Get rid of the
 657          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 658          */
 659         free_initmem();
 660         unlock_kernel();
 661         system_state = SYSTEM_RUNNING;
 662         numa_default_policy();
 663
 664         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 665                 printk("Warning: unable to open an initial console.\n");
 666
 667         (void) sys_dup(0);
 668         (void) sys_dup(0);
 669
 670         /*
 671          * We try each of these until one succeeds.
 672          *
 673          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 674          * trying to recover a really broken machine.
 675          */
 676
 677         if (execute_command)
 678                 run_init_process(execute_command);
 679
 680         run_init_process("/sbin/init");
 681         run_init_process("/etc/init");
 682         run_init_process("/bin/init");
 683         run_init_process("/bin/sh");
 684
 685         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 686 }