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
  53 /*
  54  * This is one of the first .c files built. Error out early
  55  * if we have compiler trouble..
  56  */
  57 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 96
  58 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
  59 #error This compiler cannot compile correctly with frame pointers enabled
  60 #endif
  61 #endif
  62
  63 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  64 #include <asm/smp.h>
  65 #endif
  66
  67 /*
  68  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  69  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  70  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  71  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  72  */
  73 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 95)
  74 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  75 #endif
  76
  77 extern char *linux_banner;
  78
  79 static int init(void *);
  80
  81 extern void init_IRQ(void);
  82 extern void sock_init(void);
  83 extern void fork_init(unsigned long);
  84 extern void mca_init(void);
  85 extern void sbus_init(void);
  86 extern void sysctl_init(void);
  87 extern void signals_init(void);
  88 extern void buffer_init(void);
  89 extern void pidhash_init(void);
  90 extern void pidmap_init(void);
  91 extern void prio_tree_init(void);
  92 extern void radix_tree_init(void);
  93 extern void free_initmem(void);
  94 extern void populate_rootfs(void);
  95 extern void driver_init(void);
  96 extern void prepare_namespace(void);
  97
  98 #ifdef CONFIG_TC
  99 extern void tc_init(void);
 100 #endif
 101
 102 enum system_states system_state;
 103 EXPORT_SYMBOL(system_state);
 104
 105 /*
 106  * Boot command-line arguments
 107  */
 108 #define MAX_INIT_ARGS 8
 109 #define MAX_INIT_ENVS 8
 110
 111 extern void time_init(void);
 112 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
 113 void (*late_time_init)(void);
 114 extern void softirq_init(void);
 115
 116 static char *execute_command;
 117
 118 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 119 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
 120
 121 /*
 122  * Setup routine for controlling SMP activation
 123  *
 124  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 125  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 126  *
 127  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 128  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 129  * SMP mode to <NUM>.
 130  */
 131 static int __init nosmp(char *str)
 132 {
 133         max_cpus = 0;
 134         return 1;
 135 }
 136
 137 __setup("nosmp", nosmp);
 138
 139 static int __init maxcpus(char *str)
 140 {
 141         get_option(&str, &max_cpus);
 142         return 1;
 143 }
 144
 145 __setup("maxcpus=", maxcpus);
 146
 147 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 148 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 149 static const char *panic_later, *panic_param;
 150
 151 __setup("profile=", profile_setup);
 152
 153 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
 154 {
 155         struct obs_kernel_param *p;
 156         extern struct obs_kernel_param __setup_start, __setup_end;
 157
 158         p = &__setup_start;
 159         do {
 160                 int n = strlen(p->str);
 161                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
 162                         if (!p->setup_func) {
 163                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete, ignored\n", p->str);
 164                                 return 1;
 165                         } else if (p->setup_func(line + n))
 166                                 return 1;
 167                 }
 168                 p++;
 169         } while (p < &__setup_end);
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 /* this should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 174    still work even if initially too large, it will just take slightly longer */
 175 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 176
 177 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 178
 179 /* This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
 180    bit takes on average 1.5/HZ seconds.  This (like the original) is a little
 181    better than 1% */
 182 #define LPS_PREC 8
 183
 184 void __devinit calibrate_delay(void)
 185 {
 186         unsigned long ticks, loopbit;
 187         int lps_precision = LPS_PREC;
 188
 189         loops_per_jiffy = (1<<12);
 190
 191         printk("Calibrating delay loop... ");
 192         while ((loops_per_jiffy <<= 1) != 0) {
 193                 /* wait for "start of" clock tick */
 194                 ticks = jiffies;
 195                 while (ticks == jiffies)
 196                         /* nothing */;
 197                 /* Go .. */
 198                 ticks = jiffies;
 199                 __delay(loops_per_jiffy);
 200                 ticks = jiffies - ticks;
 201                 if (ticks)
 202                         break;
 203         }
 204
 205 /* Do a binary approximation to get loops_per_jiffy set to equal one clock
 206    (up to lps_precision bits) */
 207         loops_per_jiffy >>= 1;
 208         loopbit = loops_per_jiffy;
 209         while ( lps_precision-- && (loopbit >>= 1) ) {
 210                 loops_per_jiffy |= loopbit;
 211                 ticks = jiffies;
 212                 while (ticks == jiffies);
 213                 ticks = jiffies;
 214                 __delay(loops_per_jiffy);
 215                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
 216                         loops_per_jiffy &= ~loopbit;
 217         }
 218
 219 /* Round the value and print it */
 220         printk("%lu.%02lu BogoMIPS\n",
 221                 loops_per_jiffy/(500000/HZ),
 222                 (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
 223 }
 224
 225 static int __init debug_kernel(char *str)
 226 {
 227         if (*str)
 228                 return 0;
 229         console_loglevel = 10;
 230         return 1;
 231 }
 232
 233 static int __init quiet_kernel(char *str)
 234 {
 235         if (*str)
 236                 return 0;
 237         console_loglevel = 4;
 238         return 1;
 239 }
 240
 241 __setup("debug", debug_kernel);
 242 __setup("quiet", quiet_kernel);
 243
 244 /* Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 245    failed parameters */
 246 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
 247 {
 248         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 249         if (val)
 250                 val[-1] = '=';
 251
 252         /* Handle obsolete-style parameters */
 253         if (obsolete_checksetup(param))
 254                 return 0;
 255
 256         /* Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
 257            line work?" */
 258         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
 259                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
 260                 return 0;
 261         }
 262
 263         if (panic_later)
 264                 return 0;
 265
 266         if (val) {
 267                 /* Environment option */
 268                 unsigned int i;
 269                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 270                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 271                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
 272                                 panic_param = param;
 273                         }
 274                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
 275                                 break;
 276                 }
 277                 envp_init[i] = param;
 278         } else {
 279                 /* Command line option */
 280                 unsigned int i;
 281                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 282                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 283                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
 284                                 panic_param = param;
 285                         }
 286                 }
 287                 argv_init[i] = param;
 288         }
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 static int __init init_setup(char *str)
 293 {
 294         unsigned int i;
 295
 296         execute_command = str;
 297         /* In case LILO is going to boot us with default command line,
 298          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 299          * the shell think it should execute a script with such name.
 300          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 301          */
 302         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 303                 argv_init[i] = NULL;
 304         return 1;
 305 }
 306 __setup("init=", init_setup);
 307
 308 extern void setup_arch(char **);
 309 extern void cpu_idle(void);
 310
 311 #ifndef CONFIG_SMP
 312
 313 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 314 static void __init smp_init(void)
 315 {
 316         APIC_init_uniprocessor();
 317 }
 318 #else
 319 #define smp_init()      do { } while (0)
 320 #endif
 321
 322 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
 323 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 324
 325 #else
 326
 327 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
 328 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 329
 330 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 331
 332 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
 333 {
 334         unsigned long size, i;
 335         char *ptr;
 336         /* Created by linker magic */
 337         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
 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("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_threads_ready=1;
 375         smp_commence();
 376 #endif
 377 }
 378
 379 #endif
 380
 381 /*
 382  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 383  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 384  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 385  * cpu_idle.
 386  *
 387  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 388  */
 389
 390 static void noinline rest_init(void)
 391 {
 392         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
 393         numa_default_policy();
 394         unlock_kernel();
 395         cpu_idle();
 396 }
 397
 398 /*
 399  *      Activate the first processor.
 400  */
 401
 402 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 403 {
 404         char * command_line;
 405         extern char saved_command_line[];
 406         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
 407 /*
 408  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 409  * enable them
 410  */
 411         lock_kernel();
 412         page_address_init();
 413         printk(linux_banner);
 414         setup_arch(&command_line);
 415         setup_per_cpu_areas();
 416
 417         /*
 418          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
 419          * printk() and can access its per-cpu storage.
 420          */
 421         smp_prepare_boot_cpu();
 422
 423         /*
 424          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 425          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 426          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 427          */
 428         sched_init();
 429
 430         build_all_zonelists();
 431         page_alloc_init();
 432         printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 433         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
 434                    __stop___param - __start___param,
 435                    &unknown_bootoption);
 436         sort_main_extable();
 437         trap_init();
 438         rcu_init();
 439         init_IRQ();
 440         pidhash_init();
 441         /* MEF: In 2.6.5. ckrm_init was right after pidhash_init() but
 442                 before sched_init(). Will leave it after pidhash_init()
 443                 and cross finger.
 444         */
 445         ckrm_init();
 446         init_timers();
 447         softirq_init();
 448         time_init();
 449
 450         /*
 451          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 452          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 453          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 454          */
 455         console_init();
 456         if (panic_later)
 457                 panic(panic_later, panic_param);
 458         profile_init();
 459         local_irq_enable();
 460 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 461         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 462                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 463                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 464                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 465                 initrd_start = 0;
 466         }
 467 #endif
 468         mem_init();
 469         kmem_cache_init();
 470         numa_policy_init();
 471         if (late_time_init)
 472                 late_time_init();
 473         calibrate_delay();
 474         pidmap_init();
 475         pgtable_cache_init();
 476         prio_tree_init();
 477         anon_vma_init();
 478 #ifdef CONFIG_X86
 479         if (efi_enabled)
 480                 efi_enter_virtual_mode();
 481 #endif
 482         fork_init(num_physpages);
 483         proc_caches_init();
 484         buffer_init();
 485         unnamed_dev_init();
 486         security_scaffolding_startup();
 487         vfs_caches_init(num_physpages);
 488         radix_tree_init();
 489         signals_init();
 490         /* rootfs populating might need page-writeback */
 491         page_writeback_init();
 492 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 493         proc_root_init();
 494 #endif
 495
 496         check_bugs();
 497
 498         /*
 499          *      We count on the initial thread going ok
 500          *      Like idlers init is an unlocked kernel thread, which will
 501          *      make syscalls (and thus be locked).
 502          */
 503         init_idle(current, smp_processor_id());
 504
 505         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 506         rest_init();
 507 }
 508
 509 static int __initdata initcall_debug;
 510
 511 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
 512 {
 513         initcall_debug = 1;
 514         return 1;
 515 }
 516 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
 517
 518 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 519
 520 extern initcall_t __initcall_start, __initcall_end;
 521
 522 static void __init do_initcalls(void)
 523 {
 524         initcall_t *call;
 525         int count = preempt_count();
 526
 527         for (call = &__initcall_start; call < &__initcall_end; call++) {
 528                 char *msg;
 529
 530                 if (initcall_debug) {
 531                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
 532                         print_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
 533                         printk("\n");
 534                 }
 535
 536                 (*call)();
 537
 538                 msg = NULL;
 539                 if (preempt_count() != count) {
 540                         msg = "preemption imbalance";
 541                         preempt_count() = count;
 542                 }
 543                 if (irqs_disabled()) {
 544                         msg = "disabled interrupts";
 545                         local_irq_enable();
 546                 }
 547                 if (msg) {
 548                         printk("error in initcall at 0x%p: "
 549                                 "returned with %s\n", *call, msg);
 550                 }
 551         }
 552
 553         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 554         flush_scheduled_work();
 555 }
 556
 557 /*
 558  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 559  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 560  * running, and memory and process management works.
 561  *
 562  * Now we can finally start doing some real work..
 563  */
 564 static void __init do_basic_setup(void)
 565 {
 566         driver_init();
 567
 568 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 569         sysctl_init();
 570 #endif
 571
 572         /* Networking initialization needs a process context */
 573         sock_init();
 574
 575         init_workqueues();
 576         do_initcalls();
 577 }
 578
 579 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 580 {
 581         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 582 #ifdef CONFIG_SMP
 583         extern int migration_init(void);
 584
 585         migration_init();
 586 #endif
 587         spawn_ksoftirqd();
 588 }
 589
 590 static void run_init_process(char *init_filename)
 591 {
 592         argv_init[0] = init_filename;
 593         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
 594 }
 595
 596 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
 597 {
 598 #ifdef CONFIG_SMP
 599         int i;
 600
 601         /*
 602          * If arch is not hotplug ready and did not populate
 603          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
 604          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
 605          */
 606         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
 607                 for_each_cpu(i) {
 608                         cpu_set(i, cpu_present_map);
 609                 }
 610         }
 611 #endif
 612 }
 613
 614 static int init(void * unused)
 615 {
 616         lock_kernel();
 617         /*
 618          * Tell the world that we're going to be the grim
 619          * reaper of innocent orphaned children.
 620          *
 621          * We don't want people to have to make incorrect
 622          * assumptions about where in the task array this
 623          * can be found.
 624          */
 625         child_reaper = current;
 626
 627         /* Sets up cpus_possible() */
 628         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 629
 630         do_pre_smp_initcalls();
 631
 632         fixup_cpu_present_map();
 633         smp_init();
 634         sched_init_smp();
 635
 636         /*
 637          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
 638          * firmware files.
 639          */
 640         populate_rootfs();
 641
 642         do_basic_setup();
 643
 644         /*
 645          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
 646          * the work
 647          */
 648         if (sys_access((const char __user *) "/init", 0) == 0)
 649                 execute_command = "/init";
 650         else
 651                 prepare_namespace();
 652
 653         /*
 654          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 655          * we're essentially up and running. Get rid of the
 656          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 657          */
 658         free_initmem();
 659         unlock_kernel();
 660         system_state = SYSTEM_RUNNING;
 661         numa_default_policy();
 662
 663         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 664                 printk("Warning: unable to open an initial console.\n");
 665
 666         (void) sys_dup(0);
 667         (void) sys_dup(0);
 668
 669         /*
 670          * We try each of these until one succeeds.
 671          *
 672          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 673          * trying to recover a really broken machine.
 674          */
 675
 676         if (execute_command)
 677                 run_init_process(execute_command);
 678
 679         run_init_process("/sbin/init");
 680         run_init_process("/etc/init");
 681         run_init_process("/bin/init");
 682         run_init_process("/bin/sh");
 683
 684         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 685 }