init/main.c

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