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
  46 #include <asm/io.h>
  47 #include <asm/bugs.h>
  48
  49 /*
  50  * This is one of the first .c files built. Error out early
  51  * if we have compiler trouble..
  52  */
  53 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 96
  54 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
  55 #error This compiler cannot compile correctly with frame pointers enabled
  56 #endif
  57 #endif
  58
  59 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  60 #include <asm/smp.h>
  61 #endif
  62
  63 /*
  64  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  65  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  66  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  67  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  68  */
  69 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 95)
  70 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  71 #endif
  72
  73 extern char *linux_banner;
  74
  75 static int init(void *);
  76
  77 extern void init_IRQ(void);
  78 extern void sock_init(void);
  79 extern void fork_init(unsigned long);
  80 extern void mca_init(void);
  81 extern void sbus_init(void);
  82 extern void sysctl_init(void);
  83 extern void signals_init(void);
  84 extern void buffer_init(void);
  85 extern void pidhash_init(void);
  86 extern void pidmap_init(void);
  87 extern void pte_chain_init(void);
  88 extern void radix_tree_init(void);
  89 extern void free_initmem(void);
  90 extern void populate_rootfs(void);
  91 extern void driver_init(void);
  92 extern void prepare_namespace(void);
  93
  94 #ifdef CONFIG_TC
  95 extern void tc_init(void);
  96 #endif
  97
  98 int system_state;       /* SYSTEM_BOOTING/RUNNING/SHUTDOWN */
  99
 100 /*
 101  * Boot command-line arguments
 102  */
 103 #define MAX_INIT_ARGS 8
 104 #define MAX_INIT_ENVS 8
 105
 106 extern void time_init(void);
 107 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
 108 void (*late_time_init)(void);
 109 extern void softirq_init(void);
 110
 111 static char *execute_command;
 112
 113 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 114 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
 115
 116 /*
 117  * Setup routine for controlling SMP activation
 118  *
 119  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 120  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 121  *
 122  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 123  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 124  * SMP mode to <NUM>.
 125  */
 126 static int __init nosmp(char *str)
 127 {
 128         max_cpus = 0;
 129         return 1;
 130 }
 131
 132 __setup("nosmp", nosmp);
 133
 134 static int __init maxcpus(char *str)
 135 {
 136         get_option(&str, &max_cpus);
 137         return 1;
 138 }
 139
 140 __setup("maxcpus=", maxcpus);
 141
 142 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 143 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 144 static const char *panic_later, *panic_param;
 145
 146 __setup("profile=", profile_setup);
 147
 148 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
 149 {
 150         struct obs_kernel_param *p;
 151         extern struct obs_kernel_param __setup_start, __setup_end;
 152
 153         p = &__setup_start;
 154         do {
 155                 int n = strlen(p->str);
 156                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
 157                         if (!p->setup_func) {
 158                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete, ignored\n", p->str);
 159                                 return 1;
 160                         } else if (p->setup_func(line + n))
 161                                 return 1;
 162                 }
 163                 p++;
 164         } while (p < &__setup_end);
 165         return 0;
 166 }
 167
 168 /* this should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 169    still work even if initially too large, it will just take slightly longer */
 170 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 171
 172 #ifndef __ia64__
 173 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 174 #endif
 175
 176 /* This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
 177    bit takes on average 1.5/HZ seconds.  This (like the original) is a little
 178    better than 1% */
 179 #define LPS_PREC 8
 180
 181 void __init calibrate_delay(void)
 182 {
 183         unsigned long ticks, loopbit;
 184         int lps_precision = LPS_PREC;
 185
 186         loops_per_jiffy = (1<<12);
 187
 188         printk("Calibrating delay loop... ");
 189         while (loops_per_jiffy <<= 1) {
 190                 /* wait for "start of" clock tick */
 191                 ticks = jiffies;
 192                 while (ticks == jiffies)
 193                         /* nothing */;
 194                 /* Go .. */
 195                 ticks = jiffies;
 196                 __delay(loops_per_jiffy);
 197                 ticks = jiffies - ticks;
 198                 if (ticks)
 199                         break;
 200         }
 201
 202 /* Do a binary approximation to get loops_per_jiffy set to equal one clock
 203    (up to lps_precision bits) */
 204         loops_per_jiffy >>= 1;
 205         loopbit = loops_per_jiffy;
 206         while ( lps_precision-- && (loopbit >>= 1) ) {
 207                 loops_per_jiffy |= loopbit;
 208                 ticks = jiffies;
 209                 while (ticks == jiffies);
 210                 ticks = jiffies;
 211                 __delay(loops_per_jiffy);
 212                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
 213                         loops_per_jiffy &= ~loopbit;
 214         }
 215
 216 /* Round the value and print it */
 217         printk("%lu.%02lu BogoMIPS\n",
 218                 loops_per_jiffy/(500000/HZ),
 219                 (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
 220 }
 221
 222 static int __init debug_kernel(char *str)
 223 {
 224         if (*str)
 225                 return 0;
 226         console_loglevel = 10;
 227         return 1;
 228 }
 229
 230 static int __init quiet_kernel(char *str)
 231 {
 232         if (*str)
 233                 return 0;
 234         console_loglevel = 4;
 235         return 1;
 236 }
 237
 238 __setup("debug", debug_kernel);
 239 __setup("quiet", quiet_kernel);
 240
 241 /* Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 242    failed parameters */
 243 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
 244 {
 245         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 246         if (val)
 247                 val[-1] = '=';
 248
 249         /* Handle obsolete-style parameters */
 250         if (obsolete_checksetup(param))
 251                 return 0;
 252
 253         /* Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
 254            line work?" */
 255         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
 256                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
 257                 return 0;
 258         }
 259
 260         if (panic_later)
 261                 return 0;
 262
 263         if (val) {
 264                 /* Environment option */
 265                 unsigned int i;
 266                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 267                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 268                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
 269                                 panic_param = param;
 270                         }
 271                 }
 272                 envp_init[i] = param;
 273         } else {
 274                 /* Command line option */
 275                 unsigned int i;
 276                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 277                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 278                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
 279                                 panic_param = param;
 280                         }
 281                 }
 282                 argv_init[i] = param;
 283         }
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 static int __init init_setup(char *str)
 288 {
 289         unsigned int i;
 290
 291         execute_command = str;
 292         /* In case LILO is going to boot us with default command line,
 293          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 294          * the shell think it should execute a script with such name.
 295          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 296          */
 297         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 298                 argv_init[i] = NULL;
 299         return 1;
 300 }
 301 __setup("init=", init_setup);
 302
 303 extern void setup_arch(char **);
 304 extern void cpu_idle(void);
 305
 306 #ifndef CONFIG_SMP
 307
 308 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 309 static void __init smp_init(void)
 310 {
 311         APIC_init_uniprocessor();
 312 }
 313 #else
 314 #define smp_init()      do { } while (0)
 315 #endif
 316
 317 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
 318 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 319
 320 #else
 321
 322 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
 323 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 324
 325 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 326
 327 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
 328 {
 329         unsigned long size, i;
 330         char *ptr;
 331         /* Created by linker magic */
 332         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
 333
 334         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 335         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 336 #ifdef CONFIG_MODULES
 337         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 338                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 339 #endif
 340
 341         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
 342
 343         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
 344                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
 345                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 346         }
 347 }
 348 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
 349
 350 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 351 static void __init smp_init(void)
 352 {
 353         unsigned int i;
 354         unsigned j = 1;
 355
 356         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
 357         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 358                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
 359                         break;
 360                 if (cpu_possible(i) && !cpu_online(i)) {
 361                         cpu_up(i);
 362                         j++;
 363                 }
 364         }
 365
 366         /* Any cleanup work */
 367         printk("Brought up %u CPUs\n", j);
 368         smp_cpus_done(max_cpus);
 369 #if 0
 370         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
 371
 372         smp_threads_ready=1;
 373         smp_commence();
 374 #endif
 375 }
 376
 377 #endif
 378
 379 /*
 380  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 381  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 382  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 383  * cpu_idle.
 384  *
 385  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 386  */
 387
 388 static void noinline rest_init(void)
 389 {
 390         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
 391         unlock_kernel();
 392         cpu_idle();
 393 }
 394
 395 /*
 396  *      Activate the first processor.
 397  */
 398
 399 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 400 {
 401         char * command_line;
 402         extern char saved_command_line[];
 403         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
 404 /*
 405  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 406  * enable them
 407  */
 408         lock_kernel();
 409         page_address_init();
 410         printk(linux_banner);
 411         setup_arch(&command_line);
 412         setup_per_cpu_areas();
 413
 414         /*
 415          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
 416          * printk() and can access its per-cpu storage.
 417          */
 418         smp_prepare_boot_cpu();
 419
 420         build_all_zonelists();
 421         page_alloc_init();
 422         printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 423         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
 424                    __stop___param - __start___param,
 425                    &unknown_bootoption);
 426         sort_main_extable();
 427         trap_init();
 428         rcu_init();
 429         init_IRQ();
 430         pidhash_init();
 431         sched_init();
 432         softirq_init();
 433         time_init();
 434
 435         /*
 436          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 437          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 438          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 439          */
 440         console_init();
 441         if (panic_later)
 442                 panic(panic_later, panic_param);
 443         profile_init();
 444         local_irq_enable();
 445 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 446         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 447                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 448                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 449                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 450                 initrd_start = 0;
 451         }
 452 #endif
 453         mem_init();
 454         kmem_cache_init();
 455         if (late_time_init)
 456                 late_time_init();
 457         calibrate_delay();
 458         pidmap_init();
 459         pgtable_cache_init();
 460         pte_chain_init();
 461 #ifdef CONFIG_X86
 462         if (efi_enabled)
 463                 efi_enter_virtual_mode();
 464 #endif
 465         fork_init(num_physpages);
 466         proc_caches_init();
 467         buffer_init();
 468         unnamed_dev_init();
 469         security_scaffolding_startup();
 470         vfs_caches_init(num_physpages);
 471         radix_tree_init();
 472         signals_init();
 473         /* rootfs populating might need page-writeback */
 474         page_writeback_init();
 475 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 476         proc_root_init();
 477 #endif
 478         check_bugs();
 479         printk("POSIX conformance testing by UNIFIX\n");
 480
 481         /*
 482          *      We count on the initial thread going ok
 483          *      Like idlers init is an unlocked kernel thread, which will
 484          *      make syscalls (and thus be locked).
 485          */
 486         init_idle(current, smp_processor_id());
 487
 488         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 489         rest_init();
 490 }
 491
 492 static int __initdata initcall_debug;
 493
 494 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
 495 {
 496         initcall_debug = 1;
 497         return 1;
 498 }
 499 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
 500
 501 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 502
 503 extern initcall_t __initcall_start, __initcall_end;
 504
 505 static void __init do_initcalls(void)
 506 {
 507         initcall_t *call;
 508         int count = preempt_count();
 509
 510         for (call = &__initcall_start; call < &__initcall_end; call++) {
 511                 char *msg;
 512
 513                 if (initcall_debug) {
 514                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
 515                         print_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
 516                         printk("\n");
 517                 }
 518
 519                 (*call)();
 520
 521                 msg = NULL;
 522                 if (preempt_count() != count) {
 523                         msg = "preemption imbalance";
 524                         preempt_count() = count;
 525                 }
 526                 if (irqs_disabled()) {
 527                         msg = "disabled interrupts";
 528                         local_irq_enable();
 529                 }
 530                 if (msg) {
 531                         printk("error in initcall at 0x%p: "
 532                                 "returned with %s\n", *call, msg);
 533                 }
 534         }
 535
 536         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 537         flush_scheduled_work();
 538 }
 539
 540 /*
 541  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 542  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 543  * running, and memory and process management works.
 544  *
 545  * Now we can finally start doing some real work..
 546  */
 547 static void __init do_basic_setup(void)
 548 {
 549         driver_init();
 550
 551 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 552         sysctl_init();
 553 #endif
 554
 555         /* Networking initialization needs a process context */
 556         sock_init();
 557
 558         init_workqueues();
 559         do_initcalls();
 560 }
 561
 562 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 563 {
 564         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 565 #ifdef CONFIG_SMP
 566         extern int migration_init(void);
 567
 568         migration_init();
 569 #endif
 570         node_nr_running_init();
 571         spawn_ksoftirqd();
 572 }
 573
 574 static void run_init_process(char *init_filename)
 575 {
 576         argv_init[0] = init_filename;
 577         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
 578 }
 579
 580 static int init(void * unused)
 581 {
 582         lock_kernel();
 583         /*
 584          * Tell the world that we're going to be the grim
 585          * reaper of innocent orphaned children.
 586          *
 587          * We don't want people to have to make incorrect
 588          * assumptions about where in the task array this
 589          * can be found.
 590          */
 591         child_reaper = current;
 592
 593         /* Sets up cpus_possible() */
 594         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 595
 596         do_pre_smp_initcalls();
 597
 598         smp_init();
 599
 600         /*
 601          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
 602          * firmware files.
 603          */
 604         populate_rootfs();
 605
 606         do_basic_setup();
 607
 608         /*
 609          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
 610          * the work
 611          */
 612         if (sys_access("/init", 0) == 0)
 613                 execute_command = "/init";
 614         else
 615                 prepare_namespace();
 616
 617         /*
 618          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 619          * we're essentially up and running. Get rid of the
 620          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 621          */
 622         free_initmem();
 623         unlock_kernel();
 624         system_state = SYSTEM_RUNNING;
 625
 626         if (sys_open("/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 627                 printk("Warning: unable to open an initial console.\n");
 628
 629         (void) sys_dup(0);
 630         (void) sys_dup(0);
 631
 632         /*
 633          * We try each of these until one succeeds.
 634          *
 635          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 636          * trying to recover a really broken machine.
 637          */
 638
 639         if (execute_command)
 640                 run_init_process(execute_command);
 641
 642         run_init_process("/sbin/init");
 643         run_init_process("/etc/init");
 644         run_init_process("/bin/init");
 645         run_init_process("/bin/sh");
 646
 647         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 648 }