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 /*
  53  * This is one of the first .c files built. Error out early
  54  * if we have compiler trouble..
  55  */
  56 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 96
  57 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
  58 #error This compiler cannot compile correctly with frame pointers enabled
  59 #endif
  60 #endif
  61
  62 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  63 #include <asm/smp.h>
  64 #endif
  65
  66 /*
  67  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  68  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  69  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  70  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  71  */
  72 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 95)
  73 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  74 #endif
  75
  76 extern char *linux_banner;
  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
  97 #ifdef CONFIG_TC
  98 extern void tc_init(void);
  99 #endif
 100
 101 enum system_states system_state;
 102 EXPORT_SYMBOL(system_state);
 103
 104 /*
 105  * Boot command-line arguments
 106  */
 107 #define MAX_INIT_ARGS 8
 108 #define MAX_INIT_ENVS 8
 109
 110 extern void time_init(void);
 111 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
 112 void (*late_time_init)(void);
 113 extern void softirq_init(void);
 114
 115 /* Untouched command line (eg. for /proc) saved by arch-specific code. */
 116 char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 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->early) {
 165                                 /* Already done in parse_early_param?  (Needs
 166                                  * exact match on param part) */
 167                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
 168                                         return 1;
 169                         } else if (!p->setup_func) {
 170                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete,"
 171                                        " ignored\n", p->str);
 172                                 return 1;
 173                         } else if (p->setup_func(line + n))
 174                                 return 1;
 175                 }
 176                 p++;
 177         } while (p < &__setup_end);
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 /* this should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 182    still work even if initially too large, it will just take slightly longer */
 183 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 184
 185 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 186
 187 /* This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
 188    bit takes on average 1.5/HZ seconds.  This (like the original) is a little
 189    better than 1% */
 190 #define LPS_PREC 8
 191
 192 void __devinit calibrate_delay(void)
 193 {
 194         unsigned long ticks, loopbit;
 195         int lps_precision = LPS_PREC;
 196
 197         loops_per_jiffy = (1<<12);
 198
 199         printk("Calibrating delay loop... ");
 200         while ((loops_per_jiffy <<= 1) != 0) {
 201                 /* wait for "start of" clock tick */
 202                 ticks = jiffies;
 203                 while (ticks == jiffies)
 204                         /* nothing */;
 205                 /* Go .. */
 206                 ticks = jiffies;
 207                 __delay(loops_per_jiffy);
 208                 ticks = jiffies - ticks;
 209                 if (ticks)
 210                         break;
 211         }
 212
 213 /* Do a binary approximation to get loops_per_jiffy set to equal one clock
 214    (up to lps_precision bits) */
 215         loops_per_jiffy >>= 1;
 216         loopbit = loops_per_jiffy;
 217         while ( lps_precision-- && (loopbit >>= 1) ) {
 218                 loops_per_jiffy |= loopbit;
 219                 ticks = jiffies;
 220                 while (ticks == jiffies);
 221                 ticks = jiffies;
 222                 __delay(loops_per_jiffy);
 223                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
 224                         loops_per_jiffy &= ~loopbit;
 225         }
 226
 227 /* Round the value and print it */
 228         printk("%lu.%02lu BogoMIPS\n",
 229                 loops_per_jiffy/(500000/HZ),
 230                 (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
 231 }
 232
 233 static int __init debug_kernel(char *str)
 234 {
 235         if (*str)
 236                 return 0;
 237         console_loglevel = 10;
 238         return 1;
 239 }
 240
 241 static int __init quiet_kernel(char *str)
 242 {
 243         if (*str)
 244                 return 0;
 245         console_loglevel = 4;
 246         return 1;
 247 }
 248
 249 __setup("debug", debug_kernel);
 250 __setup("quiet", quiet_kernel);
 251
 252 /* Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 253    failed parameters */
 254 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
 255 {
 256         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 257         if (val)
 258                 val[-1] = '=';
 259
 260         /* Handle obsolete-style parameters */
 261         if (obsolete_checksetup(param))
 262                 return 0;
 263
 264         /* Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
 265            line work?" */
 266         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
 267                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
 268                 return 0;
 269         }
 270
 271         if (panic_later)
 272                 return 0;
 273
 274         if (val) {
 275                 /* Environment option */
 276                 unsigned int i;
 277                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 278                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 279                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
 280                                 panic_param = param;
 281                         }
 282                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
 283                                 break;
 284                 }
 285                 envp_init[i] = param;
 286         } else {
 287                 /* Command line option */
 288                 unsigned int i;
 289                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 290                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 291                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
 292                                 panic_param = param;
 293                         }
 294                 }
 295                 argv_init[i] = param;
 296         }
 297         return 0;
 298 }
 299
 300 static int __init init_setup(char *str)
 301 {
 302         unsigned int i;
 303
 304         execute_command = str;
 305         /* In case LILO is going to boot us with default command line,
 306          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 307          * the shell think it should execute a script with such name.
 308          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 309          */
 310         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 311                 argv_init[i] = NULL;
 312         return 1;
 313 }
 314 __setup("init=", init_setup);
 315
 316 extern void setup_arch(char **);
 317 extern void cpu_idle(void);
 318
 319 #ifndef CONFIG_SMP
 320
 321 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 322 static void __init smp_init(void)
 323 {
 324         APIC_init_uniprocessor();
 325 }
 326 #else
 327 #define smp_init()      do { } while (0)
 328 #endif
 329
 330 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
 331 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 332
 333 #else
 334
 335 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
 336 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 337
 338 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 339
 340 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
 341 {
 342         unsigned long size, i;
 343         char *ptr;
 344         /* Created by linker magic */
 345         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
 346
 347         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 348         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 349 #ifdef CONFIG_MODULES
 350         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 351                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 352 #endif
 353
 354         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
 355
 356         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
 357                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
 358                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 359         }
 360 }
 361 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
 362
 363 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 364 static void __init smp_init(void)
 365 {
 366         unsigned int i;
 367
 368         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
 369         for_each_present_cpu(i) {
 370                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
 371                         break;
 372                 if (!cpu_online(i))
 373                         cpu_up(i);
 374         }
 375
 376         /* Any cleanup work */
 377         printk("Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
 378         smp_cpus_done(max_cpus);
 379 #if 0
 380         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
 381
 382         smp_threads_ready=1;
 383         smp_commence();
 384 #endif
 385 }
 386
 387 #endif
 388
 389 /*
 390  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 391  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 392  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 393  * cpu_idle.
 394  *
 395  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 396  */
 397
 398 static void noinline rest_init(void)
 399 {
 400         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
 401         numa_default_policy();
 402         unlock_kernel();
 403         cpu_idle();
 404 }
 405
 406 /* Check for early params. */
 407 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
 408 {
 409         struct obs_kernel_param *p;
 410         extern struct obs_kernel_param __setup_start, __setup_end;
 411
 412         for (p = &__setup_start; p < &__setup_end; p++) {
 413                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
 414                         if (p->setup_func(val) != 0)
 415                                 printk(KERN_WARNING
 416                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
 417                 }
 418         }
 419         /* We accept everything at this stage. */
 420         return 0;
 421 }
 422
 423 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
 424 void __init parse_early_param(void)
 425 {
 426         static __initdata int done = 0;
 427         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
 428
 429         if (done)
 430                 return;
 431
 432         /* All fall through to do_early_param. */
 433         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 434         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
 435         done = 1;
 436 }
 437
 438 /*
 439  *      Activate the first processor.
 440  */
 441
 442 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 443 {
 444         char * command_line;
 445         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
 446 /*
 447  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 448  * enable them
 449  */
 450         lock_kernel();
 451         page_address_init();
 452         printk(linux_banner);
 453         setup_arch(&command_line);
 454         setup_per_cpu_areas();
 455
 456         /*
 457          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
 458          * printk() and can access its per-cpu storage.
 459          */
 460         smp_prepare_boot_cpu();
 461
 462         /*
 463          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 464          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 465          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 466          */
 467         sched_init();
 468
 469         build_all_zonelists();
 470         page_alloc_init();
 471         printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 472         parse_early_param();
 473         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
 474                    __stop___param - __start___param,
 475                    &unknown_bootoption);
 476         sort_main_extable();
 477         trap_init();
 478         rcu_init();
 479         init_IRQ();
 480         pidhash_init();
 481         init_timers();
 482         softirq_init();
 483         time_init();
 484
 485         /*
 486          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 487          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 488          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 489          */
 490         console_init();
 491         if (panic_later)
 492                 panic(panic_later, panic_param);
 493         profile_init();
 494         local_irq_enable();
 495 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 496         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 497                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 498                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 499                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 500                 initrd_start = 0;
 501         }
 502 #endif
 503         vfs_caches_init_early();
 504         mem_init();
 505         kmem_cache_init();
 506         numa_policy_init();
 507         if (late_time_init)
 508                 late_time_init();
 509         calibrate_delay();
 510         pidmap_init();
 511         pgtable_cache_init();
 512         prio_tree_init();
 513         anon_vma_init();
 514 #ifdef CONFIG_X86
 515         if (efi_enabled)
 516                 efi_enter_virtual_mode();
 517 #endif
 518         fork_init(num_physpages);
 519         proc_caches_init();
 520         buffer_init();
 521         unnamed_dev_init();
 522         security_scaffolding_startup();
 523         vfs_caches_init(num_physpages);
 524         radix_tree_init();
 525         signals_init();
 526         /* rootfs populating might need page-writeback */
 527         page_writeback_init();
 528 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 529         proc_root_init();
 530 #endif
 531         check_bugs();
 532
 533         /*
 534          *      We count on the initial thread going ok
 535          *      Like idlers init is an unlocked kernel thread, which will
 536          *      make syscalls (and thus be locked).
 537          */
 538         init_idle(current, smp_processor_id());
 539
 540         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 541         rest_init();
 542 }
 543
 544 static int __initdata initcall_debug;
 545
 546 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
 547 {
 548         initcall_debug = 1;
 549         return 1;
 550 }
 551 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
 552
 553 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 554
 555 extern initcall_t __initcall_start, __initcall_end;
 556
 557 static void __init do_initcalls(void)
 558 {
 559         initcall_t *call;
 560         int count = preempt_count();
 561
 562         for (call = &__initcall_start; call < &__initcall_end; call++) {
 563                 char *msg;
 564
 565                 if (initcall_debug) {
 566                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
 567                         print_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
 568                         printk("\n");
 569                 }
 570
 571                 (*call)();
 572
 573                 msg = NULL;
 574                 if (preempt_count() != count) {
 575                         msg = "preemption imbalance";
 576                         preempt_count() = count;
 577                 }
 578                 if (irqs_disabled()) {
 579                         msg = "disabled interrupts";
 580                         local_irq_enable();
 581                 }
 582                 if (msg) {
 583                         printk("error in initcall at 0x%p: "
 584                                 "returned with %s\n", *call, msg);
 585                 }
 586         }
 587
 588         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 589         flush_scheduled_work();
 590 }
 591
 592 /*
 593  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 594  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 595  * running, and memory and process management works.
 596  *
 597  * Now we can finally start doing some real work..
 598  */
 599 static void __init do_basic_setup(void)
 600 {
 601         driver_init();
 602
 603 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 604         sysctl_init();
 605 #endif
 606
 607         /* Networking initialization needs a process context */
 608         sock_init();
 609
 610         init_workqueues();
 611         do_initcalls();
 612 }
 613
 614 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 615 {
 616         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 617 #ifdef CONFIG_SMP
 618         extern int migration_init(void);
 619
 620         migration_init();
 621 #endif
 622         spawn_ksoftirqd();
 623 }
 624
 625 static void run_init_process(char *init_filename)
 626 {
 627         argv_init[0] = init_filename;
 628         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
 629 }
 630
 631 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
 632 {
 633 #ifdef CONFIG_SMP
 634         int i;
 635
 636         /*
 637          * If arch is not hotplug ready and did not populate
 638          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
 639          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
 640          */
 641         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
 642                 for_each_cpu(i) {
 643                         cpu_set(i, cpu_present_map);
 644                 }
 645         }
 646 #endif
 647 }
 648
 649 static int init(void * unused)
 650 {
 651         lock_kernel();
 652         /*
 653          * Tell the world that we're going to be the grim
 654          * reaper of innocent orphaned children.
 655          *
 656          * We don't want people to have to make incorrect
 657          * assumptions about where in the task array this
 658          * can be found.
 659          */
 660         child_reaper = current;
 661
 662         /* Sets up cpus_possible() */
 663         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 664
 665         do_pre_smp_initcalls();
 666
 667         fixup_cpu_present_map();
 668         smp_init();
 669         sched_init_smp();
 670
 671         /*
 672          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
 673          * firmware files.
 674          */
 675         populate_rootfs();
 676
 677         do_basic_setup();
 678
 679         /*
 680          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
 681          * the work
 682          */
 683         if (sys_access((const char __user *) "/init", 0) == 0)
 684                 execute_command = "/init";
 685         else
 686                 prepare_namespace();
 687
 688         /*
 689          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 690          * we're essentially up and running. Get rid of the
 691          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 692          */
 693         free_initmem();
 694         unlock_kernel();
 695         system_state = SYSTEM_RUNNING;
 696         numa_default_policy();
 697
 698         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 699                 printk("Warning: unable to open an initial console.\n");
 700
 701         (void) sys_dup(0);
 702         (void) sys_dup(0);
 703
 704         /*
 705          * We try each of these until one succeeds.
 706          *
 707          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 708          * trying to recover a really broken machine.
 709          */
 710
 711         if (execute_command)
 712                 run_init_process(execute_command);
 713
 714         run_init_process("/sbin/init");
 715         run_init_process("/etc/init");
 716         run_init_process("/bin/init");
 717         run_init_process("/bin/sh");
 718
 719         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 720 }
 721
 722 static int early_param_test(char *rest)
 723 {
 724         printk("early_parm_test: %s\n", rest ?: "(null)");
 725         return rest ? 0 : -EINVAL;
 726 }
 727 early_param("testsetup", early_param_test);
 728 static int early_setup_test(char *rest)
 729 {
 730         printk("early_setup_test: %s\n", rest ?: "(null)");
 731         return 0;
 732 }
 733 __setup("testsetup_long", early_setup_test);