e092b1979a9052022d20696c42a2ee22698738ae
[linux-2.6.git] / 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/cpuset.h>
45 #include <linux/efi.h>
46 #include <linux/unistd.h>
47 #include <linux/rmap.h>
48 #include <linux/mempolicy.h>
49 #include <linux/key.h>
50
51 #include <asm/io.h>
52 #include <asm/bugs.h>
53 #include <asm/setup.h>
54 #include <asm/sections.h>
55 #include <asm/cacheflush.h>
56
57 /*
58  * This is one of the first .c files built. Error out early
59  * if we have compiler trouble..
60  */
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__ < 3) || (__GNUC__ == 3 && __GNUC_MINOR__ < 2)
73 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
74 #endif
75
76 static int init(void *);
77
78 extern void init_IRQ(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 prio_tree_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 #ifdef  CONFIG_ACPI
94 extern void acpi_early_init(void);
95 #else
96 static inline void acpi_early_init(void) { }
97 #endif
98 #ifndef CONFIG_DEBUG_RODATA
99 static inline void mark_rodata_ro(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 CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
113 #define MAX_INIT_ENVS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
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 static char *ramdisk_execute_command;
125
126 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
127 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
128
129 /*
130  * Setup routine for controlling SMP activation
131  *
132  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
133  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
134  *
135  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
136  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
137  * SMP mode to <NUM>.
138  */
139 static int __init nosmp(char *str)
140 {
141         max_cpus = 0;
142         return 1;
143 }
144
145 __setup("nosmp", nosmp);
146
147 static int __init maxcpus(char *str)
148 {
149         get_option(&str, &max_cpus);
150         return 1;
151 }
152
153 __setup("maxcpus=", maxcpus);
154
155 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
156 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
157 static const char *panic_later, *panic_param;
158
159 extern struct obs_kernel_param __setup_start[], __setup_end[];
160
161 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
162 {
163         struct obs_kernel_param *p;
164
165         p = __setup_start;
166         do {
167                 int n = strlen(p->str);
168                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
169                         if (p->early) {
170                                 /* Already done in parse_early_param?  (Needs
171                                  * exact match on param part) */
172                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
173                                         return 1;
174                         } else if (!p->setup_func) {
175                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete,"
176                                        " ignored\n", p->str);
177                                 return 1;
178                         } else if (p->setup_func(line + n))
179                                 return 1;
180                 }
181                 p++;
182         } while (p < __setup_end);
183         return 0;
184 }
185
186 /*
187  * This should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
188  * still work even if initially too large, it will just take slightly longer
189  */
190 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
191
192 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
193
194 static int __init debug_kernel(char *str)
195 {
196         if (*str)
197                 return 0;
198         console_loglevel = 10;
199         return 1;
200 }
201
202 static int __init quiet_kernel(char *str)
203 {
204         if (*str)
205                 return 0;
206         console_loglevel = 4;
207         return 1;
208 }
209
210 __setup("debug", debug_kernel);
211 __setup("quiet", quiet_kernel);
212
213 static int __init loglevel(char *str)
214 {
215         get_option(&str, &console_loglevel);
216         return 1;
217 }
218
219 __setup("loglevel=", loglevel);
220
221 /*
222  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
223  * failed parameters
224  */
225 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
226 {
227         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
228         if (val) {
229                 /* param=val or param="val"? */
230                 if (val == param+strlen(param)+1)
231                         val[-1] = '=';
232                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
233                         val[-2] = '=';
234                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
235                         val--;
236                 } else
237                         BUG();
238         }
239
240         /* Handle obsolete-style parameters */
241         if (obsolete_checksetup(param))
242                 return 0;
243
244         /*
245          * Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
246          * line work?"
247          */
248         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
249                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
250                 return 0;
251         }
252
253         if (panic_later)
254                 return 0;
255
256         if (val) {
257                 /* Environment option */
258                 unsigned int i;
259                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
260                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
261                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
262                                 panic_param = param;
263                         }
264                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
265                                 break;
266                 }
267                 envp_init[i] = param;
268         } else {
269                 /* Command line option */
270                 unsigned int i;
271                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
272                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
273                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
274                                 panic_param = param;
275                         }
276                 }
277                 argv_init[i] = param;
278         }
279         return 0;
280 }
281
282 static int __init init_setup(char *str)
283 {
284         unsigned int i;
285
286         execute_command = str;
287         /*
288          * In case LILO is going to boot us with default command line,
289          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
290          * the shell think it should execute a script with such name.
291          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
292          */
293         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
294                 argv_init[i] = NULL;
295         return 1;
296 }
297 __setup("init=", init_setup);
298
299 static int __init rdinit_setup(char *str)
300 {
301         unsigned int i;
302
303         ramdisk_execute_command = str;
304         /* See "auto" comment in init_setup */
305         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
306                 argv_init[i] = NULL;
307         return 1;
308 }
309 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
310
311 extern void setup_arch(char **);
312
313 #ifndef CONFIG_SMP
314
315 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
316 static void __init smp_init(void)
317 {
318         APIC_init_uniprocessor();
319 }
320 #else
321 #define smp_init()      do { } while (0)
322 #endif
323
324 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
325 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
326
327 #else
328
329 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
330 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
331
332 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
333
334 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
335 {
336         unsigned long size, i;
337         char *ptr;
338
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(KERN_INFO "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_commence();
375 #endif
376 }
377
378 #endif
379
380 /*
381  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
382  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
383  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
384  * cpu_idle.
385  *
386  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
387  */
388
389 static void noinline rest_init(void)
390         __releases(kernel_lock)
391 {
392         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
393         numa_default_policy();
394         unlock_kernel();
395
396         /*
397          * The boot idle thread must execute schedule()
398          * at least one to get things moving:
399          */
400         preempt_enable_no_resched();
401         schedule();
402         preempt_disable();
403
404         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
405         cpu_idle();
406
407
408 /* Check for early params. */
409 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
410 {
411         struct obs_kernel_param *p;
412
413         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
414                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
415                         if (p->setup_func(val) != 0)
416                                 printk(KERN_WARNING
417                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
418                 }
419         }
420         /* We accept everything at this stage. */
421         return 0;
422 }
423
424 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
425 void __init parse_early_param(void)
426 {
427         static __initdata int done = 0;
428         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
429
430         if (done)
431                 return;
432
433         /* All fall through to do_early_param. */
434         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
435         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
436         done = 1;
437 }
438
439 /*
440  *      Activate the first processor.
441  */
442
443 asmlinkage void __init start_kernel(void)
444 {
445         char * command_line;
446         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
447 /*
448  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
449  * enable them
450  */
451         lock_kernel();
452         page_address_init();
453         printk(KERN_NOTICE);
454         printk(linux_banner);
455         setup_arch(&command_line);
456         setup_per_cpu_areas();
457
458         /*
459          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
460          * printk() and can access its per-cpu storage.
461          */
462         smp_prepare_boot_cpu();
463
464         /*
465          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
466          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
467          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
468          */
469         sched_init();
470         /*
471          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
472          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
473          */
474         preempt_disable();
475         build_all_zonelists();
476         page_alloc_init();
477         printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
478         parse_early_param();
479         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
480                    __stop___param - __start___param,
481                    &unknown_bootoption);
482         sort_main_extable();
483         trap_init();
484         rcu_init();
485         init_IRQ();
486         pidhash_init();
487         init_timers();
488         hrtimers_init();
489         softirq_init();
490         time_init();
491
492         /*
493          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
494          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
495          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
496          */
497         console_init();
498         if (panic_later)
499                 panic(panic_later, panic_param);
500         profile_init();
501         local_irq_enable();
502 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
503         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
504                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
505                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
506                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
507                 initrd_start = 0;
508         }
509 #endif
510         vfs_caches_init_early();
511         cpuset_init_early();
512         mem_init();
513         kmem_cache_init();
514         setup_per_cpu_pageset();
515         numa_policy_init();
516         if (late_time_init)
517                 late_time_init();
518         calibrate_delay();
519         pidmap_init();
520         pgtable_cache_init();
521         prio_tree_init();
522         anon_vma_init();
523 #ifdef CONFIG_X86
524         if (efi_enabled)
525                 efi_enter_virtual_mode();
526 #endif
527         fork_init(num_physpages);
528         proc_caches_init();
529         buffer_init();
530         unnamed_dev_init();
531         key_init();
532         security_init();
533         vfs_caches_init(num_physpages);
534         radix_tree_init();
535         signals_init();
536         /* rootfs populating might need page-writeback */
537         page_writeback_init();
538 #ifdef CONFIG_PROC_FS
539         proc_root_init();
540 #endif
541         cpuset_init();
542
543         check_bugs();
544
545         acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init */
546
547         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
548         rest_init();
549 }
550
551 static int __initdata initcall_debug;
552
553 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
554 {
555         initcall_debug = 1;
556         return 1;
557 }
558 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
559
560 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
561
562 extern initcall_t __initcall_start[], __initcall_end[];
563
564 static void __init do_initcalls(void)
565 {
566         initcall_t *call;
567         int count = preempt_count();
568
569         for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {
570                 char *msg;
571
572                 if (initcall_debug) {
573                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
574                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
575                         printk("\n");
576                 }
577
578                 (*call)();
579
580                 msg = NULL;
581                 if (preempt_count() != count) {
582                         msg = "preemption imbalance";
583                         preempt_count() = count;
584                 }
585                 if (irqs_disabled()) {
586                         msg = "disabled interrupts";
587                         local_irq_enable();
588                 }
589                 if (msg) {
590                         printk(KERN_WARNING "error in initcall at 0x%p: "
591                                 "returned with %s\n", *call, msg);
592                 }
593         }
594
595         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
596         flush_scheduled_work();
597 }
598
599 /*
600  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
601  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
602  * running, and memory and process management works.
603  *
604  * Now we can finally start doing some real work..
605  */
606 static void __init do_basic_setup(void)
607 {
608         /* drivers will send hotplug events */
609         init_workqueues();
610         usermodehelper_init();
611         driver_init();
612
613 #ifdef CONFIG_SYSCTL
614         sysctl_init();
615 #endif
616
617         do_initcalls();
618 }
619
620 static void do_pre_smp_initcalls(void)
621 {
622         extern int spawn_ksoftirqd(void);
623 #ifdef CONFIG_SMP
624         extern int migration_init(void);
625
626         migration_init();
627 #endif
628         spawn_ksoftirqd();
629         spawn_softlockup_task();
630 }
631
632 static void run_init_process(char *init_filename)
633 {
634         argv_init[0] = init_filename;
635         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
636 }
637
638 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
639 {
640 #ifdef CONFIG_SMP
641         int i;
642
643         /*
644          * If arch is not hotplug ready and did not populate
645          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
646          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
647          */
648         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
649                 for_each_cpu(i) {
650                         cpu_set(i, cpu_present_map);
651                 }
652         }
653 #endif
654 }
655
656 static int init(void * unused)
657 {
658         lock_kernel();
659         /*
660          * init can run on any cpu.
661          */
662         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);
663         /*
664          * Tell the world that we're going to be the grim
665          * reaper of innocent orphaned children.
666          *
667          * We don't want people to have to make incorrect
668          * assumptions about where in the task array this
669          * can be found.
670          */
671         child_reaper = current;
672
673         /* Sets up cpus_possible() */
674         smp_prepare_cpus(max_cpus);
675
676         do_pre_smp_initcalls();
677
678         fixup_cpu_present_map();
679         smp_init();
680         sched_init_smp();
681
682         cpuset_init_smp();
683
684         /*
685          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
686          * firmware files.
687          */
688         populate_rootfs();
689
690         do_basic_setup();
691
692         /*
693          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
694          * the work
695          */
696
697         if (!ramdisk_execute_command)
698                 ramdisk_execute_command = "/init";
699
700         if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
701                 ramdisk_execute_command = NULL;
702                 prepare_namespace();
703         }
704
705         /*
706          * Ok, we have completed the initial bootup, and
707          * we're essentially up and running. Get rid of the
708          * initmem segments and start the user-mode stuff..
709          */
710         free_initmem();
711         unlock_kernel();
712         mark_rodata_ro();
713         system_state = SYSTEM_RUNNING;
714         numa_default_policy();
715
716         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
717                 printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");
718
719         (void) sys_dup(0);
720         (void) sys_dup(0);
721
722         if (ramdisk_execute_command) {
723                 run_init_process(ramdisk_execute_command);
724                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",
725                                 ramdisk_execute_command);
726         }
727
728         /*
729          * We try each of these until one succeeds.
730          *
731          * The Bourne shell can be used instead of init if we are 
732          * trying to recover a really broken machine.
733          */
734         if (execute_command) {
735                 run_init_process(execute_command);
736                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "
737                                         "defaults...\n", execute_command);
738         }
739         run_init_process("/sbin/init");
740         run_init_process("/etc/init");
741         run_init_process("/bin/init");
742         run_init_process("/bin/sh");
743
744         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
745 }