f556fd0a0b66dede6157a0246996bf6973dcf933
[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 #include <linux/unwind.h>
51
52 #include <asm/io.h>
53 #include <asm/bugs.h>
54 #include <asm/setup.h>
55 #include <asm/sections.h>
56 #include <asm/cacheflush.h>
57
58 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
59 #include <asm/smp.h>
60 #endif
61
62 /*
63  * This is one of the first .c files built. Error out early if we have compiler
64  * trouble.
65  *
66  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile and link
67  * okay, but the end product can have subtle run time bugs.  To avoid associated
68  * bogus bug reports, we flatly refuse to compile with a gcc that is known to be
69  * too old from the very beginning.
70  */
71 #if (__GNUC__ < 3) || (__GNUC__ == 3 && __GNUC_MINOR__ < 2)
72 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
73 #endif
74
75 static int init(void *);
76
77 extern void init_IRQ(void);
78 extern void fork_init(unsigned long);
79 extern void mca_init(void);
80 extern void sbus_init(void);
81 extern void sysctl_init(void);
82 extern void signals_init(void);
83 extern void buffer_init(void);
84 extern void pidhash_init(void);
85 extern void pidmap_init(void);
86 extern void prio_tree_init(void);
87 extern void radix_tree_init(void);
88 extern void free_initmem(void);
89 extern void populate_rootfs(void);
90 extern void driver_init(void);
91 extern void prepare_namespace(void);
92 #ifdef  CONFIG_ACPI
93 extern void acpi_early_init(void);
94 #else
95 static inline void acpi_early_init(void) { }
96 #endif
97 #ifndef CONFIG_DEBUG_RODATA
98 static inline void mark_rodata_ro(void) { }
99 #endif
100
101 #ifdef CONFIG_TC
102 extern void tc_init(void);
103 #endif
104
105 enum system_states system_state;
106 EXPORT_SYMBOL(system_state);
107
108 /*
109  * Boot command-line arguments
110  */
111 #define MAX_INIT_ARGS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
112 #define MAX_INIT_ENVS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
113
114 extern void time_init(void);
115 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
116 void (*late_time_init)(void);
117 extern void softirq_init(void);
118
119 /* Untouched command line (eg. for /proc) saved by arch-specific code. */
120 char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
121
122 static char *execute_command;
123 static char *ramdisk_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 static int __init loglevel(char *str)
213 {
214         get_option(&str, &console_loglevel);
215         return 1;
216 }
217
218 __setup("loglevel=", loglevel);
219
220 /*
221  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
222  * failed parameters
223  */
224 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
225 {
226         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
227         if (val) {
228                 /* param=val or param="val"? */
229                 if (val == param+strlen(param)+1)
230                         val[-1] = '=';
231                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
232                         val[-2] = '=';
233                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
234                         val--;
235                 } else
236                         BUG();
237         }
238
239         /* Handle obsolete-style parameters */
240         if (obsolete_checksetup(param))
241                 return 0;
242
243         /*
244          * Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
245          * line work?"
246          */
247         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
248                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
249                 return 0;
250         }
251
252         if (panic_later)
253                 return 0;
254
255         if (val) {
256                 /* Environment option */
257                 unsigned int i;
258                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
259                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
260                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
261                                 panic_param = param;
262                         }
263                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
264                                 break;
265                 }
266                 envp_init[i] = param;
267         } else {
268                 /* Command line option */
269                 unsigned int i;
270                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
271                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
272                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
273                                 panic_param = param;
274                         }
275                 }
276                 argv_init[i] = param;
277         }
278         return 0;
279 }
280
281 static int __init init_setup(char *str)
282 {
283         unsigned int i;
284
285         execute_command = str;
286         /*
287          * In case LILO is going to boot us with default command line,
288          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
289          * the shell think it should execute a script with such name.
290          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
291          */
292         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
293                 argv_init[i] = NULL;
294         return 1;
295 }
296 __setup("init=", init_setup);
297
298 static int __init rdinit_setup(char *str)
299 {
300         unsigned int i;
301
302         ramdisk_execute_command = str;
303         /* See "auto" comment in init_setup */
304         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
305                 argv_init[i] = NULL;
306         return 1;
307 }
308 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
309
310 #ifndef CONFIG_SMP
311
312 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
313 static void __init smp_init(void)
314 {
315         APIC_init_uniprocessor();
316 }
317 #else
318 #define smp_init()      do { } while (0)
319 #endif
320
321 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
322 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
323
324 #else
325
326 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
327 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
328
329 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
330
331 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
332 {
333         unsigned long size, i;
334         char *ptr;
335         unsigned long nr_possible_cpus = num_possible_cpus();
336
337         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
338         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
339 #ifdef CONFIG_MODULES
340         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
341                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
342 #endif
343         ptr = alloc_bootmem(size * nr_possible_cpus);
344
345         for_each_possible_cpu(i) {
346                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
347                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
348                 ptr += size;
349         }
350 }
351 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
352
353 /* Called by boot processor to activate the rest. */
354 static void __init smp_init(void)
355 {
356         unsigned int i;
357
358         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
359         for_each_present_cpu(i) {
360                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
361                         break;
362                 if (!cpu_online(i))
363                         cpu_up(i);
364         }
365
366         /* Any cleanup work */
367         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
368         smp_cpus_done(max_cpus);
369 #if 0
370         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
371
372         smp_commence();
373 #endif
374 }
375
376 #endif
377
378 /*
379  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
380  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
381  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
382  * cpu_idle.
383  *
384  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
385  */
386
387 static void noinline rest_init(void)
388         __releases(kernel_lock)
389 {
390         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
391         numa_default_policy();
392         unlock_kernel();
393
394         /*
395          * The boot idle thread must execute schedule()
396          * at least one to get things moving:
397          */
398         preempt_enable_no_resched();
399         schedule();
400         preempt_disable();
401
402         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
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
411         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
412                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
413                         if (p->setup_func(val) != 0)
414                                 printk(KERN_WARNING
415                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
416                 }
417         }
418         /* We accept everything at this stage. */
419         return 0;
420 }
421
422 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
423 void __init parse_early_param(void)
424 {
425         static __initdata int done = 0;
426         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
427
428         if (done)
429                 return;
430
431         /* All fall through to do_early_param. */
432         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
433         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
434         done = 1;
435 }
436
437 /*
438  *      Activate the first processor.
439  */
440
441 static void __init boot_cpu_init(void)
442 {
443         int cpu = smp_processor_id();
444         /* Mark the boot cpu "present", "online" etc for SMP and UP case */
445         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
446         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
447         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
448 }
449
450 asmlinkage void __init start_kernel(void)
451 {
452         char * command_line;
453         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
454 /*
455  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
456  * enable them
457  */
458         lock_kernel();
459         boot_cpu_init();
460         page_address_init();
461         printk(KERN_NOTICE);
462         printk(linux_banner);
463         setup_arch(&command_line);
464         setup_per_cpu_areas();
465         smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
466
467         /*
468          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
469          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
470          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
471          */
472         sched_init();
473         /*
474          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
475          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
476          */
477         preempt_disable();
478         build_all_zonelists();
479         page_alloc_init();
480         printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
481         parse_early_param();
482         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
483                    __stop___param - __start___param,
484                    &unknown_bootoption);
485         sort_main_extable();
486         unwind_init();
487         trap_init();
488         rcu_init();
489         init_IRQ();
490         pidhash_init();
491         init_timers();
492         hrtimers_init();
493         softirq_init();
494         time_init();
495
496         /*
497          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
498          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
499          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
500          */
501         console_init();
502         if (panic_later)
503                 panic(panic_later, panic_param);
504         profile_init();
505         local_irq_enable();
506 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
507         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
508                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
509                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
510                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
511                 initrd_start = 0;
512         }
513 #endif
514         vfs_caches_init_early();
515         cpuset_init_early();
516         mem_init();
517         kmem_cache_init();
518         setup_per_cpu_pageset();
519         numa_policy_init();
520         if (late_time_init)
521                 late_time_init();
522         calibrate_delay();
523         pidmap_init();
524         pgtable_cache_init();
525         prio_tree_init();
526         anon_vma_init();
527 #ifdef CONFIG_X86
528         if (efi_enabled)
529                 efi_enter_virtual_mode();
530 #endif
531         fork_init(num_physpages);
532         proc_caches_init();
533         buffer_init();
534         unnamed_dev_init();
535         key_init();
536         security_init();
537         vfs_caches_init(num_physpages);
538         radix_tree_init();
539         signals_init();
540         /* rootfs populating might need page-writeback */
541         page_writeback_init();
542 #ifdef CONFIG_PROC_FS
543         proc_root_init();
544 #endif
545         cpuset_init();
546
547         check_bugs();
548
549         acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init */
550
551         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
552         rest_init();
553 }
554
555 static int __initdata initcall_debug;
556
557 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
558 {
559         initcall_debug = 1;
560         return 1;
561 }
562 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
563
564 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
565
566 extern initcall_t __initcall_start[], __initcall_end[];
567
568 static void __init do_initcalls(void)
569 {
570         initcall_t *call;
571         int count = preempt_count();
572
573         for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {
574                 char *msg = NULL;
575                 char msgbuf[40];
576                 int result;
577
578                 if (initcall_debug) {
579                         printk("Calling initcall 0x%p", *call);
580                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()",
581                                         (unsigned long) *call);
582                         printk("\n");
583                 }
584
585                 result = (*call)();
586
587                 if (result && result != -ENODEV && initcall_debug) {
588                         sprintf(msgbuf, "error code %d", result);
589                         msg = msgbuf;
590                 }
591                 if (preempt_count() != count) {
592                         msg = "preemption imbalance";
593                         preempt_count() = count;
594                 }
595                 if (irqs_disabled()) {
596                         msg = "disabled interrupts";
597                         local_irq_enable();
598                 }
599                 if (msg) {
600                         printk(KERN_WARNING "initcall at 0x%p", *call);
601                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()",
602                                         (unsigned long) *call);
603                         printk(": returned with %s\n", msg);
604                 }
605         }
606
607         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
608         flush_scheduled_work();
609 }
610
611 /*
612  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
613  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
614  * running, and memory and process management works.
615  *
616  * Now we can finally start doing some real work..
617  */
618 static void __init do_basic_setup(void)
619 {
620         /* drivers will send hotplug events */
621         init_workqueues();
622         usermodehelper_init();
623         driver_init();
624
625 #ifdef CONFIG_SYSCTL
626         sysctl_init();
627 #endif
628
629         do_initcalls();
630 }
631
632 static void do_pre_smp_initcalls(void)
633 {
634         extern int spawn_ksoftirqd(void);
635 #ifdef CONFIG_SMP
636         extern int migration_init(void);
637
638         migration_init();
639 #endif
640         spawn_ksoftirqd();
641         spawn_softlockup_task();
642 }
643
644 static void run_init_process(char *init_filename)
645 {
646         argv_init[0] = init_filename;
647         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
648 }
649
650 static int init(void * unused)
651 {
652         lock_kernel();
653         /*
654          * init can run on any cpu.
655          */
656         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);
657         /*
658          * Tell the world that we're going to be the grim
659          * reaper of innocent orphaned children.
660          *
661          * We don't want people to have to make incorrect
662          * assumptions about where in the task array this
663          * can be found.
664          */
665         child_reaper = current;
666
667         smp_prepare_cpus(max_cpus);
668
669         do_pre_smp_initcalls();
670
671         smp_init();
672         sched_init_smp();
673
674         cpuset_init_smp();
675
676         /*
677          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
678          * firmware files.
679          */
680         populate_rootfs();
681
682         do_basic_setup();
683
684         /*
685          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
686          * the work
687          */
688
689         if (!ramdisk_execute_command)
690                 ramdisk_execute_command = "/init";
691
692         if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
693                 ramdisk_execute_command = NULL;
694                 prepare_namespace();
695         }
696
697         /*
698          * Ok, we have completed the initial bootup, and
699          * we're essentially up and running. Get rid of the
700          * initmem segments and start the user-mode stuff..
701          */
702         free_initmem();
703         unlock_kernel();
704         mark_rodata_ro();
705         system_state = SYSTEM_RUNNING;
706         numa_default_policy();
707
708         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
709                 printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");
710
711         (void) sys_dup(0);
712         (void) sys_dup(0);
713
714         if (ramdisk_execute_command) {
715                 run_init_process(ramdisk_execute_command);
716                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",
717                                 ramdisk_execute_command);
718         }
719
720         /*
721          * We try each of these until one succeeds.
722          *
723          * The Bourne shell can be used instead of init if we are 
724          * trying to recover a really broken machine.
725          */
726         if (execute_command) {
727                 run_init_process(execute_command);
728                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "
729                                         "defaults...\n", execute_command);
730         }
731         run_init_process("/sbin/init");
732         run_init_process("/etc/init");
733         run_init_process("/bin/init");
734         run_init_process("/bin/sh");
735
736         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
737 }