2714e0e7cfecb78c45a3f6a17bc2d1598ab66f42
[linux-3.10.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 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
58 #include <asm/smp.h>
59 #endif
60
61 /*
62  * This is one of the first .c files built. Error out early if we have compiler
63  * trouble.
64  *
65  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile and link
66  * okay, but the end product can have subtle run time bugs.  To avoid associated
67  * bogus bug reports, we flatly refuse to compile with a gcc that is known to be
68  * too old from the very beginning.
69  */
70 #if (__GNUC__ < 3) || (__GNUC__ == 3 && __GNUC_MINOR__ < 2)
71 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
72 #endif
73
74 static int init(void *);
75
76 extern void init_IRQ(void);
77 extern void fork_init(unsigned long);
78 extern void mca_init(void);
79 extern void sbus_init(void);
80 extern void sysctl_init(void);
81 extern void signals_init(void);
82 extern void buffer_init(void);
83 extern void pidhash_init(void);
84 extern void pidmap_init(void);
85 extern void prio_tree_init(void);
86 extern void radix_tree_init(void);
87 extern void free_initmem(void);
88 extern void populate_rootfs(void);
89 extern void driver_init(void);
90 extern void prepare_namespace(void);
91 #ifdef  CONFIG_ACPI
92 extern void acpi_early_init(void);
93 #else
94 static inline void acpi_early_init(void) { }
95 #endif
96 #ifndef CONFIG_DEBUG_RODATA
97 static inline void mark_rodata_ro(void) { }
98 #endif
99
100 #ifdef CONFIG_TC
101 extern void tc_init(void);
102 #endif
103
104 enum system_states system_state;
105 EXPORT_SYMBOL(system_state);
106
107 /*
108  * Boot command-line arguments
109  */
110 #define MAX_INIT_ARGS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
111 #define MAX_INIT_ENVS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
112
113 extern void time_init(void);
114 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
115 void (*late_time_init)(void);
116 extern void softirq_init(void);
117
118 /* Untouched command line (eg. for /proc) saved by arch-specific code. */
119 char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
120
121 static char *execute_command;
122 static char *ramdisk_execute_command;
123
124 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
125 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
126
127 /*
128  * Setup routine for controlling SMP activation
129  *
130  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
131  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
132  *
133  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
134  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
135  * SMP mode to <NUM>.
136  */
137 static int __init nosmp(char *str)
138 {
139         max_cpus = 0;
140         return 1;
141 }
142
143 __setup("nosmp", nosmp);
144
145 static int __init maxcpus(char *str)
146 {
147         get_option(&str, &max_cpus);
148         return 1;
149 }
150
151 __setup("maxcpus=", maxcpus);
152
153 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
154 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
155 static const char *panic_later, *panic_param;
156
157 extern struct obs_kernel_param __setup_start[], __setup_end[];
158
159 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
160 {
161         struct obs_kernel_param *p;
162
163         p = __setup_start;
164         do {
165                 int n = strlen(p->str);
166                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
167                         if (p->early) {
168                                 /* Already done in parse_early_param?  (Needs
169                                  * exact match on param part) */
170                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
171                                         return 1;
172                         } else if (!p->setup_func) {
173                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete,"
174                                        " ignored\n", p->str);
175                                 return 1;
176                         } else if (p->setup_func(line + n))
177                                 return 1;
178                 }
179                 p++;
180         } while (p < __setup_end);
181         return 0;
182 }
183
184 /*
185  * This should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
186  * still work even if initially too large, it will just take slightly longer
187  */
188 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
189
190 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
191
192 static int __init debug_kernel(char *str)
193 {
194         if (*str)
195                 return 0;
196         console_loglevel = 10;
197         return 1;
198 }
199
200 static int __init quiet_kernel(char *str)
201 {
202         if (*str)
203                 return 0;
204         console_loglevel = 4;
205         return 1;
206 }
207
208 __setup("debug", debug_kernel);
209 __setup("quiet", quiet_kernel);
210
211 static int __init loglevel(char *str)
212 {
213         get_option(&str, &console_loglevel);
214         return 1;
215 }
216
217 __setup("loglevel=", loglevel);
218
219 /*
220  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
221  * failed parameters
222  */
223 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
224 {
225         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
226         if (val) {
227                 /* param=val or param="val"? */
228                 if (val == param+strlen(param)+1)
229                         val[-1] = '=';
230                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
231                         val[-2] = '=';
232                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
233                         val--;
234                 } else
235                         BUG();
236         }
237
238         /* Handle obsolete-style parameters */
239         if (obsolete_checksetup(param))
240                 return 0;
241
242         /*
243          * Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
244          * line work?"
245          */
246         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
247                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
248                 return 0;
249         }
250
251         if (panic_later)
252                 return 0;
253
254         if (val) {
255                 /* Environment option */
256                 unsigned int i;
257                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
258                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
259                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
260                                 panic_param = param;
261                         }
262                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
263                                 break;
264                 }
265                 envp_init[i] = param;
266         } else {
267                 /* Command line option */
268                 unsigned int i;
269                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
270                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
271                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
272                                 panic_param = param;
273                         }
274                 }
275                 argv_init[i] = param;
276         }
277         return 0;
278 }
279
280 static int __init init_setup(char *str)
281 {
282         unsigned int i;
283
284         execute_command = str;
285         /*
286          * In case LILO is going to boot us with default command line,
287          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
288          * the shell think it should execute a script with such name.
289          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
290          */
291         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
292                 argv_init[i] = NULL;
293         return 1;
294 }
295 __setup("init=", init_setup);
296
297 static int __init rdinit_setup(char *str)
298 {
299         unsigned int i;
300
301         ramdisk_execute_command = str;
302         /* See "auto" comment in init_setup */
303         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
304                 argv_init[i] = NULL;
305         return 1;
306 }
307 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
308
309 extern void setup_arch(char **);
310
311 #ifndef CONFIG_SMP
312
313 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
314 static void __init smp_init(void)
315 {
316         APIC_init_uniprocessor();
317 }
318 #else
319 #define smp_init()      do { } while (0)
320 #endif
321
322 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
323 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
324
325 #else
326
327 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
328 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
329
330 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
331
332 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
333 {
334         unsigned long size, i;
335         char *ptr;
336         unsigned long nr_possible_cpus = num_possible_cpus();
337
338         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
339         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
340 #ifdef CONFIG_MODULES
341         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
342                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
343 #endif
344         ptr = alloc_bootmem(size * nr_possible_cpus);
345
346         for_each_cpu(i) {
347                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
348                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
349                 ptr += size;
350         }
351 }
352 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
353
354 /* Called by boot processor to activate the rest. */
355 static void __init smp_init(void)
356 {
357         unsigned int i;
358
359         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
360         for_each_present_cpu(i) {
361                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
362                         break;
363                 if (!cpu_online(i))
364                         cpu_up(i);
365         }
366
367         /* Any cleanup work */
368         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
369         smp_cpus_done(max_cpus);
370 #if 0
371         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
372
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         __releases(kernel_lock)
390 {
391         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
392         numa_default_policy();
393         unlock_kernel();
394
395         /*
396          * The boot idle thread must execute schedule()
397          * at least one to get things moving:
398          */
399         preempt_enable_no_resched();
400         schedule();
401         preempt_disable();
402
403         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
404         cpu_idle();
405
406
407 /* Check for early params. */
408 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
409 {
410         struct obs_kernel_param *p;
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 static void __init boot_cpu_init(void)
443 {
444         int cpu = smp_processor_id();
445         /* Mark the boot cpu "present", "online" etc for SMP and UP case */
446         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
447         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
448         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
449 }
450
451 asmlinkage void __init start_kernel(void)
452 {
453         char * command_line;
454         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
455 /*
456  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
457  * enable them
458  */
459         lock_kernel();
460         boot_cpu_init();
461         page_address_init();
462         printk(KERN_NOTICE);
463         printk(linux_banner);
464         setup_arch(&command_line);
465         setup_per_cpu_areas();
466         smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
467
468         /*
469          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
470          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
471          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
472          */
473         sched_init();
474         /*
475          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
476          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
477          */
478         preempt_disable();
479         build_all_zonelists();
480         page_alloc_init();
481         printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
482         parse_early_param();
483         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
484                    __stop___param - __start___param,
485                    &unknown_bootoption);
486         sort_main_extable();
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;
575
576                 if (initcall_debug) {
577                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
578                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
579                         printk("\n");
580                 }
581
582                 (*call)();
583
584                 msg = NULL;
585                 if (preempt_count() != count) {
586                         msg = "preemption imbalance";
587                         preempt_count() = count;
588                 }
589                 if (irqs_disabled()) {
590                         msg = "disabled interrupts";
591                         local_irq_enable();
592                 }
593                 if (msg) {
594                         printk(KERN_WARNING "error in initcall at 0x%p: "
595                                 "returned with %s\n", *call, msg);
596                 }
597         }
598
599         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
600         flush_scheduled_work();
601 }
602
603 /*
604  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
605  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
606  * running, and memory and process management works.
607  *
608  * Now we can finally start doing some real work..
609  */
610 static void __init do_basic_setup(void)
611 {
612         /* drivers will send hotplug events */
613         init_workqueues();
614         usermodehelper_init();
615         driver_init();
616
617 #ifdef CONFIG_SYSCTL
618         sysctl_init();
619 #endif
620
621         do_initcalls();
622 }
623
624 static void do_pre_smp_initcalls(void)
625 {
626         extern int spawn_ksoftirqd(void);
627 #ifdef CONFIG_SMP
628         extern int migration_init(void);
629
630         migration_init();
631 #endif
632         spawn_ksoftirqd();
633         spawn_softlockup_task();
634 }
635
636 static void run_init_process(char *init_filename)
637 {
638         argv_init[0] = init_filename;
639         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
640 }
641
642 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
643 {
644 #ifdef CONFIG_SMP
645         int i;
646
647         /*
648          * If arch is not hotplug ready and did not populate
649          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
650          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
651          */
652         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
653                 for_each_cpu(i) {
654                         cpu_set(i, cpu_present_map);
655                 }
656         }
657 #endif
658 }
659
660 static int init(void * unused)
661 {
662         lock_kernel();
663         /*
664          * init can run on any cpu.
665          */
666         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);
667         /*
668          * Tell the world that we're going to be the grim
669          * reaper of innocent orphaned children.
670          *
671          * We don't want people to have to make incorrect
672          * assumptions about where in the task array this
673          * can be found.
674          */
675         child_reaper = current;
676
677         smp_prepare_cpus(max_cpus);
678
679         do_pre_smp_initcalls();
680
681         fixup_cpu_present_map();
682         smp_init();
683         sched_init_smp();
684
685         cpuset_init_smp();
686
687         /*
688          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
689          * firmware files.
690          */
691         populate_rootfs();
692
693         do_basic_setup();
694
695         /*
696          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
697          * the work
698          */
699
700         if (!ramdisk_execute_command)
701                 ramdisk_execute_command = "/init";
702
703         if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
704                 ramdisk_execute_command = NULL;
705                 prepare_namespace();
706         }
707
708         /*
709          * Ok, we have completed the initial bootup, and
710          * we're essentially up and running. Get rid of the
711          * initmem segments and start the user-mode stuff..
712          */
713         free_initmem();
714         unlock_kernel();
715         mark_rodata_ro();
716         system_state = SYSTEM_RUNNING;
717         numa_default_policy();
718
719         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
720                 printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");
721
722         (void) sys_dup(0);
723         (void) sys_dup(0);
724
725         if (ramdisk_execute_command) {
726                 run_init_process(ramdisk_execute_command);
727                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",
728                                 ramdisk_execute_command);
729         }
730
731         /*
732          * We try each of these until one succeeds.
733          *
734          * The Bourne shell can be used instead of init if we are 
735          * trying to recover a really broken machine.
736          */
737         if (execute_command) {
738                 run_init_process(execute_command);
739                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "
740                                         "defaults...\n", execute_command);
741         }
742         run_init_process("/sbin/init");
743         run_init_process("/etc/init");
744         run_init_process("/bin/init");
745         run_init_process("/bin/sh");
746
747         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
748 }