[PATCH] Tweak idle thread setup semantics
[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
55 /*
56  * This is one of the first .c files built. Error out early
57  * if we have compiler trouble..
58  */
59 #if __GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 96
60 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
61 #error This compiler cannot compile correctly with frame pointers enabled
62 #endif
63 #endif
64
65 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
66 #include <asm/smp.h>
67 #endif
68
69 /*
70  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
71  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
72  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
73  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
74  */
75 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 95)
76 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
77 #endif
78
79 static int init(void *);
80
81 extern void init_IRQ(void);
82 extern void sock_init(void);
83 extern void fork_init(unsigned long);
84 extern void mca_init(void);
85 extern void sbus_init(void);
86 extern void sysctl_init(void);
87 extern void signals_init(void);
88 extern void buffer_init(void);
89 extern void pidhash_init(void);
90 extern void pidmap_init(void);
91 extern void prio_tree_init(void);
92 extern void radix_tree_init(void);
93 extern void free_initmem(void);
94 extern void populate_rootfs(void);
95 extern void driver_init(void);
96 extern void prepare_namespace(void);
97 #ifdef  CONFIG_ACPI
98 extern void acpi_early_init(void);
99 #else
100 static inline void acpi_early_init(void) { }
101 #endif
102
103 #ifdef CONFIG_TC
104 extern void tc_init(void);
105 #endif
106
107 enum system_states system_state;
108 EXPORT_SYMBOL(system_state);
109
110 /*
111  * Boot command-line arguments
112  */
113 #define MAX_INIT_ARGS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
114 #define MAX_INIT_ENVS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
115
116 extern void time_init(void);
117 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
118 void (*late_time_init)(void);
119 extern void softirq_init(void);
120
121 /* Untouched command line (eg. for /proc) saved by arch-specific code. */
122 char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
123
124 static char *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 extern void setup_arch(char **);
300
301 #ifndef CONFIG_SMP
302
303 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
304 static void __init smp_init(void)
305 {
306         APIC_init_uniprocessor();
307 }
308 #else
309 #define smp_init()      do { } while (0)
310 #endif
311
312 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
313 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
314
315 #else
316
317 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
318 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
319
320 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
321
322 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
323 {
324         unsigned long size, i;
325         char *ptr;
326         /* Created by linker magic */
327         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
328
329         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
330         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
331 #ifdef CONFIG_MODULES
332         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
333                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
334 #endif
335
336         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
337
338         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
339                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
340                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
341         }
342 }
343 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
344
345 /* Called by boot processor to activate the rest. */
346 static void __init smp_init(void)
347 {
348         unsigned int i;
349
350         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
351         for_each_present_cpu(i) {
352                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
353                         break;
354                 if (!cpu_online(i))
355                         cpu_up(i);
356         }
357
358         /* Any cleanup work */
359         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
360         smp_cpus_done(max_cpus);
361 #if 0
362         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
363
364         smp_commence();
365 #endif
366 }
367
368 #endif
369
370 /*
371  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
372  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
373  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
374  * cpu_idle.
375  *
376  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
377  */
378
379 static void noinline rest_init(void)
380         __releases(kernel_lock)
381 {
382         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
383         numa_default_policy();
384         unlock_kernel();
385         preempt_enable_no_resched();
386
387         /*
388          * The boot idle thread must execute schedule()
389          * at least one to get things moving:
390          */
391         schedule();
392
393         cpu_idle();
394
395
396 /* Check for early params. */
397 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
398 {
399         struct obs_kernel_param *p;
400
401         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
402                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
403                         if (p->setup_func(val) != 0)
404                                 printk(KERN_WARNING
405                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
406                 }
407         }
408         /* We accept everything at this stage. */
409         return 0;
410 }
411
412 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
413 void __init parse_early_param(void)
414 {
415         static __initdata int done = 0;
416         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
417
418         if (done)
419                 return;
420
421         /* All fall through to do_early_param. */
422         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
423         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
424         done = 1;
425 }
426
427 /*
428  *      Activate the first processor.
429  */
430
431 asmlinkage void __init start_kernel(void)
432 {
433         char * command_line;
434         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
435 /*
436  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
437  * enable them
438  */
439         lock_kernel();
440         page_address_init();
441         printk(KERN_NOTICE);
442         printk(linux_banner);
443         setup_arch(&command_line);
444         setup_per_cpu_areas();
445
446         /*
447          * Mark the boot cpu "online" so that it can call console drivers in
448          * printk() and can access its per-cpu storage.
449          */
450         smp_prepare_boot_cpu();
451
452         /*
453          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
454          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
455          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
456          */
457         sched_init();
458         /*
459          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
460          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
461          */
462         preempt_disable();
463         build_all_zonelists();
464         page_alloc_init();
465         printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
466         parse_early_param();
467         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
468                    __stop___param - __start___param,
469                    &unknown_bootoption);
470         sort_main_extable();
471         trap_init();
472         rcu_init();
473         init_IRQ();
474         pidhash_init();
475         init_timers();
476         softirq_init();
477         time_init();
478
479         /*
480          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
481          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
482          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
483          */
484         console_init();
485         if (panic_later)
486                 panic(panic_later, panic_param);
487         profile_init();
488         local_irq_enable();
489 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
490         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
491                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
492                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
493                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
494                 initrd_start = 0;
495         }
496 #endif
497         vfs_caches_init_early();
498         mem_init();
499         kmem_cache_init();
500         setup_per_cpu_pageset();
501         numa_policy_init();
502         if (late_time_init)
503                 late_time_init();
504         calibrate_delay();
505         pidmap_init();
506         pgtable_cache_init();
507         prio_tree_init();
508         anon_vma_init();
509 #ifdef CONFIG_X86
510         if (efi_enabled)
511                 efi_enter_virtual_mode();
512 #endif
513         fork_init(num_physpages);
514         proc_caches_init();
515         buffer_init();
516         unnamed_dev_init();
517         key_init();
518         security_init();
519         vfs_caches_init(num_physpages);
520         radix_tree_init();
521         signals_init();
522         /* rootfs populating might need page-writeback */
523         page_writeback_init();
524 #ifdef CONFIG_PROC_FS
525         proc_root_init();
526 #endif
527         cpuset_init();
528
529         check_bugs();
530
531         acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init */
532
533         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
534         rest_init();
535 }
536
537 static int __initdata initcall_debug;
538
539 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
540 {
541         initcall_debug = 1;
542         return 1;
543 }
544 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
545
546 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
547
548 extern initcall_t __initcall_start[], __initcall_end[];
549
550 static void __init do_initcalls(void)
551 {
552         initcall_t *call;
553         int count = preempt_count();
554
555         for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {
556                 char *msg;
557
558                 if (initcall_debug) {
559                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
560                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
561                         printk("\n");
562                 }
563
564                 (*call)();
565
566                 msg = NULL;
567                 if (preempt_count() != count) {
568                         msg = "preemption imbalance";
569                         preempt_count() = count;
570                 }
571                 if (irqs_disabled()) {
572                         msg = "disabled interrupts";
573                         local_irq_enable();
574                 }
575                 if (msg) {
576                         printk(KERN_WARNING "error in initcall at 0x%p: "
577                                 "returned with %s\n", *call, msg);
578                 }
579         }
580
581         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
582         flush_scheduled_work();
583 }
584
585 /*
586  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
587  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
588  * running, and memory and process management works.
589  *
590  * Now we can finally start doing some real work..
591  */
592 static void __init do_basic_setup(void)
593 {
594         /* drivers will send hotplug events */
595         init_workqueues();
596         usermodehelper_init();
597         driver_init();
598
599 #ifdef CONFIG_SYSCTL
600         sysctl_init();
601 #endif
602
603         /* Networking initialization needs a process context */ 
604         sock_init();
605
606         do_initcalls();
607 }
608
609 static void do_pre_smp_initcalls(void)
610 {
611         extern int spawn_ksoftirqd(void);
612 #ifdef CONFIG_SMP
613         extern int migration_init(void);
614
615         migration_init();
616 #endif
617         spawn_ksoftirqd();
618 }
619
620 static void run_init_process(char *init_filename)
621 {
622         argv_init[0] = init_filename;
623         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
624 }
625
626 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
627 {
628 #ifdef CONFIG_SMP
629         int i;
630
631         /*
632          * If arch is not hotplug ready and did not populate
633          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
634          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
635          */
636         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
637                 for_each_cpu(i) {
638                         cpu_set(i, cpu_present_map);
639                 }
640         }
641 #endif
642 }
643
644 static int init(void * unused)
645 {
646         lock_kernel();
647         /*
648          * init can run on any cpu.
649          */
650         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);
651         /*
652          * Tell the world that we're going to be the grim
653          * reaper of innocent orphaned children.
654          *
655          * We don't want people to have to make incorrect
656          * assumptions about where in the task array this
657          * can be found.
658          */
659         child_reaper = current;
660
661         /* Sets up cpus_possible() */
662         smp_prepare_cpus(max_cpus);
663
664         do_pre_smp_initcalls();
665
666         fixup_cpu_present_map();
667         smp_init();
668         sched_init_smp();
669
670         cpuset_init_smp();
671
672         /*
673          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
674          * firmware files.
675          */
676         populate_rootfs();
677
678         do_basic_setup();
679
680         /*
681          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
682          * the work
683          */
684         if (sys_access((const char __user *) "/init", 0) == 0)
685                 execute_command = "/init";
686         else
687                 prepare_namespace();
688
689         /*
690          * Ok, we have completed the initial bootup, and
691          * we're essentially up and running. Get rid of the
692          * initmem segments and start the user-mode stuff..
693          */
694         free_initmem();
695         unlock_kernel();
696         system_state = SYSTEM_RUNNING;
697         numa_default_policy();
698
699         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
700                 printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");
701
702         (void) sys_dup(0);
703         (void) sys_dup(0);
704         
705         /*
706          * We try each of these until one succeeds.
707          *
708          * The Bourne shell can be used instead of init if we are 
709          * trying to recover a really broken machine.
710          */
711
712         if (execute_command)
713                 run_init_process(execute_command);
714
715         run_init_process("/sbin/init");
716         run_init_process("/etc/init");
717         run_init_process("/bin/init");
718         run_init_process("/bin/sh");
719
720         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
721 }