9cf6b307bfd7dde1d63698ee5976eede3cd5c124
[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 #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];
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 (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
347                 if (!cpu_possible(i)) {
348                         __per_cpu_offset[i] = (char*)0 - __per_cpu_start;
349                         continue;
350                 }
351                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
352                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
353                 ptr += size;
354         }
355 }
356 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
357
358 /* Called by boot processor to activate the rest. */
359 static void __init smp_init(void)
360 {
361         unsigned int i;
362
363         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
364         for_each_present_cpu(i) {
365                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
366                         break;
367                 if (!cpu_online(i))
368                         cpu_up(i);
369         }
370
371         /* Any cleanup work */
372         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
373         smp_cpus_done(max_cpus);
374 #if 0
375         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
376
377         smp_commence();
378 #endif
379 }
380
381 #endif
382
383 /*
384  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
385  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
386  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
387  * cpu_idle.
388  *
389  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
390  */
391
392 static void noinline rest_init(void)
393         __releases(kernel_lock)
394 {
395         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
396         numa_default_policy();
397         unlock_kernel();
398
399         /*
400          * The boot idle thread must execute schedule()
401          * at least one to get things moving:
402          */
403         preempt_enable_no_resched();
404         schedule();
405         preempt_disable();
406
407         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
408         cpu_idle();
409
410
411 /* Check for early params. */
412 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
413 {
414         struct obs_kernel_param *p;
415
416         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
417                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
418                         if (p->setup_func(val) != 0)
419                                 printk(KERN_WARNING
420                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
421                 }
422         }
423         /* We accept everything at this stage. */
424         return 0;
425 }
426
427 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
428 void __init parse_early_param(void)
429 {
430         static __initdata int done = 0;
431         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
432
433         if (done)
434                 return;
435
436         /* All fall through to do_early_param. */
437         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
438         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
439         done = 1;
440 }
441
442 /*
443  *      Activate the first processor.
444  */
445
446 static void __init boot_cpu_init(void)
447 {
448         int cpu = smp_processor_id();
449         /* Mark the boot cpu "present", "online" etc for SMP and UP case */
450         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
451         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
452         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
453 }
454
455 asmlinkage void __init start_kernel(void)
456 {
457         char * command_line;
458         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
459 /*
460  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
461  * enable them
462  */
463         lock_kernel();
464         boot_cpu_init();
465         page_address_init();
466         printk(KERN_NOTICE);
467         printk(linux_banner);
468         setup_arch(&command_line);
469         setup_per_cpu_areas();
470         smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
471
472         /*
473          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
474          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
475          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
476          */
477         sched_init();
478         /*
479          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
480          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
481          */
482         preempt_disable();
483         build_all_zonelists();
484         page_alloc_init();
485         printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
486         parse_early_param();
487         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
488                    __stop___param - __start___param,
489                    &unknown_bootoption);
490         sort_main_extable();
491         trap_init();
492         rcu_init();
493         init_IRQ();
494         pidhash_init();
495         init_timers();
496         hrtimers_init();
497         softirq_init();
498         time_init();
499
500         /*
501          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
502          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
503          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
504          */
505         console_init();
506         if (panic_later)
507                 panic(panic_later, panic_param);
508         profile_init();
509         local_irq_enable();
510 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
511         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
512                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
513                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
514                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
515                 initrd_start = 0;
516         }
517 #endif
518         vfs_caches_init_early();
519         cpuset_init_early();
520         mem_init();
521         kmem_cache_init();
522         setup_per_cpu_pageset();
523         numa_policy_init();
524         if (late_time_init)
525                 late_time_init();
526         calibrate_delay();
527         pidmap_init();
528         pgtable_cache_init();
529         prio_tree_init();
530         anon_vma_init();
531 #ifdef CONFIG_X86
532         if (efi_enabled)
533                 efi_enter_virtual_mode();
534 #endif
535         fork_init(num_physpages);
536         proc_caches_init();
537         buffer_init();
538         unnamed_dev_init();
539         key_init();
540         security_init();
541         vfs_caches_init(num_physpages);
542         radix_tree_init();
543         signals_init();
544         /* rootfs populating might need page-writeback */
545         page_writeback_init();
546 #ifdef CONFIG_PROC_FS
547         proc_root_init();
548 #endif
549         cpuset_init();
550
551         check_bugs();
552
553         acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init */
554
555         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
556         rest_init();
557 }
558
559 static int __initdata initcall_debug;
560
561 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
562 {
563         initcall_debug = 1;
564         return 1;
565 }
566 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
567
568 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
569
570 extern initcall_t __initcall_start[], __initcall_end[];
571
572 static void __init do_initcalls(void)
573 {
574         initcall_t *call;
575         int count = preempt_count();
576
577         for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {
578                 char *msg;
579
580                 if (initcall_debug) {
581                         printk(KERN_DEBUG "Calling initcall 0x%p", *call);
582                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()", (unsigned long) *call);
583                         printk("\n");
584                 }
585
586                 (*call)();
587
588                 msg = NULL;
589                 if (preempt_count() != count) {
590                         msg = "preemption imbalance";
591                         preempt_count() = count;
592                 }
593                 if (irqs_disabled()) {
594                         msg = "disabled interrupts";
595                         local_irq_enable();
596                 }
597                 if (msg) {
598                         printk(KERN_WARNING "error in initcall at 0x%p: "
599                                 "returned with %s\n", *call, msg);
600                 }
601         }
602
603         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
604         flush_scheduled_work();
605 }
606
607 /*
608  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
609  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
610  * running, and memory and process management works.
611  *
612  * Now we can finally start doing some real work..
613  */
614 static void __init do_basic_setup(void)
615 {
616         /* drivers will send hotplug events */
617         init_workqueues();
618         usermodehelper_init();
619         driver_init();
620
621 #ifdef CONFIG_SYSCTL
622         sysctl_init();
623 #endif
624
625         do_initcalls();
626 }
627
628 static void do_pre_smp_initcalls(void)
629 {
630         extern int spawn_ksoftirqd(void);
631 #ifdef CONFIG_SMP
632         extern int migration_init(void);
633
634         migration_init();
635 #endif
636         spawn_ksoftirqd();
637         spawn_softlockup_task();
638 }
639
640 static void run_init_process(char *init_filename)
641 {
642         argv_init[0] = init_filename;
643         execve(init_filename, argv_init, envp_init);
644 }
645
646 static inline void fixup_cpu_present_map(void)
647 {
648 #ifdef CONFIG_SMP
649         int i;
650
651         /*
652          * If arch is not hotplug ready and did not populate
653          * cpu_present_map, just make cpu_present_map same as cpu_possible_map
654          * for other cpu bringup code to function as normal. e.g smp_init() etc.
655          */
656         if (cpus_empty(cpu_present_map)) {
657                 for_each_cpu(i) {
658                         cpu_set(i, cpu_present_map);
659                 }
660         }
661 #endif
662 }
663
664 static int init(void * unused)
665 {
666         lock_kernel();
667         /*
668          * init can run on any cpu.
669          */
670         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);
671         /*
672          * Tell the world that we're going to be the grim
673          * reaper of innocent orphaned children.
674          *
675          * We don't want people to have to make incorrect
676          * assumptions about where in the task array this
677          * can be found.
678          */
679         child_reaper = current;
680
681         smp_prepare_cpus(max_cpus);
682
683         do_pre_smp_initcalls();
684
685         fixup_cpu_present_map();
686         smp_init();
687         sched_init_smp();
688
689         cpuset_init_smp();
690
691         /*
692          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
693          * firmware files.
694          */
695         populate_rootfs();
696
697         do_basic_setup();
698
699         /*
700          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
701          * the work
702          */
703
704         if (!ramdisk_execute_command)
705                 ramdisk_execute_command = "/init";
706
707         if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
708                 ramdisk_execute_command = NULL;
709                 prepare_namespace();
710         }
711
712         /*
713          * Ok, we have completed the initial bootup, and
714          * we're essentially up and running. Get rid of the
715          * initmem segments and start the user-mode stuff..
716          */
717         free_initmem();
718         unlock_kernel();
719         mark_rodata_ro();
720         system_state = SYSTEM_RUNNING;
721         numa_default_policy();
722
723         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
724                 printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");
725
726         (void) sys_dup(0);
727         (void) sys_dup(0);
728
729         if (ramdisk_execute_command) {
730                 run_init_process(ramdisk_execute_command);
731                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",
732                                 ramdisk_execute_command);
733         }
734
735         /*
736          * We try each of these until one succeeds.
737          *
738          * The Bourne shell can be used instead of init if we are 
739          * trying to recover a really broken machine.
740          */
741         if (execute_command) {
742                 run_init_process(execute_command);
743                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "
744                                         "defaults...\n", execute_command);
745         }
746         run_init_process("/sbin/init");
747         run_init_process("/etc/init");
748         run_init_process("/bin/init");
749         run_init_process("/bin/sh");
750
751         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
752 }