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/proc_fs.h>
  16 #include <linux/devfs_fs_kernel.h>
  17 #include <linux/unistd.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19 #include <linux/ctype.h>
  20 #include <linux/delay.h>
  21 #include <linux/utsname.h>
  22 #include <linux/ioport.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/smp_lock.h>
  25 #include <linux/blk.h>
  26 #include <linux/hdreg.h>
  27 #include <linux/bootmem.h>
  28 #include <linux/tty.h>
  29 #include <linux/gfp.h>
  30 #include <linux/percpu.h>
  31 #include <linux/kernel_stat.h>
  32 #include <linux/security.h>
  33 #include <linux/workqueue.h>
  34 #include <linux/profile.h>
  35 #include <linux/rcupdate.h>
  36
  37 #include <asm/io.h>
  38 #include <asm/bugs.h>
  39
  40 #if defined(CONFIG_ARCH_S390)
  41 #include <asm/s390mach.h>
  42 #endif
  43
  44 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  45 #include <asm/smp.h>
  46 #endif
  47
  48 /*
  49  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile
  50  * and link okay, but the end product can have subtle run time bugs.
  51  * To avoid associated bogus bug reports, we flatly refuse to compile
  52  * with a gcc that is known to be too old from the very beginning.
  53  */
  54 #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 91)
  55 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
  56 #endif
  57
  58 extern char *linux_banner;
  59
  60 static int init(void *);
  61
  62 extern void init_IRQ(void);
  63 extern void init_modules(void);
  64 extern void sock_init(void);
  65 extern void fork_init(unsigned long);
  66 extern void mca_init(void);
  67 extern void sbus_init(void);
  68 extern void sysctl_init(void);
  69 extern void signals_init(void);
  70 extern void buffer_init(void);
  71 extern void pidhash_init(void);
  72 extern void pte_chain_init(void);
  73 extern void radix_tree_init(void);
  74 extern void free_initmem(void);
  75 extern void populate_rootfs(void);
  76
  77 #ifdef CONFIG_TC
  78 extern void tc_init(void);
  79 #endif
  80
  81 #if defined(CONFIG_SYSVIPC)
  82 extern void ipc_init(void);
  83 #endif
  84
  85 /*
  86  * Are we up and running (ie do we have all the infrastructure
  87  * set up)
  88  */
  89 int system_running = 0;
  90
  91 /*
  92  * Boot command-line arguments
  93  */
  94 #define MAX_INIT_ARGS 8
  95 #define MAX_INIT_ENVS 8
  96
  97 extern void time_init(void);
  98 extern void softirq_init(void);
  99
 100 int rows, cols;
 101
 102 char *execute_command;
 103
 104 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 105 static unsigned int max_cpus = UINT_MAX;
 106
 107 /*
 108  * Setup routine for controlling SMP activation
 109  *
 110  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 111  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 112  *
 113  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 114  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 115  * SMP mode to <NUM>.
 116  */
 117 static int __init nosmp(char *str)
 118 {
 119         max_cpus = 0;
 120         return 1;
 121 }
 122
 123 __setup("nosmp", nosmp);
 124
 125 static int __init maxcpus(char *str)
 126 {
 127         get_option(&str, &max_cpus);
 128         return 1;
 129 }
 130
 131 __setup("maxcpus=", maxcpus);
 132
 133 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 134 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 135
 136 __setup("profile=", profile_setup);
 137
 138 static int __init checksetup(char *line)
 139 {
 140         struct kernel_param *p;
 141
 142         p = &__setup_start;
 143         do {
 144                 int n = strlen(p->str);
 145                 if (!strncmp(line,p->str,n)) {
 146                         if (p->setup_func(line+n))
 147                                 return 1;
 148                 }
 149                 p++;
 150         } while (p < &__setup_end);
 151         return 0;
 152 }
 153
 154 /* this should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 155    still work even if initially too large, it will just take slightly longer */
 156 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 157
 158 /* This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
 159    bit takes on average 1.5/HZ seconds.  This (like the original) is a little
 160    better than 1% */
 161 #define LPS_PREC 8
 162
 163 void __init calibrate_delay(void)
 164 {
 165         unsigned long ticks, loopbit;
 166         int lps_precision = LPS_PREC;
 167
 168         loops_per_jiffy = (1<<12);
 169
 170         printk("Calibrating delay loop... ");
 171         while (loops_per_jiffy <<= 1) {
 172                 /* wait for "start of" clock tick */
 173                 ticks = jiffies;
 174                 while (ticks == jiffies)
 175                         /* nothing */;
 176                 /* Go .. */
 177                 ticks = jiffies;
 178                 __delay(loops_per_jiffy);
 179                 ticks = jiffies - ticks;
 180                 if (ticks)
 181                         break;
 182         }
 183
 184 /* Do a binary approximation to get loops_per_jiffy set to equal one clock
 185    (up to lps_precision bits) */
 186         loops_per_jiffy >>= 1;
 187         loopbit = loops_per_jiffy;
 188         while ( lps_precision-- && (loopbit >>= 1) ) {
 189                 loops_per_jiffy |= loopbit;
 190                 ticks = jiffies;
 191                 while (ticks == jiffies);
 192                 ticks = jiffies;
 193                 __delay(loops_per_jiffy);
 194                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
 195                         loops_per_jiffy &= ~loopbit;
 196         }
 197
 198 /* Round the value and print it */
 199         printk("%lu.%02lu BogoMIPS\n",
 200                 loops_per_jiffy/(500000/HZ),
 201                 (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
 202 }
 203
 204 static int __init debug_kernel(char *str)
 205 {
 206         if (*str)
 207                 return 0;
 208         console_loglevel = 10;
 209         return 1;
 210 }
 211
 212 static int __init quiet_kernel(char *str)
 213 {
 214         if (*str)
 215                 return 0;
 216         console_loglevel = 4;
 217         return 1;
 218 }
 219
 220 __setup("debug", debug_kernel);
 221 __setup("quiet", quiet_kernel);
 222
 223 /*
 224  * This is a simple kernel command line parsing function: it parses
 225  * the command line, and fills in the arguments/environment to init
 226  * as appropriate. Any cmd-line option is taken to be an environment
 227  * variable if it contains the character '='.
 228  *
 229  * This routine also checks for options meant for the kernel.
 230  * These options are not given to init - they are for internal kernel use only.
 231  */
 232 static void __init parse_options(char *line)
 233 {
 234         char *next,*quote;
 235         int args, envs;
 236
 237         if (!*line)
 238                 return;
 239         args = 0;
 240         envs = 1;       /* TERM is set to 'linux' by default */
 241         next = line;
 242         while ((line = next) != NULL) {
 243                 quote = strchr(line,'"');
 244                 next = strchr(line, ' ');
 245                 while (next != NULL && quote != NULL && quote < next) {
 246                         /* we found a left quote before the next blank
 247                          * now we have to find the matching right quote
 248                          */
 249                         next = strchr(quote+1, '"');
 250                         if (next != NULL) {
 251                                 quote = strchr(next+1, '"');
 252                                 next = strchr(next+1, ' ');
 253                         }
 254                 }
 255                 if (next != NULL)
 256                         *next++ = 0;
 257                 if (!strncmp(line,"init=",5)) {
 258                         line += 5;
 259                         execute_command = line;
 260                         /* In case LILO is going to boot us with default command line,
 261                          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 262                          * the shell think it should execute a script with such name.
 263                          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 264                          */
 265                         args = 0;
 266                         continue;
 267                 }
 268                 if (checksetup(line))
 269                         continue;
 270
 271                 /*
 272                  * Then check if it's an environment variable or
 273                  * an option.
 274                  */
 275                 if (strchr(line,'=')) {
 276                         if (envs >= MAX_INIT_ENVS)
 277                                 break;
 278                         envp_init[++envs] = line;
 279                 } else {
 280                         if (args >= MAX_INIT_ARGS)
 281                                 break;
 282                         if (*line)
 283                                 argv_init[++args] = line;
 284                 }
 285         }
 286         argv_init[args+1] = NULL;
 287         envp_init[envs+1] = NULL;
 288 }
 289
 290
 291 extern void setup_arch(char **);
 292 extern void cpu_idle(void);
 293
 294 #ifndef CONFIG_SMP
 295
 296 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 297 static void __init smp_init(void)
 298 {
 299         APIC_init_uniprocessor();
 300 }
 301 #else
 302 #define smp_init()      do { } while (0)
 303 #endif
 304
 305 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
 306 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 307
 308 #else
 309
 310 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
 311 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS];
 312
 313 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
 314 {
 315         unsigned long size, i;
 316         char *ptr;
 317         /* Created by linker magic */
 318         extern char __per_cpu_start[], __per_cpu_end[];
 319
 320         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 321         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 322         if (!size)
 323                 return;
 324
 325         ptr = alloc_bootmem(size * NR_CPUS);
 326
 327         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++, ptr += size) {
 328                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
 329                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, size);
 330         }
 331 }
 332 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
 333
 334 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 335 static void __init smp_init(void)
 336 {
 337         unsigned int i;
 338
 339         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
 340         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 341                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
 342                         break;
 343                 if (cpu_possible(i) && !cpu_online(i)) {
 344                         printk("Bringing up %i\n", i);
 345                         cpu_up(i);
 346                 }
 347         }
 348
 349         /* Any cleanup work */
 350         printk("CPUS done %u\n", max_cpus);
 351         smp_cpus_done(max_cpus);
 352 #if 0
 353         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
 354
 355         smp_threads_ready=1;
 356         smp_commence();
 357 #endif
 358 }
 359
 360 #endif
 361
 362 /*
 363  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 364  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 365  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 366  * cpu_idle.
 367  */
 368
 369 static void rest_init(void)
 370 {
 371         kernel_thread(init, NULL, CLONE_KERNEL);
 372         unlock_kernel();
 373         cpu_idle();
 374 }
 375
 376 /*
 377  *      Activate the first processor.
 378  */
 379
 380 asmlinkage void __init start_kernel(void)
 381 {
 382         char * command_line;
 383         extern char saved_command_line[];
 384 /*
 385  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 386  * enable them
 387  */
 388         lock_kernel();
 389         printk(linux_banner);
 390         setup_arch(&command_line);
 391         setup_per_cpu_areas();
 392         build_all_zonelists();
 393         page_alloc_init();
 394         printk("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
 395         parse_options(command_line);
 396         trap_init();
 397         rcu_init();
 398         init_IRQ();
 399         sched_init();
 400         softirq_init();
 401         time_init();
 402
 403         /*
 404          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 405          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 406          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 407          */
 408         console_init();
 409 #ifdef CONFIG_MODULES
 410         init_modules();
 411 #endif
 412         profile_init();
 413         kmem_cache_init();
 414         local_irq_enable();
 415         calibrate_delay();
 416 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 417         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 418                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
 419                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
 420                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 421                 initrd_start = 0;
 422         }
 423 #endif
 424         page_address_init();
 425         mem_init();
 426         kmem_cache_sizes_init();
 427         pidhash_init();
 428         pgtable_cache_init();
 429         pte_chain_init();
 430         fork_init(num_physpages);
 431         proc_caches_init();
 432         security_scaffolding_startup();
 433         buffer_init();
 434         vfs_caches_init(num_physpages);
 435         radix_tree_init();
 436         signals_init();
 437         populate_rootfs();
 438 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 439         proc_root_init();
 440 #endif
 441 #if defined(CONFIG_SYSVIPC)
 442         ipc_init();
 443 #endif
 444         check_bugs();
 445         printk("POSIX conformance testing by UNIFIX\n");
 446
 447         /*
 448          *      We count on the initial thread going ok
 449          *      Like idlers init is an unlocked kernel thread, which will
 450          *      make syscalls (and thus be locked).
 451          */
 452         init_idle(current, smp_processor_id());
 453
 454         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 455         rest_init();
 456 }
 457
 458 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
 459
 460 static void __init do_initcalls(void)
 461 {
 462         initcall_t *call;
 463
 464         call = &__initcall_start;
 465         do {
 466                 (*call)();
 467                 call++;
 468         } while (call < &__initcall_end);
 469
 470         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
 471         flush_scheduled_work();
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
 476  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
 477  * running, and memory and process management works.
 478  *
 479  * Now we can finally start doing some real work..
 480  */
 481 static void __init do_basic_setup(void)
 482 {
 483 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 484         sysctl_init();
 485 #endif
 486
 487         /* Networking initialization needs a process context */
 488         sock_init();
 489
 490         init_workqueues();
 491         do_initcalls();
 492 }
 493
 494 static void do_pre_smp_initcalls(void)
 495 {
 496         extern int spawn_ksoftirqd(void);
 497 #ifdef CONFIG_SMP
 498         extern int migration_init(void);
 499
 500         migration_init();
 501 #endif
 502         spawn_ksoftirqd();
 503 }
 504
 505 extern void prepare_namespace(void);
 506
 507 static int init(void * unused)
 508 {
 509         static char * argv_sh[] = { "sh", NULL, };
 510
 511         lock_kernel();
 512         /*
 513          * Tell the world that we're going to be the grim
 514          * reaper of innocent orphaned children.
 515          *
 516          * We don't want people to have to make incorrect
 517          * assumptions about where in the task array this
 518          * can be found.
 519          */
 520         child_reaper = current;
 521
 522         /* Sets up cpus_possible() */
 523         smp_prepare_cpus(max_cpus);
 524
 525         do_pre_smp_initcalls();
 526
 527         smp_init();
 528         do_basic_setup();
 529
 530         prepare_namespace();
 531
 532         /*
 533          * Ok, we have completed the initial bootup, and
 534          * we're essentially up and running. Get rid of the
 535          * initmem segments and start the user-mode stuff..
 536          */
 537         free_initmem();
 538         unlock_kernel();
 539         system_running = 1;
 540
 541         if (open("/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
 542                 printk("Warning: unable to open an initial console.\n");
 543
 544         (void) dup(0);
 545         (void) dup(0);
 546
 547         /*
 548          * We try each of these until one succeeds.
 549          *
 550          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
 551          * trying to recover a really broken machine.
 552          */
 553
 554         if (execute_command)
 555                 execve(execute_command,argv_init,envp_init);
 556         execve("/sbin/init",argv_init,envp_init);
 557         execve("/etc/init",argv_init,envp_init);
 558         execve("/bin/init",argv_init,envp_init);
 559         execve("/bin/sh",argv_sh,envp_init);
 560         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
 561 }