[PATCH] i386: cpu_detect extraction
[safe/jmp/linux-2.6] / 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 #include <linux/types.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/proc_fs.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/syscalls.h>
17 #include <linux/string.h>
18 #include <linux/ctype.h>
19 #include <linux/delay.h>
20 #include <linux/utsname.h>
21 #include <linux/ioport.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/smp_lock.h>
24 #include <linux/initrd.h>
25 #include <linux/hdreg.h>
26 #include <linux/bootmem.h>
27 #include <linux/tty.h>
28 #include <linux/gfp.h>
29 #include <linux/percpu.h>
30 #include <linux/kmod.h>
31 #include <linux/kernel_stat.h>
32 #include <linux/start_kernel.h>
33 #include <linux/security.h>
34 #include <linux/workqueue.h>
35 #include <linux/profile.h>
36 #include <linux/rcupdate.h>
37 #include <linux/moduleparam.h>
38 #include <linux/kallsyms.h>
39 #include <linux/writeback.h>
40 #include <linux/cpu.h>
41 #include <linux/cpuset.h>
42 #include <linux/efi.h>
43 #include <linux/taskstats_kern.h>
44 #include <linux/delayacct.h>
45 #include <linux/unistd.h>
46 #include <linux/rmap.h>
47 #include <linux/mempolicy.h>
48 #include <linux/key.h>
49 #include <linux/unwind.h>
50 #include <linux/buffer_head.h>
51 #include <linux/debug_locks.h>
52 #include <linux/lockdep.h>
53
54 #include <asm/io.h>
55 #include <asm/bugs.h>
56 #include <asm/setup.h>
57 #include <asm/sections.h>
58 #include <asm/cacheflush.h>
59
60 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
61 #include <asm/smp.h>
62 #endif
63
64 /*
65  * This is one of the first .c files built. Error out early if we have compiler
66  * trouble.
67  *
68  * Versions of gcc older than that listed below may actually compile and link
69  * okay, but the end product can have subtle run time bugs.  To avoid associated
70  * bogus bug reports, we flatly refuse to compile with a gcc that is known to be
71  * too old from the very beginning.
72  */
73 #if (__GNUC__ < 3) || (__GNUC__ == 3 && __GNUC_MINOR__ < 2)
74 #error Sorry, your GCC is too old. It builds incorrect kernels.
75 #endif
76
77 static int init(void *);
78
79 extern void init_IRQ(void);
80 extern void fork_init(unsigned long);
81 extern void mca_init(void);
82 extern void sbus_init(void);
83 extern void sysctl_init(void);
84 extern void signals_init(void);
85 extern void pidhash_init(void);
86 extern void pidmap_init(void);
87 extern void prio_tree_init(void);
88 extern void radix_tree_init(void);
89 extern void free_initmem(void);
90 extern void populate_rootfs(void);
91 extern void driver_init(void);
92 extern void prepare_namespace(void);
93 #ifdef  CONFIG_ACPI
94 extern void acpi_early_init(void);
95 #else
96 static inline void acpi_early_init(void) { }
97 #endif
98 #ifndef CONFIG_DEBUG_RODATA
99 static inline void mark_rodata_ro(void) { }
100 #endif
101
102 #ifdef CONFIG_TC
103 extern void tc_init(void);
104 #endif
105
106 enum system_states system_state;
107 EXPORT_SYMBOL(system_state);
108
109 /*
110  * Boot command-line arguments
111  */
112 #define MAX_INIT_ARGS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
113 #define MAX_INIT_ENVS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
114
115 extern void time_init(void);
116 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
117 void (*late_time_init)(void);
118 extern void softirq_init(void);
119
120 /* Untouched command line (eg. for /proc) saved by arch-specific code. */
121 char saved_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
122
123 static char *execute_command;
124 static char *ramdisk_execute_command;
125
126 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
127 static unsigned int max_cpus = NR_CPUS;
128
129 /*
130  * If set, this is an indication to the drivers that reset the underlying
131  * device before going ahead with the initialization otherwise driver might
132  * rely on the BIOS and skip the reset operation.
133  *
134  * This is useful if kernel is booting in an unreliable environment.
135  * For ex. kdump situaiton where previous kernel has crashed, BIOS has been
136  * skipped and devices will be in unknown state.
137  */
138 unsigned int reset_devices;
139 EXPORT_SYMBOL(reset_devices);
140
141 /*
142  * Setup routine for controlling SMP activation
143  *
144  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
145  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
146  *
147  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
148  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
149  * SMP mode to <NUM>.
150  */
151 static int __init nosmp(char *str)
152 {
153         max_cpus = 0;
154         return 1;
155 }
156
157 __setup("nosmp", nosmp);
158
159 static int __init maxcpus(char *str)
160 {
161         get_option(&str, &max_cpus);
162         return 1;
163 }
164
165 __setup("maxcpus=", maxcpus);
166
167 static int __init set_reset_devices(char *str)
168 {
169         reset_devices = 1;
170         return 1;
171 }
172
173 __setup("reset_devices", set_reset_devices);
174
175 static char * argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
176 char * envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
177 static const char *panic_later, *panic_param;
178
179 extern struct obs_kernel_param __setup_start[], __setup_end[];
180
181 static int __init obsolete_checksetup(char *line)
182 {
183         struct obs_kernel_param *p;
184         int had_early_param = 0;
185
186         p = __setup_start;
187         do {
188                 int n = strlen(p->str);
189                 if (!strncmp(line, p->str, n)) {
190                         if (p->early) {
191                                 /* Already done in parse_early_param?
192                                  * (Needs exact match on param part).
193                                  * Keep iterating, as we can have early
194                                  * params and __setups of same names 8( */
195                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
196                                         had_early_param = 1;
197                         } else if (!p->setup_func) {
198                                 printk(KERN_WARNING "Parameter %s is obsolete,"
199                                        " ignored\n", p->str);
200                                 return 1;
201                         } else if (p->setup_func(line + n))
202                                 return 1;
203                 }
204                 p++;
205         } while (p < __setup_end);
206
207         return had_early_param;
208 }
209
210 /*
211  * This should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
212  * still work even if initially too large, it will just take slightly longer
213  */
214 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
215
216 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
217
218 static int __init debug_kernel(char *str)
219 {
220         if (*str)
221                 return 0;
222         console_loglevel = 10;
223         return 1;
224 }
225
226 static int __init quiet_kernel(char *str)
227 {
228         if (*str)
229                 return 0;
230         console_loglevel = 4;
231         return 1;
232 }
233
234 __setup("debug", debug_kernel);
235 __setup("quiet", quiet_kernel);
236
237 static int __init loglevel(char *str)
238 {
239         get_option(&str, &console_loglevel);
240         return 1;
241 }
242
243 __setup("loglevel=", loglevel);
244
245 /*
246  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
247  * failed parameters
248  */
249 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
250 {
251         /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
252         if (val) {
253                 /* param=val or param="val"? */
254                 if (val == param+strlen(param)+1)
255                         val[-1] = '=';
256                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
257                         val[-2] = '=';
258                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
259                         val--;
260                 } else
261                         BUG();
262         }
263
264         /* Handle obsolete-style parameters */
265         if (obsolete_checksetup(param))
266                 return 0;
267
268         /*
269          * Preemptive maintenance for "why didn't my mispelled command
270          * line work?"
271          */
272         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val)) {
273                 printk(KERN_ERR "Unknown boot option `%s': ignoring\n", param);
274                 return 0;
275         }
276
277         if (panic_later)
278                 return 0;
279
280         if (val) {
281                 /* Environment option */
282                 unsigned int i;
283                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
284                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
285                                 panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
286                                 panic_param = param;
287                         }
288                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
289                                 break;
290                 }
291                 envp_init[i] = param;
292         } else {
293                 /* Command line option */
294                 unsigned int i;
295                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
296                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
297                                 panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
298                                 panic_param = param;
299                         }
300                 }
301                 argv_init[i] = param;
302         }
303         return 0;
304 }
305
306 static int __init init_setup(char *str)
307 {
308         unsigned int i;
309
310         execute_command = str;
311         /*
312          * In case LILO is going to boot us with default command line,
313          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
314          * the shell think it should execute a script with such name.
315          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
316          */
317         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
318                 argv_init[i] = NULL;
319         return 1;
320 }
321 __setup("init=", init_setup);
322
323 static int __init rdinit_setup(char *str)
324 {
325         unsigned int i;
326
327         ramdisk_execute_command = str;
328         /* See "auto" comment in init_setup */
329         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
330                 argv_init[i] = NULL;
331         return 1;
332 }
333 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
334
335 #ifndef CONFIG_SMP
336
337 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
338 static void __init smp_init(void)
339 {
340         APIC_init_uniprocessor();
341 }
342 #else
343 #define smp_init()      do { } while (0)
344 #endif
345
346 static inline void setup_per_cpu_areas(void) { }
347 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
348
349 #else
350
351 #ifdef __GENERIC_PER_CPU
352 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
353
354 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
355
356 static void __init setup_per_cpu_areas(void)
357 {
358         unsigned long size, i;
359         char *ptr;
360         unsigned long nr_possible_cpus = num_possible_cpus();
361
362         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
363         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
364 #ifdef CONFIG_MODULES
365         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
366                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
367 #endif
368         ptr = alloc_bootmem(size * nr_possible_cpus);
369
370         for_each_possible_cpu(i) {
371                 __per_cpu_offset[i] = ptr - __per_cpu_start;
372                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
373                 ptr += size;
374         }
375 }
376 #endif /* !__GENERIC_PER_CPU */
377
378 /* Called by boot processor to activate the rest. */
379 static void __init smp_init(void)
380 {
381         unsigned int i;
382
383         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
384         for_each_present_cpu(i) {
385                 if (num_online_cpus() >= max_cpus)
386                         break;
387                 if (!cpu_online(i))
388                         cpu_up(i);
389         }
390
391         /* Any cleanup work */
392         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
393         smp_cpus_done(max_cpus);
394 #if 0
395         /* Get other processors into their bootup holding patterns. */
396
397         smp_commence();
398 #endif
399 }
400
401 #endif
402
403 /*
404  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
405  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
406  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
407  * cpu_idle.
408  *
409  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
410  */
411
412 static void noinline rest_init(void)
413         __releases(kernel_lock)
414 {
415         kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
416         numa_default_policy();
417         unlock_kernel();
418
419         /*
420          * The boot idle thread must execute schedule()
421          * at least one to get things moving:
422          */
423         preempt_enable_no_resched();
424         schedule();
425         preempt_disable();
426
427         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
428         cpu_idle();
429
430
431 /* Check for early params. */
432 static int __init do_early_param(char *param, char *val)
433 {
434         struct obs_kernel_param *p;
435
436         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
437                 if (p->early && strcmp(param, p->str) == 0) {
438                         if (p->setup_func(val) != 0)
439                                 printk(KERN_WARNING
440                                        "Malformed early option '%s'\n", param);
441                 }
442         }
443         /* We accept everything at this stage. */
444         return 0;
445 }
446
447 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
448 void __init parse_early_param(void)
449 {
450         static __initdata int done = 0;
451         static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
452
453         if (done)
454                 return;
455
456         /* All fall through to do_early_param. */
457         strlcpy(tmp_cmdline, saved_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
458         parse_args("early options", tmp_cmdline, NULL, 0, do_early_param);
459         done = 1;
460 }
461
462 /*
463  *      Activate the first processor.
464  */
465
466 static void __init boot_cpu_init(void)
467 {
468         int cpu = smp_processor_id();
469         /* Mark the boot cpu "present", "online" etc for SMP and UP case */
470         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
471         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
472         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
473 }
474
475 void __init __attribute__((weak)) smp_setup_processor_id(void)
476 {
477 }
478
479 asmlinkage void __init start_kernel(void)
480 {
481         char * command_line;
482         extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
483
484         smp_setup_processor_id();
485
486         /*
487          * Need to run as early as possible, to initialize the
488          * lockdep hash:
489          */
490         unwind_init();
491         lockdep_init();
492
493         local_irq_disable();
494         early_boot_irqs_off();
495         early_init_irq_lock_class();
496
497 /*
498  * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
499  * enable them
500  */
501         lock_kernel();
502         boot_cpu_init();
503         page_address_init();
504         printk(KERN_NOTICE);
505         printk(linux_banner);
506         setup_arch(&command_line);
507         unwind_setup();
508         setup_per_cpu_areas();
509         smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
510
511         /*
512          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
513          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
514          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
515          */
516         sched_init();
517         /*
518          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
519          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
520          */
521         preempt_disable();
522         build_all_zonelists();
523         page_alloc_init();
524         printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
525         parse_early_param();
526         parse_args("Booting kernel", command_line, __start___param,
527                    __stop___param - __start___param,
528                    &unknown_bootoption);
529         sort_main_extable();
530         trap_init();
531         rcu_init();
532         init_IRQ();
533         pidhash_init();
534         init_timers();
535         hrtimers_init();
536         softirq_init();
537         timekeeping_init();
538         time_init();
539         profile_init();
540         if (!irqs_disabled())
541                 printk("start_kernel(): bug: interrupts were enabled early\n");
542         early_boot_irqs_on();
543         local_irq_enable();
544
545         /*
546          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
547          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
548          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
549          */
550         console_init();
551         if (panic_later)
552                 panic(panic_later, panic_param);
553
554         lockdep_info();
555
556         /*
557          * Need to run this when irqs are enabled, because it wants
558          * to self-test [hard/soft]-irqs on/off lock inversion bugs
559          * too:
560          */
561         locking_selftest();
562
563 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
564         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
565                         initrd_start < min_low_pfn << PAGE_SHIFT) {
566                 printk(KERN_CRIT "initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - "
567                     "disabling it.\n",initrd_start,min_low_pfn << PAGE_SHIFT);
568                 initrd_start = 0;
569         }
570 #endif
571         vfs_caches_init_early();
572         cpuset_init_early();
573         mem_init();
574         kmem_cache_init();
575         setup_per_cpu_pageset();
576         numa_policy_init();
577         if (late_time_init)
578                 late_time_init();
579         calibrate_delay();
580         pidmap_init();
581         pgtable_cache_init();
582         prio_tree_init();
583         anon_vma_init();
584 #ifdef CONFIG_X86
585         if (efi_enabled)
586                 efi_enter_virtual_mode();
587 #endif
588         fork_init(num_physpages);
589         proc_caches_init();
590         buffer_init();
591         unnamed_dev_init();
592         key_init();
593         security_init();
594         vfs_caches_init(num_physpages);
595         radix_tree_init();
596         signals_init();
597         /* rootfs populating might need page-writeback */
598         page_writeback_init();
599 #ifdef CONFIG_PROC_FS
600         proc_root_init();
601 #endif
602         cpuset_init();
603         taskstats_init_early();
604         delayacct_init();
605
606         check_bugs();
607
608         acpi_early_init(); /* before LAPIC and SMP init */
609
610         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
611         rest_init();
612 }
613
614 static int __initdata initcall_debug;
615
616 static int __init initcall_debug_setup(char *str)
617 {
618         initcall_debug = 1;
619         return 1;
620 }
621 __setup("initcall_debug", initcall_debug_setup);
622
623 struct task_struct *child_reaper = &init_task;
624
625 extern initcall_t __initcall_start[], __initcall_end[];
626
627 static void __init do_initcalls(void)
628 {
629         initcall_t *call;
630         int count = preempt_count();
631
632         for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {
633                 char *msg = NULL;
634                 char msgbuf[40];
635                 int result;
636
637                 if (initcall_debug) {
638                         printk("Calling initcall 0x%p", *call);
639                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()",
640                                         (unsigned long) *call);
641                         printk("\n");
642                 }
643
644                 result = (*call)();
645
646                 if (result && result != -ENODEV && initcall_debug) {
647                         sprintf(msgbuf, "error code %d", result);
648                         msg = msgbuf;
649                 }
650                 if (preempt_count() != count) {
651                         msg = "preemption imbalance";
652                         preempt_count() = count;
653                 }
654                 if (irqs_disabled()) {
655                         msg = "disabled interrupts";
656                         local_irq_enable();
657                 }
658                 if (msg) {
659                         printk(KERN_WARNING "initcall at 0x%p", *call);
660                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()",
661                                         (unsigned long) *call);
662                         printk(": returned with %s\n", msg);
663                 }
664         }
665
666         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
667         flush_scheduled_work();
668 }
669
670 /*
671  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
672  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
673  * running, and memory and process management works.
674  *
675  * Now we can finally start doing some real work..
676  */
677 static void __init do_basic_setup(void)
678 {
679         /* drivers will send hotplug events */
680         init_workqueues();
681         usermodehelper_init();
682         driver_init();
683
684 #ifdef CONFIG_SYSCTL
685         sysctl_init();
686 #endif
687
688         do_initcalls();
689 }
690
691 static void do_pre_smp_initcalls(void)
692 {
693         extern int spawn_ksoftirqd(void);
694 #ifdef CONFIG_SMP
695         extern int migration_init(void);
696
697         migration_init();
698 #endif
699         spawn_ksoftirqd();
700         spawn_softlockup_task();
701 }
702
703 static void run_init_process(char *init_filename)
704 {
705         argv_init[0] = init_filename;
706         kernel_execve(init_filename, argv_init, envp_init);
707 }
708
709 static int init(void * unused)
710 {
711         lock_kernel();
712         /*
713          * init can run on any cpu.
714          */
715         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);
716         /*
717          * Tell the world that we're going to be the grim
718          * reaper of innocent orphaned children.
719          *
720          * We don't want people to have to make incorrect
721          * assumptions about where in the task array this
722          * can be found.
723          */
724         child_reaper = current;
725
726         cad_pid = task_pid(current);
727
728         smp_prepare_cpus(max_cpus);
729
730         do_pre_smp_initcalls();
731
732         smp_init();
733         sched_init_smp();
734
735         cpuset_init_smp();
736
737         /*
738          * Do this before initcalls, because some drivers want to access
739          * firmware files.
740          */
741         populate_rootfs();
742
743         do_basic_setup();
744
745         /*
746          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
747          * the work
748          */
749
750         if (!ramdisk_execute_command)
751                 ramdisk_execute_command = "/init";
752
753         if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
754                 ramdisk_execute_command = NULL;
755                 prepare_namespace();
756         }
757
758         /*
759          * Ok, we have completed the initial bootup, and
760          * we're essentially up and running. Get rid of the
761          * initmem segments and start the user-mode stuff..
762          */
763         free_initmem();
764         unlock_kernel();
765         mark_rodata_ro();
766         system_state = SYSTEM_RUNNING;
767         numa_default_policy();
768
769         if (sys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
770                 printk(KERN_WARNING "Warning: unable to open an initial console.\n");
771
772         (void) sys_dup(0);
773         (void) sys_dup(0);
774
775         if (ramdisk_execute_command) {
776                 run_init_process(ramdisk_execute_command);
777                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s\n",
778                                 ramdisk_execute_command);
779         }
780
781         /*
782          * We try each of these until one succeeds.
783          *
784          * The Bourne shell can be used instead of init if we are 
785          * trying to recover a really broken machine.
786          */
787         if (execute_command) {
788                 run_init_process(execute_command);
789                 printk(KERN_WARNING "Failed to execute %s.  Attempting "
790                                         "defaults...\n", execute_command);
791         }
792         run_init_process("/sbin/init");
793         run_init_process("/etc/init");
794         run_init_process("/bin/init");
795         run_init_process("/bin/sh");
796
797         panic("No init found.  Try passing init= option to kernel.");
798 }