sys/kern/init_main.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1995 Terrence R. Lambert
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1991, 1992, 1993
   6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   7  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
   8  * All or some portions of this file are derived from material licensed
   9  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
  10  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
  11  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  22  *    must display the following acknowledgement:
  23  *      This product includes software developed by the University of
  24  *      California, Berkeley and its contributors.
  25  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  26  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  27  *    without specific prior written permission.
  28  *
  29  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  30  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  31  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  32  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  33  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  34  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  35  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  36  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  37  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  38  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  39  * SUCH DAMAGE.
  40  *
  41  *      @(#)init_main.c 8.9 (Berkeley) 1/21/94
  42  * $FreeBSD: src/sys/kern/init_main.c,v 1.134.2.8 2003/06/06 20:21:32 tegge Exp $
  43  * $DragonFly: src/sys/kern/init_main.c,v 1.4 2003/06/18 16:30:14 dillon Exp $
  44  */
  45
  46 #include "opt_init_path.h"
  47
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/file.h>
  50 #include <sys/filedesc.h>
  51 #include <sys/kernel.h>
  52 #include <sys/mount.h>
  53 #include <sys/sysctl.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/resourcevar.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/vnode.h>
  59 #include <sys/sysent.h>
  60 #include <sys/reboot.h>
  61 #include <sys/sysproto.h>
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #include <sys/unistd.h>
  64 #include <sys/malloc.h>
  65
  66 #include <machine/cpu.h>
  67
  68 #include <vm/vm.h>
  69 #include <vm/vm_param.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <vm/pmap.h>
  72 #include <vm/vm_map.h>
  73 #include <sys/user.h>
  74 #include <sys/copyright.h>
  75
  76 extern struct linker_set        sysinit_set;    /* XXX */
  77
  78 void mi_startup(void);                          /* Should be elsewhere */
  79
  80 /* Components of the first process -- never freed. */
  81 static struct session session0;
  82 static struct pgrp pgrp0;
  83 struct  proc proc0;
  84 static struct thread thread0;
  85 static struct pcred cred0;
  86 static struct procsig procsig0;
  87 static struct filedesc0 filedesc0;
  88 static struct plimit limit0;
  89 static struct vmspace vmspace0;
  90 struct  proc *initproc;
  91
  92 int cmask = CMASK;
  93 extern  struct user *proc0paddr;
  94 extern int fallback_elf_brand;
  95
  96 struct  vnode *rootvp;
  97 int     boothowto = 0;          /* initialized so that it can be patched */
  98 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, boothowto, CTLFLAG_RD, &boothowto, 0, "");
  99
 100 /*
 101  * This ensures that there is at least one entry so that the sysinit_set
 102  * symbol is not undefined.  A sybsystem ID of SI_SUB_DUMMY is never
 103  * executed.
 104  */
 105 SYSINIT(placeholder, SI_SUB_DUMMY, SI_ORDER_ANY, NULL, NULL)
 106
 107 /*
 108  * The sysinit table itself.  Items are checked off as the are run.
 109  * If we want to register new sysinit types, add them to newsysinit.
 110  */
 111 struct sysinit **sysinit = (struct sysinit **)sysinit_set.ls_items;
 112 struct sysinit **newsysinit;
 113
 114 /*
 115  * Merge a new sysinit set into the current set, reallocating it if
 116  * necessary.  This can only be called after malloc is running.
 117  */
 118 void
 119 sysinit_add(struct sysinit **set)
 120 {
 121         struct sysinit **newset;
 122         struct sysinit **sipp;
 123         struct sysinit **xipp;
 124         int count = 0;
 125
 126         if (newsysinit)
 127                 for (sipp = newsysinit; *sipp; sipp++)
 128                         count++;
 129         else
 130                 for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++)
 131                         count++;
 132         for (sipp = set; *sipp; sipp++)
 133                 count++;
 134         count++;                /* Trailing NULL */
 135         newset = malloc(count * sizeof(*sipp), M_TEMP, M_NOWAIT);
 136         if (newset == NULL)
 137                 panic("cannot malloc for sysinit");
 138         xipp = newset;
 139         if (newsysinit)
 140                 for (sipp = newsysinit; *sipp; sipp++)
 141                         *xipp++ = *sipp;
 142         else
 143                 for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++)
 144                         *xipp++ = *sipp;
 145         for (sipp = set; *sipp; sipp++)
 146                 *xipp++ = *sipp;
 147         *xipp = NULL;
 148         if (newsysinit)
 149                 free(newsysinit, M_TEMP);
 150         newsysinit = newset;
 151 }
 152
 153 /*
 154  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
 155  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
 156  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
 157  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
 158  *
 159  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
 160  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
 161  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
 162  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
 163  */
 164 void
 165 mi_startup(void)
 166 {
 167
 168         register struct sysinit **sipp;         /* system initialization*/
 169         register struct sysinit **xipp;         /* interior loop of sort*/
 170         register struct sysinit *save;          /* bubble*/
 171
 172 restart:
 173         /*
 174          * Perform a bubble sort of the system initialization objects by
 175          * their subsystem (primary key) and order (secondary key).
 176          */
 177         for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++) {
 178                 for (xipp = sipp + 1; *xipp; xipp++) {
 179                         if ((*sipp)->subsystem < (*xipp)->subsystem ||
 180                              ((*sipp)->subsystem == (*xipp)->subsystem &&
 181                               (*sipp)->order <= (*xipp)->order))
 182                                 continue;       /* skip*/
 183                         save = *sipp;
 184                         *sipp = *xipp;
 185                         *xipp = save;
 186                 }
 187         }
 188
 189         /*
 190          * Traverse the (now) ordered list of system initialization tasks.
 191          * Perform each task, and continue on to the next task.
 192          *
 193          * The last item on the list is expected to be the scheduler,
 194          * which will not return.
 195          */
 196         for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++) {
 197
 198                 if ((*sipp)->subsystem == SI_SUB_DUMMY)
 199                         continue;       /* skip dummy task(s)*/
 200
 201                 if ((*sipp)->subsystem == SI_SUB_DONE)
 202                         continue;
 203
 204                 /* Call function */
 205                 (*((*sipp)->func))((*sipp)->udata);
 206
 207                 /* Check off the one we're just done */
 208                 (*sipp)->subsystem = SI_SUB_DONE;
 209
 210                 /* Check if we've installed more sysinit items via KLD */
 211                 if (newsysinit != NULL) {
 212                         if (sysinit != (struct sysinit **)sysinit_set.ls_items)
 213                                 free(sysinit, M_TEMP);
 214                         sysinit = newsysinit;
 215                         newsysinit = NULL;
 216                         goto restart;
 217                 }
 218         }
 219
 220         panic("Shouldn't get here!");
 221         /* NOTREACHED*/
 222 }
 223
 224
 225 /*
 226  ***************************************************************************
 227  ****
 228  **** The following SYSINIT's belong elsewhere, but have not yet
 229  **** been moved.
 230  ****
 231  ***************************************************************************
 232  */
 233 static void
 234 print_caddr_t(void *data __unused)
 235 {
 236         printf("%s", (char *)data);
 237 }
 238 SYSINIT(announce, SI_SUB_COPYRIGHT, SI_ORDER_FIRST, print_caddr_t, copyright)
 239
 240
 241 /*
 242  ***************************************************************************
 243  ****
 244  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
 245  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
 246  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
 247  **** for right now.
 248  ****
 249  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
 250  **** deal with proc0 (the fork template process).
 251  ****
 252  ***************************************************************************
 253  */
 254 /* ARGSUSED*/
 255 static void
 256 proc0_init(void *dummy __unused)
 257 {
 258         register struct proc            *p;
 259         register struct thread          *td;
 260         register struct filedesc0       *fdp;
 261         register unsigned i;
 262
 263         p = &proc0;
 264         td = &thread0;
 265
 266         /*
 267          * Initialize process and pgrp structures.
 268          */
 269         procinit();
 270
 271         /*
 272          * Initialize sleep queue hash table
 273          */
 274         sleepinit();
 275
 276         /*
 277          * additional VM structures
 278          */
 279         vm_init2();
 280
 281         /*
 282          * Create process 0 (the swapper).
 283          */
 284         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
 285         p->p_pgrp = &pgrp0;
 286         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
 287         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
 288         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
 289
 290         pgrp0.pg_session = &session0;
 291         session0.s_count = 1;
 292         session0.s_leader = p;
 293
 294         p->p_sysent = &aout_sysvec;
 295
 296         p->p_flag = P_INMEM | P_SYSTEM;
 297         p->p_stat = SRUN;
 298         p->p_nice = NZERO;
 299         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
 300         p->p_rtprio.prio = 0;
 301
 302         p->p_peers = 0;
 303         p->p_leader = p;
 304
 305         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
 306
 307         /* Create credentials. */
 308         cred0.p_refcnt = 1;
 309         cred0.p_uidinfo = uifind(0);
 310         p->p_cred = &cred0;
 311         p->p_ucred = crget();
 312         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
 313         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
 314
 315         /* Don't jail it */
 316         p->p_prison = 0;
 317
 318         /* Create procsig. */
 319         p->p_procsig = &procsig0;
 320         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
 321
 322         /* Initialize signal state for process 0. */
 323         siginit(&proc0);
 324
 325         /* Create the file descriptor table. */
 326         fdp = &filedesc0;
 327         p->p_fd = &fdp->fd_fd;
 328         p->p_fdtol = NULL;
 329         fdp->fd_fd.fd_refcnt = 1;
 330         fdp->fd_fd.fd_cmask = cmask;
 331         fdp->fd_fd.fd_ofiles = fdp->fd_dfiles;
 332         fdp->fd_fd.fd_ofileflags = fdp->fd_dfileflags;
 333         fdp->fd_fd.fd_nfiles = NDFILE;
 334
 335         /* Create the limits structures. */
 336         p->p_limit = &limit0;
 337         for (i = 0; i < sizeof(p->p_rlimit)/sizeof(p->p_rlimit[0]); i++)
 338                 limit0.pl_rlimit[i].rlim_cur =
 339                     limit0.pl_rlimit[i].rlim_max = RLIM_INFINITY;
 340         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur =
 341             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_max = maxfiles;
 342         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_cur =
 343             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_max = maxproc;
 344         i = ptoa(cnt.v_free_count);
 345         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_RSS].rlim_max = i;
 346         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_max = i;
 347         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur = i / 3;
 348         limit0.p_cpulimit = RLIM_INFINITY;
 349         limit0.p_refcnt = 1;
 350
 351         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
 352         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
 353         p->p_vmspace = &vmspace0;
 354         vmspace0.vm_refcnt = 1;
 355         vm_map_init(&vmspace0.vm_map, round_page(VM_MIN_ADDRESS),
 356             trunc_page(VM_MAXUSER_ADDRESS));
 357         vmspace0.vm_map.pmap = vmspace_pmap(&vmspace0);
 358         p->p_addr = proc0paddr;                         /* XXX */
 359         p->p_thread = td;
 360         td->td_proc = p;
 361
 362         /*
 363          * We continue to place resource usage info and signal
 364          * actions in the user struct so they're pageable.
 365          */
 366         p->p_stats = &p->p_addr->u_stats;
 367         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
 368
 369         /*
 370          * Charge root for one process.
 371          */
 372         (void)chgproccnt(cred0.p_uidinfo, 1, 0);
 373
 374         /*
 375          * Initialize the current process pointer (curproc) before
 376          * any possible traps/probes to simplify trap processing.
 377          */
 378         SET_CURTHREAD(p->p_thread);
 379
 380 }
 381 SYSINIT(p0init, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
 382
 383 /* ARGSUSED*/
 384 static void
 385 proc0_post(void *dummy __unused)
 386 {
 387         struct timespec ts;
 388         struct proc *p;
 389
 390         /*
 391          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
 392          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
 393          */
 394         LIST_FOREACH(p, &allproc, p_list) {
 395                 microtime(&p->p_stats->p_start);
 396                 p->p_runtime = 0;
 397         }
 398         microuptime(&switchtime);
 399         switchticks = ticks;
 400
 401         /*
 402          * Give the ``random'' number generator a thump.
 403          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
 404          */
 405         nanotime(&ts);
 406         srandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
 407 }
 408 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
 409
 410 /*
 411  ***************************************************************************
 412  ****
 413  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
 414  **** respective files on a per subsystem basis.
 415  ****
 416  ***************************************************************************
 417  */
 418
 419
 420 /*
 421  ***************************************************************************
 422  ****
 423  **** The following code probably belongs in another file, like
 424  **** kern/init_init.c.
 425  ****
 426  ***************************************************************************
 427  */
 428
 429 /*
 430  * List of paths to try when searching for "init".
 431  */
 432 static char init_path[MAXPATHLEN] =
 433 #ifdef  INIT_PATH
 434     __XSTRING(INIT_PATH);
 435 #else
 436     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
 437 #endif
 438 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
 439
 440 /*
 441  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
 442  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
 443  */
 444 static void
 445 start_init(void *dummy)
 446 {
 447         vm_offset_t addr;
 448         struct execve_args args;
 449         int options, error;
 450         char *var, *path, *next, *s;
 451         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
 452         struct proc *p;
 453
 454         p = curproc;
 455
 456         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
 457         if (VFS_ROOT(TAILQ_FIRST(&mountlist), &rootvnode))
 458                 panic("cannot find root vnode");
 459         p->p_fd->fd_cdir = rootvnode;
 460         VREF(p->p_fd->fd_cdir);
 461         p->p_fd->fd_rdir = rootvnode;
 462         VREF(p->p_fd->fd_rdir);
 463         VOP_UNLOCK(rootvnode, 0, p);
 464
 465         /*
 466          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
 467          */
 468         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
 469         if (vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
 470                         FALSE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0) != 0)
 471                 panic("init: couldn't allocate argument space");
 472         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
 473         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
 474
 475         if ((var = getenv("init_path")) != NULL) {
 476                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
 477                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
 478         }
 479         if ((var = getenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
 480                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
 481
 482         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
 483                 while (*path == ':')
 484                         path++;
 485                 if (*path == '\0')
 486                         break;
 487                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
 488                         /* nothing */ ;
 489                 if (bootverbose)
 490                         printf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
 491                             path);
 492
 493                 /*
 494                  * Move out the boot flag argument.
 495                  */
 496                 options = 0;
 497                 ucp = (char *)USRSTACK;
 498                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
 499                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
 500                         (void)subyte(--ucp, 's');
 501                         options = 1;
 502                 }
 503 #ifdef notyet
 504                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
 505                         (void)subyte(--ucp, 'f');
 506                         options = 1;
 507                 }
 508 #endif
 509
 510 #ifdef BOOTCDROM
 511                 (void)subyte(--ucp, 'C');
 512                 options = 1;
 513 #endif
 514                 if (options == 0)
 515                         (void)subyte(--ucp, '-');
 516                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
 517                 arg1 = ucp;
 518
 519                 /*
 520                  * Move out the file name (also arg 0).
 521                  */
 522                 (void)subyte(--ucp, 0);
 523                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
 524                         (void)subyte(--ucp, *s);
 525                 arg0 = ucp;
 526
 527                 /*
 528                  * Move out the arg pointers.
 529                  */
 530                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
 531                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
 532                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
 533                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
 534
 535                 /*
 536                  * Point at the arguments.
 537                  */
 538                 args.fname = arg0;
 539                 args.argv = uap;
 540                 args.envv = NULL;
 541
 542                 /*
 543                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
 544                  * other than it doesn't exist, complain.
 545                  *
 546                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
 547                  * to user mode as init!
 548                  */
 549                 if ((error = execve(p, &args)) == 0)
 550                         return;
 551                 if (error != ENOENT)
 552                         printf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path),
 553                             path, error);
 554         }
 555         printf("init: not found in path %s\n", init_path);
 556         panic("no init");
 557 }
 558
 559 /*
 560  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
 561  * We do this early to reserve pid 1.
 562  *
 563  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
 564  * in progress will change this more.
 565  */
 566 static void
 567 create_init(const void *udata __unused)
 568 {
 569         int error;
 570         int s;
 571
 572         s = splhigh();
 573         error = fork1(&proc0, RFFDG | RFPROC, &initproc);
 574         if (error)
 575                 panic("cannot fork init: %d\n", error);
 576         initproc->p_flag |= P_INMEM | P_SYSTEM;
 577         cpu_set_fork_handler(initproc, start_init, NULL);
 578         remrunqueue(initproc);
 579         splx(s);
 580 }
 581 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
 582
 583 /*
 584  * Make it runnable now.
 585  */
 586 static void
 587 kick_init(const void *udata __unused)
 588 {
 589         setrunqueue(initproc);
 590 }
 591 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)