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 1.25 2003/09/28 03:44:01 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 #include <sys/file2.h>
  66 #include <sys/thread2.h>
  67
  68 #include <machine/cpu.h>
  69
  70 #include <vm/vm.h>
  71 #include <vm/vm_param.h>
  72 #include <sys/lock.h>
  73 #include <vm/pmap.h>
  74 #include <vm/vm_map.h>
  75 #include <sys/user.h>
  76 #include <sys/copyright.h>
  77
  78 extern struct linker_set        sysinit_set;    /* XXX */
  79
  80 void mi_startup(void);                          /* Should be elsewhere */
  81
  82 /* Components of the first process -- never freed. */
  83 static struct session session0;
  84 static struct pgrp pgrp0;
  85 static struct procsig procsig0;
  86 static struct filedesc0 filedesc0;
  87 static struct plimit limit0;
  88 static struct vmspace vmspace0;
  89 struct proc *initproc;
  90 struct proc proc0;
  91 struct thread thread0;
  92
  93 int cmask = CMASK;
  94 extern  struct user *proc0paddr;
  95 extern int fallback_elf_brand;
  96
  97 struct  vnode *rootvp;
  98 int     boothowto = 0;          /* initialized so that it can be patched */
  99 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, boothowto, CTLFLAG_RD, &boothowto, 0, "");
 100
 101 /*
 102  * This ensures that there is at least one entry so that the sysinit_set
 103  * symbol is not undefined.  A sybsystem ID of SI_SUB_DUMMY is never
 104  * executed.
 105  */
 106 SYSINIT(placeholder, SI_SUB_DUMMY, SI_ORDER_ANY, NULL, NULL)
 107
 108 /*
 109  * The sysinit table itself.  Items are checked off as the are run.
 110  * If we want to register new sysinit types, add them to newsysinit.
 111  */
 112 struct sysinit **sysinit = (struct sysinit **)sysinit_set.ls_items;
 113 struct sysinit **newsysinit;
 114
 115 /*
 116  * Merge a new sysinit set into the current set, reallocating it if
 117  * necessary.  This can only be called after malloc is running.
 118  */
 119 void
 120 sysinit_add(struct sysinit **set)
 121 {
 122         struct sysinit **newset;
 123         struct sysinit **sipp;
 124         struct sysinit **xipp;
 125         int count = 0;
 126
 127         if (newsysinit)
 128                 for (sipp = newsysinit; *sipp; sipp++)
 129                         count++;
 130         else
 131                 for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++)
 132                         count++;
 133         for (sipp = set; *sipp; sipp++)
 134                 count++;
 135         count++;                /* Trailing NULL */
 136         newset = malloc(count * sizeof(*sipp), M_TEMP, M_NOWAIT);
 137         if (newset == NULL)
 138                 panic("cannot malloc for sysinit");
 139         xipp = newset;
 140         if (newsysinit)
 141                 for (sipp = newsysinit; *sipp; sipp++)
 142                         *xipp++ = *sipp;
 143         else
 144                 for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++)
 145                         *xipp++ = *sipp;
 146         for (sipp = set; *sipp; sipp++)
 147                 *xipp++ = *sipp;
 148         *xipp = NULL;
 149         if (newsysinit)
 150                 free(newsysinit, M_TEMP);
 151         newsysinit = newset;
 152 }
 153
 154 /*
 155  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
 156  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
 157  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
 158  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
 159  *
 160  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
 161  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
 162  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
 163  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
 164  */
 165 void
 166 mi_startup(void)
 167 {
 168         struct sysinit *sip;            /* system initialization*/
 169         struct sysinit **sipp;          /* system initialization*/
 170         struct sysinit **xipp;          /* interior loop of sort*/
 171         struct sysinit *save;           /* bubble*/
 172
 173 restart:
 174         /*
 175          * Perform a bubble sort of the system initialization objects by
 176          * their subsystem (primary key) and order (secondary key).
 177          */
 178         for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++) {
 179                 for (xipp = sipp + 1; *xipp; xipp++) {
 180                         if ((*sipp)->subsystem < (*xipp)->subsystem ||
 181                              ((*sipp)->subsystem == (*xipp)->subsystem &&
 182                               (*sipp)->order <= (*xipp)->order))
 183                                 continue;       /* skip*/
 184                         save = *sipp;
 185                         *sipp = *xipp;
 186                         *xipp = save;
 187                 }
 188         }
 189
 190         /*
 191          * Traverse the (now) ordered list of system initialization tasks.
 192          * Perform each task, and continue on to the next task.
 193          *
 194          * The last item on the list is expected to be the scheduler,
 195          * which will not return.
 196          */
 197         for (sipp = sysinit; (sip = *sipp) != NULL; sipp++) {
 198                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DUMMY)
 199                         continue;       /* skip dummy task(s)*/
 200
 201                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DONE)
 202                         continue;
 203
 204                 /* Call function */
 205                 (*(sip->func))(sip->udata);
 206
 207                 /* Check off the one we're just done */
 208                 sip->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  * Leave the critical section that protected us from spurious interrupts
 242  * so device probes work.
 243  */
 244 static void
 245 leavecrit(void *dummy __unused)
 246 {
 247         crit_exit();
 248         KKASSERT(!IN_CRITICAL_SECT(curthread));
 249         if (bootverbose)
 250                 printf("Leaving critical section, allowing interrupts\n");
 251 }
 252 SYSINIT(leavecrit, SI_SUB_LEAVE_CRIT, SI_ORDER_ANY, leavecrit, NULL)
 253
 254 /*
 255  ***************************************************************************
 256  ****
 257  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
 258  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
 259  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
 260  **** for right now.
 261  ****
 262  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
 263  **** deal with proc0 (the fork template process).
 264  ****
 265  ***************************************************************************
 266  */
 267 /* ARGSUSED*/
 268 static void
 269 proc0_init(void *dummy __unused)
 270 {
 271         struct proc             *p;
 272         struct filedesc0        *fdp;
 273         unsigned i;
 274
 275         p = &proc0;
 276
 277         /*
 278          * Initialize process and pgrp structures.
 279          */
 280         procinit();
 281
 282         /*
 283          * Initialize sleep queue hash table
 284          */
 285         sleepinit();
 286
 287         /*
 288          * additional VM structures
 289          */
 290         vm_init2();
 291
 292         /*
 293          * Create process 0 (the swapper).
 294          */
 295         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
 296         p->p_pgrp = &pgrp0;
 297         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
 298         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
 299         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
 300
 301         pgrp0.pg_session = &session0;
 302         session0.s_count = 1;
 303         session0.s_leader = p;
 304
 305         p->p_sysent = &aout_sysvec;
 306
 307         p->p_flag = P_INMEM | P_SYSTEM | P_CP_RELEASED;
 308         p->p_stat = SRUN;
 309         p->p_nice = NZERO;
 310         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
 311         p->p_rtprio.prio = 0;
 312
 313         p->p_peers = 0;
 314         p->p_leader = p;
 315
 316         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
 317
 318         /* Create credentials. */
 319         p->p_ucred = crget();
 320         p->p_ucred->cr_ruidinfo = uifind(0);
 321         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
 322         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
 323
 324         /* Don't jail it */
 325         p->p_ucred->cr_prison = NULL;
 326
 327         /* Create procsig. */
 328         p->p_procsig = &procsig0;
 329         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
 330
 331         /* Initialize signal state for process 0. */
 332         siginit(&proc0);
 333
 334         /* Create the file descriptor table. */
 335         fdp = &filedesc0;
 336         p->p_fd = &fdp->fd_fd;
 337         p->p_fdtol = NULL;
 338         fdp->fd_fd.fd_refcnt = 1;
 339         fdp->fd_fd.fd_cmask = cmask;
 340         fdp->fd_fd.fd_ofiles = fdp->fd_dfiles;
 341         fdp->fd_fd.fd_ofileflags = fdp->fd_dfileflags;
 342         fdp->fd_fd.fd_nfiles = NDFILE;
 343
 344         /* Create the limits structures. */
 345         p->p_limit = &limit0;
 346         for (i = 0; i < sizeof(p->p_rlimit)/sizeof(p->p_rlimit[0]); i++)
 347                 limit0.pl_rlimit[i].rlim_cur =
 348                     limit0.pl_rlimit[i].rlim_max = RLIM_INFINITY;
 349         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur =
 350             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_max = maxfiles;
 351         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_cur =
 352             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_max = maxproc;
 353         i = ptoa(vmstats.v_free_count);
 354         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_RSS].rlim_max = i;
 355         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_max = i;
 356         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur = i / 3;
 357         limit0.p_cpulimit = RLIM_INFINITY;
 358         limit0.p_refcnt = 1;
 359
 360         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
 361         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
 362         p->p_vmspace = &vmspace0;
 363         vmspace0.vm_refcnt = 1;
 364         vm_map_init(&vmspace0.vm_map, round_page(VM_MIN_ADDRESS),
 365             trunc_page(VM_MAXUSER_ADDRESS));
 366         vmspace0.vm_map.pmap = vmspace_pmap(&vmspace0);
 367
 368         /*
 369          * We continue to place resource usage info and signal
 370          * actions in the user struct so they're pageable.
 371          */
 372         p->p_stats = &p->p_addr->u_stats;
 373         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
 374
 375         /*
 376          * Charge root for one process.
 377          */
 378         (void)chgproccnt(p->p_ucred->cr_uidinfo, 1, 0);
 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         FOREACH_PROC_IN_SYSTEM(p) {
 395                 microtime(&p->p_stats->p_start);
 396         }
 397
 398         /*
 399          * Give the ``random'' number generator a thump.
 400          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
 401          */
 402         nanotime(&ts);
 403         srandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
 404 }
 405 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
 406
 407 /*
 408  ***************************************************************************
 409  ****
 410  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
 411  **** respective files on a per subsystem basis.
 412  ****
 413  ***************************************************************************
 414  */
 415
 416
 417 /*
 418  ***************************************************************************
 419  ****
 420  **** The following code probably belongs in another file, like
 421  **** kern/init_init.c.
 422  ****
 423  ***************************************************************************
 424  */
 425
 426 /*
 427  * List of paths to try when searching for "init".
 428  */
 429 static char init_path[MAXPATHLEN] =
 430 #ifdef  INIT_PATH
 431     __XSTRING(INIT_PATH);
 432 #else
 433     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
 434 #endif
 435 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
 436
 437 /*
 438  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
 439  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
 440  *
 441  * The MP lock is held on entry.
 442  */
 443 static void
 444 start_init(void *dummy)
 445 {
 446         vm_offset_t addr;
 447         struct execve_args args;
 448         int options, error;
 449         char *var, *path, *next, *s;
 450         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
 451         struct proc *p;
 452
 453         p = curproc;
 454
 455         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
 456         if (VFS_ROOT(TAILQ_FIRST(&mountlist), &rootvnode))
 457                 panic("cannot find root vnode");
 458         p->p_fd->fd_cdir = rootvnode;
 459         VREF(p->p_fd->fd_cdir);
 460         p->p_fd->fd_rdir = rootvnode;
 461         VREF(p->p_fd->fd_rdir);
 462         vfs_cache_setroot(rootvnode);
 463         VOP_UNLOCK(rootvnode, 0, curthread);
 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                  * WARNING!  We may have been moved to another cpu after
 550                  * acquiring P_CURPROC.  The MP lock will migrate with us
 551                  * though so we still have to release it.
 552                  */
 553                 if ((error = execve(&args)) == 0) {
 554                         acquire_curproc(p);
 555                         rel_mplock();
 556                         return;
 557                 }
 558                 if (error != ENOENT)
 559                         printf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path),
 560                             path, error);
 561         }
 562         printf("init: not found in path %s\n", init_path);
 563         panic("no init");
 564 }
 565
 566 /*
 567  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
 568  * We do this early to reserve pid 1.
 569  *
 570  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
 571  * in progress will change this more.
 572  */
 573 static void
 574 create_init(const void *udata __unused)
 575 {
 576         int error;
 577         int s;
 578
 579         s = splhigh();
 580         error = fork1(&proc0, RFFDG | RFPROC, &initproc);
 581         if (error)
 582                 panic("cannot fork init: %d\n", error);
 583         initproc->p_flag |= P_INMEM | P_SYSTEM;
 584         cpu_set_fork_handler(initproc, start_init, NULL);
 585         splx(s);
 586 }
 587 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
 588
 589 /*
 590  * Make it runnable now.
 591  */
 592 static void
 593 kick_init(const void *udata __unused)
 594 {
 595         start_forked_proc(&proc0, initproc);
 596 }
 597 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)
 598
 599 /*
 600  * Machine independant globaldata initialization
 601  *
 602  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
 603  */
 604 void
 605 mi_gdinit(struct globaldata *gd, int cpuid)
 606 {
 607         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdfreeq);    /* for pmap_{new,dispose}_thread() */
 608         gd->gd_cpuid = cpuid;
 609         lwkt_gdinit(gd);
 610 }
 611
 612