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 1.67 2006/12/04 18:03:26 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 /* Components of the first process -- never freed. */
  79 static struct session session0;
  80 static struct pgrp pgrp0;
  81 static struct procsig procsig0;
  82 static struct filedesc filedesc0;
  83 static struct plimit limit0;
  84 static struct vmspace vmspace0;
  85 struct proc *initproc;
  86 struct proc proc0;
  87 struct thread thread0;
  88
  89 int cmask = CMASK;
  90 extern  struct user *proc0paddr;
  91 extern int fallback_elf_brand;
  92
  93 int     boothowto = 0;          /* initialized so that it can be patched */
  94 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, boothowto, CTLFLAG_RD, &boothowto, 0, "");
  95
  96 /*
  97  * This ensures that there is at least one entry so that the sysinit_set
  98  * symbol is not undefined.  A sybsystem ID of SI_SUB_DUMMY is never
  99  * executed.
 100  */
 101 SYSINIT(placeholder, SI_SUB_DUMMY, SI_ORDER_ANY, NULL, NULL)
 102
 103 /*
 104  * The sysinit table itself.  Items are checked off as the are run.
 105  * If we want to register new sysinit types, add them to newsysinit.
 106  */
 107 SET_DECLARE(sysinit_set, struct sysinit);
 108 struct sysinit **sysinit, **sysinit_end;
 109 struct sysinit **newsysinit, **newsysinit_end;
 110
 111
 112 /*
 113  * Merge a new sysinit set into the current set, reallocating it if
 114  * necessary.  This can only be called after malloc is running.
 115  */
 116 void
 117 sysinit_add(struct sysinit **set, struct sysinit **set_end)
 118 {
 119         struct sysinit **newset;
 120         struct sysinit **sipp;
 121         struct sysinit **xipp;
 122         int count;
 123
 124         count = set_end - set;
 125         if (newsysinit)
 126                 count += newsysinit_end - newsysinit;
 127         else
 128                 count += sysinit_end - sysinit;
 129         newset = kmalloc(count * sizeof(*sipp), M_TEMP, M_WAITOK);
 130         if (newset == NULL)
 131                 panic("cannot malloc for sysinit");
 132         xipp = newset;
 133         if (newsysinit) {
 134                 for (sipp = newsysinit; sipp < newsysinit_end; sipp++)
 135                         *xipp++ = *sipp;
 136         } else {
 137                 for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++)
 138                         *xipp++ = *sipp;
 139         }
 140         for (sipp = set; sipp < set_end; sipp++)
 141                 *xipp++ = *sipp;
 142         if (newsysinit)
 143                 kfree(newsysinit, M_TEMP);
 144         newsysinit = newset;
 145         newsysinit_end = newset + count;
 146 }
 147
 148 /*
 149  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
 150  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
 151  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
 152  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
 153  *
 154  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
 155  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
 156  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
 157  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
 158  */
 159 void
 160 mi_startup(void)
 161 {
 162         struct sysinit *sip;            /* system initialization*/
 163         struct sysinit **sipp;          /* system initialization*/
 164         struct sysinit **xipp;          /* interior loop of sort*/
 165         struct sysinit *save;           /* bubble*/
 166
 167         if (sysinit == NULL) {
 168                 sysinit = SET_BEGIN(sysinit_set);
 169                 sysinit_end = SET_LIMIT(sysinit_set);
 170         }
 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 < sysinit_end; sipp++) {
 178                 for (xipp = sipp + 1; xipp < sysinit_end; 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 < sysinit_end; sipp++) {
 197                 sip = *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 != SET_BEGIN(sysinit_set))
 213                                 kfree(sysinit, M_TEMP);
 214                         sysinit = newsysinit;
 215                         sysinit_end = newsysinit_end;
 216                         newsysinit = NULL;
 217                         newsysinit_end = NULL;
 218                         goto restart;
 219                 }
 220         }
 221
 222         panic("Shouldn't get here!");
 223         /* NOTREACHED*/
 224 }
 225
 226
 227 /*
 228  ***************************************************************************
 229  ****
 230  **** The following SYSINIT's belong elsewhere, but have not yet
 231  **** been moved.
 232  ****
 233  ***************************************************************************
 234  */
 235 static void
 236 print_caddr_t(void *data __unused)
 237 {
 238         printf("%s", (char *)data);
 239 }
 240 SYSINIT(announce, SI_SUB_COPYRIGHT, SI_ORDER_FIRST, print_caddr_t, copyright)
 241
 242 /*
 243  * Leave the critical section that protected us from spurious interrupts
 244  * so device probes work.
 245  */
 246 static void
 247 leavecrit(void *dummy __unused)
 248 {
 249         crit_exit();
 250         KKASSERT(!IN_CRITICAL_SECT(curthread));
 251         if (bootverbose)
 252                 printf("Leaving critical section, allowing interrupts\n");
 253 }
 254 SYSINIT(leavecrit, SI_SUB_LEAVE_CRIT, SI_ORDER_ANY, leavecrit, NULL)
 255
 256 /*
 257  ***************************************************************************
 258  ****
 259  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
 260  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
 261  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
 262  **** for right now.
 263  ****
 264  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
 265  **** deal with proc0 (the fork template process).
 266  ****
 267  ***************************************************************************
 268  */
 269 /* ARGSUSED*/
 270 static void
 271 proc0_init(void *dummy __unused)
 272 {
 273         struct proc *p;
 274         struct lwp *lp;
 275
 276         p = &proc0;
 277         lp = &proc0.p_lwp;      /* XXX lwp to be: lwp0 */
 278
 279         /*
 280          * Initialize process and pgrp structures.
 281          */
 282         procinit();
 283
 284         /*
 285          * additional VM structures
 286          */
 287         vm_init2();
 288
 289         /*
 290          * Create process 0 (the swapper).
 291          */
 292         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
 293         p->p_pgrp = &pgrp0;
 294         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
 295         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
 296         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
 297
 298         pgrp0.pg_session = &session0;
 299         session0.s_count = 1;
 300         session0.s_leader = p;
 301
 302         p->p_sysent = &aout_sysvec;
 303
 304         p->p_flag = P_SYSTEM;
 305         p->p_stat = SRUN;
 306         p->p_nice = NZERO;
 307         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
 308         p->p_rtprio.prio = 0;
 309         p->p_lwp.lwp_rtprio = p->p_rtprio;
 310
 311         p->p_peers = 0;
 312         p->p_leader = p;
 313
 314         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
 315         bcopy("swapper", thread0.td_comm, sizeof ("swapper"));
 316
 317         /* Create credentials. */
 318         p->p_ucred = crget();
 319         p->p_ucred->cr_ruidinfo = uifind(0);
 320         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
 321         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
 322
 323         /* Don't jail it */
 324         p->p_ucred->cr_prison = NULL;
 325
 326         /* Create procsig. */
 327         p->p_procsig = &procsig0;
 328         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
 329
 330         /* Initialize signal state for process 0. */
 331         siginit(p);
 332
 333         /* Create the file descriptor table. */
 334         fdinit_bootstrap(p, &filedesc0, cmask);
 335
 336         /* Create the limits structures. */
 337         plimit_init0(&limit0);
 338         p->p_limit = &limit0;
 339
 340         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
 341         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
 342         p->p_vmspace = &vmspace0;
 343         vmspace0.vm_refcnt = 1;
 344         vm_map_init(&vmspace0.vm_map, round_page(VM_MIN_USER_ADDRESS),
 345             trunc_page(VM_MAX_USER_ADDRESS));
 346         vmspace0.vm_map.pmap = vmspace_pmap(&vmspace0);
 347
 348         /*
 349          * We continue to place resource usage info and signal
 350          * actions in the user struct so they're pageable.
 351          */
 352         p->p_stats = &p->p_addr->u_stats;
 353         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
 354
 355         /*
 356          * Charge root for one process.
 357          */
 358         (void)chgproccnt(p->p_ucred->cr_uidinfo, 1, 0);
 359
 360 }
 361 SYSINIT(p0init, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
 362
 363 static int proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused);
 364
 365 /* ARGSUSED*/
 366 static void
 367 proc0_post(void *dummy __unused)
 368 {
 369         struct timespec ts;
 370
 371         /*
 372          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
 373          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
 374          */
 375         allproc_scan(proc0_post_callback, NULL);
 376
 377         /*
 378          * Give the ``random'' number generator a thump.
 379          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
 380          */
 381         nanotime(&ts);
 382         skrandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
 383 }
 384
 385 static int
 386 proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused)
 387 {
 388         microtime(&p->p_start);
 389         return(0);
 390 }
 391
 392 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
 393
 394 /*
 395  ***************************************************************************
 396  ****
 397  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
 398  **** respective files on a per subsystem basis.
 399  ****
 400  ***************************************************************************
 401  */
 402
 403
 404 /*
 405  ***************************************************************************
 406  ****
 407  **** The following code probably belongs in another file, like
 408  **** kern/init_init.c.
 409  ****
 410  ***************************************************************************
 411  */
 412
 413 /*
 414  * List of paths to try when searching for "init".
 415  */
 416 static char init_path[MAXPATHLEN] =
 417 #ifdef  INIT_PATH
 418     __XSTRING(INIT_PATH);
 419 #else
 420     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
 421 #endif
 422 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
 423
 424 /*
 425  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
 426  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
 427  *
 428  * The MP lock is held on entry.
 429  */
 430 static void
 431 start_init(void *dummy)
 432 {
 433         vm_offset_t addr;
 434         struct execve_args args;
 435         int options, error;
 436         char *var, *path, *next, *s;
 437         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
 438         struct proc *p;
 439         struct lwp *lp;
 440         struct mount *mp;
 441         struct vnode *vp;
 442
 443         p = curproc;
 444
 445         KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
 446
 447         lp = LIST_FIRST(&p->p_lwps);
 448
 449         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
 450         mp = mountlist_boot_getfirst();
 451         if (VFS_ROOT(mp, &vp))
 452                 panic("cannot find root vnode");
 453         if (mp->mnt_ncmountpt.ncp == NULL) {
 454                 cache_allocroot(&mp->mnt_ncmountpt, mp, vp);
 455                 cache_unlock(&mp->mnt_ncmountpt);       /* leave ref intact */
 456         }
 457         p->p_fd->fd_cdir = vp;
 458         vref(p->p_fd->fd_cdir);
 459         p->p_fd->fd_rdir = vp;
 460         vref(p->p_fd->fd_rdir);
 461         vfs_cache_setroot(vp, cache_hold(&mp->mnt_ncmountpt));
 462         vn_unlock(vp);                  /* leave ref intact */
 463         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_ncdir);
 464         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_nrdir);
 465
 466         /*
 467          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
 468          */
 469         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
 470         error = vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
 471                             FALSE,
 472                             VM_MAPTYPE_NORMAL,
 473                             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
 474                             0);
 475         if (error)
 476                 panic("init: couldn't allocate argument space");
 477         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
 478         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
 479
 480         if ((var = kgetenv("init_path")) != NULL) {
 481                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
 482                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
 483         }
 484         if ((var = kgetenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
 485                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
 486
 487         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
 488                 while (*path == ':')
 489                         path++;
 490                 if (*path == '\0')
 491                         break;
 492                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
 493                         /* nothing */ ;
 494                 if (bootverbose)
 495                         printf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
 496                             path);
 497
 498                 /*
 499                  * Move out the boot flag argument.
 500                  */
 501                 options = 0;
 502                 ucp = (char *)USRSTACK;
 503                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
 504                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
 505                         (void)subyte(--ucp, 's');
 506                         options = 1;
 507                 }
 508 #ifdef notyet
 509                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
 510                         (void)subyte(--ucp, 'f');
 511                         options = 1;
 512                 }
 513 #endif
 514
 515 #ifdef BOOTCDROM
 516                 (void)subyte(--ucp, 'C');
 517                 options = 1;
 518 #endif
 519                 if (options == 0)
 520                         (void)subyte(--ucp, '-');
 521                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
 522                 arg1 = ucp;
 523
 524                 /*
 525                  * Move out the file name (also arg 0).
 526                  */
 527                 (void)subyte(--ucp, 0);
 528                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
 529                         (void)subyte(--ucp, *s);
 530                 arg0 = ucp;
 531
 532                 /*
 533                  * Move out the arg pointers.
 534                  */
 535                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
 536                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
 537                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
 538                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
 539
 540                 /*
 541                  * Point at the arguments.
 542                  */
 543                 args.fname = arg0;
 544                 args.argv = uap;
 545                 args.envv = NULL;
 546
 547                 /*
 548                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
 549                  * other than it doesn't exist, complain.
 550                  *
 551                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
 552                  * to user mode as init!
 553                  *
 554                  * WARNING!  We may have been moved to another cpu after
 555                  * acquiring the current user process designation.  The
 556                  * MP lock will migrate with us though so we still have to
 557                  * release it.
 558                  */
 559                 if ((error = sys_execve(&args)) == 0) {
 560                         rel_mplock();
 561                         lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
 562                         return;
 563                 }
 564                 if (error != ENOENT)
 565                         printf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path),
 566                             path, error);
 567         }
 568         printf("init: not found in path %s\n", init_path);
 569         panic("no init");
 570 }
 571
 572 /*
 573  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
 574  * We do this early to reserve pid 1.
 575  *
 576  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
 577  * in progress will change this more.
 578  */
 579 static void
 580 create_init(const void *udata __unused)
 581 {
 582         int error;
 583         struct lwp *lp;
 584
 585         crit_enter();
 586         error = fork1(&proc0.p_lwp, RFFDG | RFPROC, &initproc);
 587         if (error)
 588                 panic("cannot fork init: %d", error);
 589         initproc->p_flag |= P_SYSTEM;
 590         lp = LIST_FIRST(&initproc->p_lwps);
 591         cpu_set_fork_handler(lp, start_init, NULL);
 592         crit_exit();
 593 }
 594 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
 595
 596 /*
 597  * Make it runnable now.
 598  */
 599 static void
 600 kick_init(const void *udata __unused)
 601 {
 602         start_forked_proc(&proc0.p_lwp, initproc);
 603 }
 604 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)
 605
 606 /*
 607  * Machine independant globaldata initialization
 608  *
 609  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
 610  */
 611 void
 612 mi_gdinit(struct globaldata *gd, int cpuid)
 613 {
 614         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdfreeq);    /* for pmap_{new,dispose}_thread() */
 615         TAILQ_INIT(&gd->gd_systimerq);
 616         gd->gd_cpuid = cpuid;
 617         gd->gd_cpumask = (cpumask_t)1 << cpuid;
 618         lwkt_gdinit(gd);
 619         vm_map_entry_reserve_cpu_init(gd);
 620         sleep_gdinit(gd);
 621 }
 622
 623