Revamp SYSINIT ordering. Relabel sysinit IDs (SI_* in sys/kernel.h) to
[dragonfly.git] / 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 1.77 2007/04/30 07:18:53 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 #include <sys/sysref2.h>
68
69 #include <machine/cpu.h>
70
71 #include <vm/vm.h>
72 #include <vm/vm_param.h>
73 #include <sys/lock.h>
74 #include <vm/pmap.h>
75 #include <vm/vm_map.h>
76 #include <vm/vm_extern.h>
77 #include <sys/user.h>
78 #include <sys/copyright.h>
79
80 /* Components of the first process -- never freed. */
81 static struct session session0;
82 static struct pgrp pgrp0;
83 static struct sigacts sigacts0;
84 static struct filedesc filedesc0;
85 static struct plimit limit0;
86 static struct vmspace vmspace0;
87 struct proc *initproc;
88 struct proc proc0;
89 struct lwp lwp0;
90 struct thread thread0;
91
92 int cmask = CMASK;
93 extern  struct user *proc0paddr;
94 extern int fallback_elf_brand;
95
96 int     boothowto = 0;          /* initialized so that it can be patched */
97 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, boothowto, CTLFLAG_RD, &boothowto, 0, "");
98
99 /*
100  * This ensures that there is at least one entry so that the sysinit_set
101  * symbol is not undefined.  A sybsystem ID of SI_SPECIAL_DUMMY is never
102  * executed.
103  */
104 SYSINIT(placeholder, SI_SPECIAL_DUMMY, SI_ORDER_ANY, NULL, NULL)
105
106 /*
107  * The sysinit table itself.  Items are checked off as the are run.
108  * If we want to register new sysinit types, add them to newsysinit.
109  */
110 SET_DECLARE(sysinit_set, struct sysinit);
111 struct sysinit **sysinit, **sysinit_end;
112 struct sysinit **newsysinit, **newsysinit_end;
113
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, struct sysinit **set_end)
121 {
122         struct sysinit **newset;
123         struct sysinit **sipp;
124         struct sysinit **xipp;
125         int count;
126
127         count = set_end - set;
128         if (newsysinit)
129                 count += newsysinit_end - newsysinit;
130         else
131                 count += sysinit_end - sysinit;
132         newset = kmalloc(count * sizeof(*sipp), M_TEMP, M_WAITOK);
133         if (newset == NULL)
134                 panic("cannot malloc for sysinit");
135         xipp = newset;
136         if (newsysinit) {
137                 for (sipp = newsysinit; sipp < newsysinit_end; sipp++)
138                         *xipp++ = *sipp;
139         } else {
140                 for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++)
141                         *xipp++ = *sipp;
142         }
143         for (sipp = set; sipp < set_end; sipp++)
144                 *xipp++ = *sipp;
145         if (newsysinit)
146                 kfree(newsysinit, M_TEMP);
147         newsysinit = newset;
148         newsysinit_end = newset + count;
149 }
150
151 /*
152  * Callbacks from machine-dependant startup code (e.g. init386) to set
153  * up low level entities related to cpu #0's globaldata.
154  *
155  * Called from very low level boot code.
156  */
157 void
158 mi_proc0init(struct globaldata *gd, struct user *proc0paddr)
159 {
160         lwkt_init_thread(&thread0, proc0paddr, LWKT_THREAD_STACK, 0, gd);
161         lwkt_set_comm(&thread0, "thread0");
162         LIST_INIT(&proc0.p_lwps);
163         LIST_INSERT_HEAD(&proc0.p_lwps, &lwp0, lwp_list);
164         lwp0.lwp_thread = &thread0;
165         lwp0.lwp_proc = &proc0;
166         proc0.p_usched = usched_init();
167         lwp0.lwp_cpumask = 0xFFFFFFFF;
168         varsymset_init(&proc0.p_varsymset, NULL);
169         thread0.td_flags |= TDF_RUNNING;
170         thread0.td_proc = &proc0;
171         thread0.td_lwp = &lwp0;
172         thread0.td_switch = cpu_heavy_switch;   /* YYY eventually LWKT */
173 }
174
175 /*
176  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
177  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
178  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
179  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
180  *
181  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
182  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
183  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
184  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
185  */
186 void
187 mi_startup(void)
188 {
189         struct sysinit *sip;            /* system initialization*/
190         struct sysinit **sipp;          /* system initialization*/
191         struct sysinit **xipp;          /* interior loop of sort*/
192         struct sysinit *save;           /* bubble*/
193
194         if (sysinit == NULL) {
195                 sysinit = SET_BEGIN(sysinit_set);
196                 sysinit_end = SET_LIMIT(sysinit_set);
197         }
198
199 restart:
200         /*
201          * Perform a bubble sort of the system initialization objects by
202          * their subsystem (primary key) and order (secondary key).
203          */
204         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
205                 for (xipp = sipp + 1; xipp < sysinit_end; xipp++) {
206                         if ((*sipp)->subsystem < (*xipp)->subsystem ||
207                              ((*sipp)->subsystem == (*xipp)->subsystem &&
208                               (*sipp)->order <= (*xipp)->order))
209                                 continue;       /* skip*/
210                         save = *sipp;
211                         *sipp = *xipp;
212                         *xipp = save;
213                 }
214         }
215
216         /*
217          * Traverse the (now) ordered list of system initialization tasks.
218          * Perform each task, and continue on to the next task.
219          *
220          * The last item on the list is expected to be the scheduler,
221          * which will not return.
222          */
223         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
224                 sip = *sipp;
225                 if (sip->subsystem == SI_SPECIAL_DUMMY)
226                         continue;       /* skip dummy task(s)*/
227
228                 if (sip->subsystem == SI_SPECIAL_DONE)
229                         continue;
230
231                 /* Call function */
232                 (*(sip->func))(sip->udata);
233
234                 /* Check off the one we're just done */
235                 sip->subsystem = SI_SPECIAL_DONE;
236
237                 /* Check if we've installed more sysinit items via KLD */
238                 if (newsysinit != NULL) {
239                         if (sysinit != SET_BEGIN(sysinit_set))
240                                 kfree(sysinit, M_TEMP);
241                         sysinit = newsysinit;
242                         sysinit_end = newsysinit_end;
243                         newsysinit = NULL;
244                         newsysinit_end = NULL;
245                         goto restart;
246                 }
247         }
248
249         panic("Shouldn't get here!");
250         /* NOTREACHED*/
251 }
252
253
254 /*
255  ***************************************************************************
256  ****
257  **** The following SYSINIT's belong elsewhere, but have not yet
258  **** been moved.
259  ****
260  ***************************************************************************
261  */
262 static void
263 print_caddr_t(void *data __unused)
264 {
265         kprintf("%s", (char *)data);
266 }
267 SYSINIT(announce, SI_BOOT1_COPYRIGHT, SI_ORDER_FIRST, print_caddr_t, copyright)
268
269 /*
270  * Leave the critical section that protected us from spurious interrupts
271  * so device probes work.
272  */
273 static void
274 leavecrit(void *dummy __unused)
275 {
276         crit_exit();
277         KKASSERT(!IN_CRITICAL_SECT(curthread));
278         if (bootverbose)
279                 kprintf("Leaving critical section, allowing interrupts\n");
280 }
281 SYSINIT(leavecrit, SI_BOOT2_LEAVE_CRIT, SI_ORDER_ANY, leavecrit, NULL)
282
283 /*
284  ***************************************************************************
285  ****
286  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
287  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
288  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
289  **** for right now.
290  ****
291  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
292  **** deal with proc0 (the fork template process).
293  ****
294  ***************************************************************************
295  */
296 /* ARGSUSED*/
297 static void
298 proc0_init(void *dummy __unused)
299 {
300         struct proc *p;
301         struct lwp *lp;
302
303         p = &proc0;
304         lp = &lwp0;
305
306         /*
307          * Initialize process and pgrp structures.
308          */
309         procinit();
310
311         /*
312          * additional VM structures
313          */
314         vm_init2();
315
316         /*
317          * Create process 0 (the swapper).
318          */
319         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
320         p->p_pgrp = &pgrp0;
321         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
322         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
323         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
324
325         pgrp0.pg_session = &session0;
326         session0.s_count = 1;
327         session0.s_leader = p;
328
329         p->p_sysent = &aout_sysvec;
330
331         p->p_flag = P_SYSTEM;
332         p->p_stat = SACTIVE;
333         lp->lwp_stat = LSRUN;
334         p->p_nice = NZERO;
335         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
336         p->p_rtprio.prio = 0;
337         lp->lwp_rtprio = p->p_rtprio;
338
339         p->p_peers = 0;
340         p->p_leader = p;
341
342         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
343         bcopy("swapper", thread0.td_comm, sizeof ("swapper"));
344
345         /* Create credentials. */
346         p->p_ucred = crget();
347         p->p_ucred->cr_ruidinfo = uifind(0);
348         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
349         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
350
351         /* Don't jail it */
352         p->p_ucred->cr_prison = NULL;
353
354         /* Create sigacts. */
355         p->p_sigacts = &sigacts0;
356         p->p_sigacts->ps_refcnt = 1;
357
358         /* Initialize signal state for process 0. */
359         siginit(p);
360
361         /* Create the file descriptor table. */
362         fdinit_bootstrap(p, &filedesc0, cmask);
363
364         /* Create the limits structures. */
365         plimit_init0(&limit0);
366         p->p_limit = &limit0;
367
368         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
369         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
370         p->p_vmspace = &vmspace0;
371         sysref_init(&vmspace0.vm_sysref, &vmspace_sysref_class);
372         vm_map_init(&vmspace0.vm_map,
373                     round_page(VM_MIN_USER_ADDRESS),
374                     trunc_page(VM_MAX_USER_ADDRESS),
375                     vmspace_pmap(&vmspace0));
376         sysref_activate(&vmspace0.vm_sysref);
377
378         /*
379          * Charge root for one process.
380          */
381         (void)chgproccnt(p->p_ucred->cr_uidinfo, 1, 0);
382         vm_init_limits(p);
383 }
384 SYSINIT(p0init, SI_BOOT2_PROC0, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
385
386 static int proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused);
387
388 /* ARGSUSED*/
389 static void
390 proc0_post(void *dummy __unused)
391 {
392         struct timespec ts;
393
394         /*
395          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
396          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
397          */
398         allproc_scan(proc0_post_callback, NULL);
399
400         /*
401          * Give the ``random'' number generator a thump.
402          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
403          */
404         nanotime(&ts);
405         skrandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
406 }
407
408 static int
409 proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused)
410 {
411         microtime(&p->p_start);
412         return(0);
413 }
414
415 SYSINIT(p0post, SI_SUB_PROC0_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
416
417 /*
418  ***************************************************************************
419  ****
420  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
421  **** respective files on a per subsystem basis.
422  ****
423  ***************************************************************************
424  */
425
426
427 /*
428  ***************************************************************************
429  ****
430  **** The following code probably belongs in another file, like
431  **** kern/init_init.c.
432  ****
433  ***************************************************************************
434  */
435
436 /*
437  * List of paths to try when searching for "init".
438  */
439 static char init_path[MAXPATHLEN] =
440 #ifdef  INIT_PATH
441     __XSTRING(INIT_PATH);
442 #else
443     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
444 #endif
445 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
446
447 /*
448  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
449  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
450  *
451  * The MP lock is held on entry.
452  */
453 static void
454 start_init(void *dummy, struct trapframe *frame)
455 {
456         vm_offset_t addr;
457         struct execve_args args;
458         int options, error;
459         char *var, *path, *next, *s;
460         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
461         struct proc *p;
462         struct lwp *lp;
463         struct mount *mp;
464         struct vnode *vp;
465
466         p = curproc;
467
468         lp = ONLY_LWP_IN_PROC(p);
469
470         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
471         mp = mountlist_boot_getfirst();
472         if (VFS_ROOT(mp, &vp))
473                 panic("cannot find root vnode");
474         if (mp->mnt_ncmountpt.ncp == NULL) {
475                 cache_allocroot(&mp->mnt_ncmountpt, mp, vp);
476                 cache_unlock(&mp->mnt_ncmountpt);       /* leave ref intact */
477         }
478         p->p_fd->fd_cdir = vp;
479         vref(p->p_fd->fd_cdir);
480         p->p_fd->fd_rdir = vp;
481         vref(p->p_fd->fd_rdir);
482         vfs_cache_setroot(vp, cache_hold(&mp->mnt_ncmountpt));
483         vn_unlock(vp);                  /* leave ref intact */
484         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_ncdir);
485         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_nrdir);
486
487         /*
488          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
489          */
490         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
491         error = vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
492                             FALSE, 
493                             VM_MAPTYPE_NORMAL,
494                             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
495                             0);
496         if (error)
497                 panic("init: couldn't allocate argument space");
498         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
499         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
500
501         if ((var = kgetenv("init_path")) != NULL) {
502                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
503                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
504         }
505         if ((var = kgetenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
506                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
507         
508         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
509                 while (*path == ':')
510                         path++;
511                 if (*path == '\0')
512                         break;
513                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
514                         /* nothing */ ;
515                 if (bootverbose)
516                         kprintf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
517                             path);
518                         
519                 /*
520                  * Move out the boot flag argument.
521                  */
522                 options = 0;
523                 ucp = (char *)USRSTACK;
524                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
525                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
526                         (void)subyte(--ucp, 's');
527                         options = 1;
528                 }
529 #ifdef notyet
530                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
531                         (void)subyte(--ucp, 'f');
532                         options = 1;
533                 }
534 #endif
535
536 #ifdef BOOTCDROM
537                 (void)subyte(--ucp, 'C');
538                 options = 1;
539 #endif
540                 if (options == 0)
541                         (void)subyte(--ucp, '-');
542                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
543                 arg1 = ucp;
544
545                 /*
546                  * Move out the file name (also arg 0).
547                  */
548                 (void)subyte(--ucp, 0);
549                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
550                         (void)subyte(--ucp, *s);
551                 arg0 = ucp;
552
553                 /*
554                  * Move out the arg pointers.
555                  */
556                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
557                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
558                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
559                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
560
561                 /*
562                  * Point at the arguments.
563                  */
564                 args.fname = arg0;
565                 args.argv = uap;
566                 args.envv = NULL;
567
568                 /*
569                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
570                  * other than it doesn't exist, complain.
571                  *
572                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
573                  * to user mode as init!
574                  *
575                  * WARNING!  We may have been moved to another cpu after
576                  * acquiring the current user process designation.  The
577                  * MP lock will migrate with us though so we still have to
578                  * release it.
579                  */
580                 if ((error = sys_execve(&args)) == 0) {
581                         rel_mplock();
582                         lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
583                         return;
584                 }
585                 if (error != ENOENT)
586                         kprintf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path), 
587                             path, error);
588         }
589         kprintf("init: not found in path %s\n", init_path);
590         panic("no init");
591 }
592
593 /*
594  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
595  * We do this early to reserve pid 1.
596  *
597  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
598  * in progress will change this more.
599  */
600 static void
601 create_init(const void *udata __unused)
602 {
603         int error;
604         struct lwp *lp;
605
606         crit_enter();
607         error = fork1(&lwp0, RFFDG | RFPROC, &initproc);
608         if (error)
609                 panic("cannot fork init: %d", error);
610         initproc->p_flag |= P_SYSTEM;
611         lp = ONLY_LWP_IN_PROC(initproc);
612         cpu_set_fork_handler(lp, start_init, NULL);
613         crit_exit();
614 }
615 SYSINIT(init, SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
616
617 /*
618  * Make it runnable now.
619  */
620 static void
621 kick_init(const void *udata __unused)
622 {
623         start_forked_proc(&lwp0, initproc);
624 }
625 SYSINIT(kickinit, SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)
626
627 /*
628  * Machine independant globaldata initialization
629  *
630  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
631  */
632 void
633 mi_gdinit(struct globaldata *gd, int cpuid)
634 {
635         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdfreeq);    /* for pmap_{new,dispose}_thread() */
636         TAILQ_INIT(&gd->gd_systimerq);
637         gd->gd_sysid_alloc = cpuid;     /* prime low bits for cpu lookup */
638         gd->gd_cpuid = cpuid;
639         gd->gd_cpumask = (cpumask_t)1 << cpuid;
640         lwkt_gdinit(gd);
641         vm_map_entry_reserve_cpu_init(gd);
642         sleep_gdinit(gd);
643 }
644