Introduce globals: KvaStart, KvaEnd, and KvaSize. Used by the kernel
[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 1.69 2006/12/27 20:41:57 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  * Callbacks from machine-dependant startup code (e.g. init386) to set
150  * up low level entities related to cpu #0's globaldata.
151  *
152  * Called from very low level boot code.
153  */
154 void
155 mi_proc0init(struct globaldata *gd, struct user *proc0paddr)
156 {
157         lwkt_init_thread(&thread0, proc0paddr, LWKT_THREAD_STACK, 0, gd);
158         lwkt_set_comm(&thread0, "thread0");
159         proc0.p_addr = (void *)thread0.td_kstack;
160         LIST_INIT(&proc0.p_lwps);
161         LIST_INSERT_HEAD(&proc0.p_lwps, &proc0.p_lwp, lwp_list);
162         proc0.p_lwp.lwp_thread = &thread0;
163         proc0.p_lwp.lwp_proc = &proc0;
164         proc0.p_usched = usched_init();
165         proc0.p_lwp.lwp_cpumask = 0xFFFFFFFF;
166         varsymset_init(&proc0.p_varsymset, NULL);
167         thread0.td_flags |= TDF_RUNNING;
168         thread0.td_proc = &proc0;
169         thread0.td_lwp = &proc0.p_lwp;
170         thread0.td_switch = cpu_heavy_switch;   /* YYY eventually LWKT */
171 }
172
173 /*
174  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
175  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
176  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
177  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
178  *
179  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
180  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
181  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
182  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
183  */
184 void
185 mi_startup(void)
186 {
187         struct sysinit *sip;            /* system initialization*/
188         struct sysinit **sipp;          /* system initialization*/
189         struct sysinit **xipp;          /* interior loop of sort*/
190         struct sysinit *save;           /* bubble*/
191
192         if (sysinit == NULL) {
193                 sysinit = SET_BEGIN(sysinit_set);
194                 sysinit_end = SET_LIMIT(sysinit_set);
195         }
196
197 restart:
198         /*
199          * Perform a bubble sort of the system initialization objects by
200          * their subsystem (primary key) and order (secondary key).
201          */
202         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
203                 for (xipp = sipp + 1; xipp < sysinit_end; xipp++) {
204                         if ((*sipp)->subsystem < (*xipp)->subsystem ||
205                              ((*sipp)->subsystem == (*xipp)->subsystem &&
206                               (*sipp)->order <= (*xipp)->order))
207                                 continue;       /* skip*/
208                         save = *sipp;
209                         *sipp = *xipp;
210                         *xipp = save;
211                 }
212         }
213
214         /*
215          * Traverse the (now) ordered list of system initialization tasks.
216          * Perform each task, and continue on to the next task.
217          *
218          * The last item on the list is expected to be the scheduler,
219          * which will not return.
220          */
221         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
222                 sip = *sipp;
223                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DUMMY)
224                         continue;       /* skip dummy task(s)*/
225
226                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DONE)
227                         continue;
228
229                 /* Call function */
230                 (*(sip->func))(sip->udata);
231
232                 /* Check off the one we're just done */
233                 sip->subsystem = SI_SUB_DONE;
234
235                 /* Check if we've installed more sysinit items via KLD */
236                 if (newsysinit != NULL) {
237                         if (sysinit != SET_BEGIN(sysinit_set))
238                                 kfree(sysinit, M_TEMP);
239                         sysinit = newsysinit;
240                         sysinit_end = newsysinit_end;
241                         newsysinit = NULL;
242                         newsysinit_end = NULL;
243                         goto restart;
244                 }
245         }
246
247         panic("Shouldn't get here!");
248         /* NOTREACHED*/
249 }
250
251
252 /*
253  ***************************************************************************
254  ****
255  **** The following SYSINIT's belong elsewhere, but have not yet
256  **** been moved.
257  ****
258  ***************************************************************************
259  */
260 static void
261 print_caddr_t(void *data __unused)
262 {
263         kprintf("%s", (char *)data);
264 }
265 SYSINIT(announce, SI_SUB_COPYRIGHT, SI_ORDER_FIRST, print_caddr_t, copyright)
266
267 /*
268  * Leave the critical section that protected us from spurious interrupts
269  * so device probes work.
270  */
271 static void
272 leavecrit(void *dummy __unused)
273 {
274         crit_exit();
275         KKASSERT(!IN_CRITICAL_SECT(curthread));
276         if (bootverbose)
277                 kprintf("Leaving critical section, allowing interrupts\n");
278 }
279 SYSINIT(leavecrit, SI_SUB_LEAVE_CRIT, SI_ORDER_ANY, leavecrit, NULL)
280
281 /*
282  ***************************************************************************
283  ****
284  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
285  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
286  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
287  **** for right now.
288  ****
289  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
290  **** deal with proc0 (the fork template process).
291  ****
292  ***************************************************************************
293  */
294 /* ARGSUSED*/
295 static void
296 proc0_init(void *dummy __unused)
297 {
298         struct proc *p;
299         struct lwp *lp;
300
301         p = &proc0;
302         lp = &proc0.p_lwp;      /* XXX lwp to be: lwp0 */
303
304         /*
305          * Initialize process and pgrp structures.
306          */
307         procinit();
308
309         /*
310          * additional VM structures
311          */
312         vm_init2();
313
314         /*
315          * Create process 0 (the swapper).
316          */
317         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
318         p->p_pgrp = &pgrp0;
319         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
320         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
321         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
322
323         pgrp0.pg_session = &session0;
324         session0.s_count = 1;
325         session0.s_leader = p;
326
327         p->p_sysent = &aout_sysvec;
328
329         p->p_flag = P_SYSTEM;
330         p->p_stat = SRUN;
331         p->p_nice = NZERO;
332         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
333         p->p_rtprio.prio = 0;
334         p->p_lwp.lwp_rtprio = p->p_rtprio;
335
336         p->p_peers = 0;
337         p->p_leader = p;
338
339         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
340         bcopy("swapper", thread0.td_comm, sizeof ("swapper"));
341
342         /* Create credentials. */
343         p->p_ucred = crget();
344         p->p_ucred->cr_ruidinfo = uifind(0);
345         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
346         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
347
348         /* Don't jail it */
349         p->p_ucred->cr_prison = NULL;
350
351         /* Create procsig. */
352         p->p_procsig = &procsig0;
353         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
354
355         /* Initialize signal state for process 0. */
356         siginit(p);
357
358         /* Create the file descriptor table. */
359         fdinit_bootstrap(p, &filedesc0, cmask);
360
361         /* Create the limits structures. */
362         plimit_init0(&limit0);
363         p->p_limit = &limit0;
364
365         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
366         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
367         p->p_vmspace = &vmspace0;
368         vmspace0.vm_refcnt = 1;
369         vm_map_init(&vmspace0.vm_map, round_page(VM_MIN_USER_ADDRESS),
370             trunc_page(VM_MAX_USER_ADDRESS));
371         vmspace0.vm_map.pmap = vmspace_pmap(&vmspace0);
372
373         /*
374          * We continue to place resource usage info and signal
375          * actions in the user struct so they're pageable.
376          */
377         p->p_stats = &p->p_addr->u_stats;
378         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
379
380         /*
381          * Charge root for one process.
382          */
383         (void)chgproccnt(p->p_ucred->cr_uidinfo, 1, 0);
384
385 }
386 SYSINIT(p0init, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
387
388 static int proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused);
389
390 /* ARGSUSED*/
391 static void
392 proc0_post(void *dummy __unused)
393 {
394         struct timespec ts;
395
396         /*
397          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
398          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
399          */
400         allproc_scan(proc0_post_callback, NULL);
401
402         /*
403          * Give the ``random'' number generator a thump.
404          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
405          */
406         nanotime(&ts);
407         skrandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
408 }
409
410 static int
411 proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused)
412 {
413         microtime(&p->p_start);
414         return(0);
415 }
416
417 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
418
419 /*
420  ***************************************************************************
421  ****
422  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
423  **** respective files on a per subsystem basis.
424  ****
425  ***************************************************************************
426  */
427
428
429 /*
430  ***************************************************************************
431  ****
432  **** The following code probably belongs in another file, like
433  **** kern/init_init.c.
434  ****
435  ***************************************************************************
436  */
437
438 /*
439  * List of paths to try when searching for "init".
440  */
441 static char init_path[MAXPATHLEN] =
442 #ifdef  INIT_PATH
443     __XSTRING(INIT_PATH);
444 #else
445     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
446 #endif
447 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
448
449 /*
450  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
451  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
452  *
453  * The MP lock is held on entry.
454  */
455 static void
456 start_init(void *dummy)
457 {
458         vm_offset_t addr;
459         struct execve_args args;
460         int options, error;
461         char *var, *path, *next, *s;
462         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
463         struct proc *p;
464         struct lwp *lp;
465         struct mount *mp;
466         struct vnode *vp;
467
468         p = curproc;
469
470         KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
471
472         lp = LIST_FIRST(&p->p_lwps);
473
474         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
475         mp = mountlist_boot_getfirst();
476         if (VFS_ROOT(mp, &vp))
477                 panic("cannot find root vnode");
478         if (mp->mnt_ncmountpt.ncp == NULL) {
479                 cache_allocroot(&mp->mnt_ncmountpt, mp, vp);
480                 cache_unlock(&mp->mnt_ncmountpt);       /* leave ref intact */
481         }
482         p->p_fd->fd_cdir = vp;
483         vref(p->p_fd->fd_cdir);
484         p->p_fd->fd_rdir = vp;
485         vref(p->p_fd->fd_rdir);
486         vfs_cache_setroot(vp, cache_hold(&mp->mnt_ncmountpt));
487         vn_unlock(vp);                  /* leave ref intact */
488         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_ncdir);
489         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_nrdir);
490
491         /*
492          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
493          */
494         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
495         error = vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
496                             FALSE, 
497                             VM_MAPTYPE_NORMAL,
498                             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
499                             0);
500         if (error)
501                 panic("init: couldn't allocate argument space");
502         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
503         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
504
505         if ((var = kgetenv("init_path")) != NULL) {
506                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
507                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
508         }
509         if ((var = kgetenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
510                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
511         
512         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
513                 while (*path == ':')
514                         path++;
515                 if (*path == '\0')
516                         break;
517                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
518                         /* nothing */ ;
519                 if (bootverbose)
520                         kprintf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
521                             path);
522                         
523                 /*
524                  * Move out the boot flag argument.
525                  */
526                 options = 0;
527                 ucp = (char *)USRSTACK;
528                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
529                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
530                         (void)subyte(--ucp, 's');
531                         options = 1;
532                 }
533 #ifdef notyet
534                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
535                         (void)subyte(--ucp, 'f');
536                         options = 1;
537                 }
538 #endif
539
540 #ifdef BOOTCDROM
541                 (void)subyte(--ucp, 'C');
542                 options = 1;
543 #endif
544                 if (options == 0)
545                         (void)subyte(--ucp, '-');
546                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
547                 arg1 = ucp;
548
549                 /*
550                  * Move out the file name (also arg 0).
551                  */
552                 (void)subyte(--ucp, 0);
553                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
554                         (void)subyte(--ucp, *s);
555                 arg0 = ucp;
556
557                 /*
558                  * Move out the arg pointers.
559                  */
560                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
561                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
562                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
563                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
564
565                 /*
566                  * Point at the arguments.
567                  */
568                 args.fname = arg0;
569                 args.argv = uap;
570                 args.envv = NULL;
571
572                 /*
573                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
574                  * other than it doesn't exist, complain.
575                  *
576                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
577                  * to user mode as init!
578                  *
579                  * WARNING!  We may have been moved to another cpu after
580                  * acquiring the current user process designation.  The
581                  * MP lock will migrate with us though so we still have to
582                  * release it.
583                  */
584                 if ((error = sys_execve(&args)) == 0) {
585                         rel_mplock();
586                         lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
587                         return;
588                 }
589                 if (error != ENOENT)
590                         kprintf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path), 
591                             path, error);
592         }
593         kprintf("init: not found in path %s\n", init_path);
594         panic("no init");
595 }
596
597 /*
598  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
599  * We do this early to reserve pid 1.
600  *
601  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
602  * in progress will change this more.
603  */
604 static void
605 create_init(const void *udata __unused)
606 {
607         int error;
608         struct lwp *lp;
609
610         crit_enter();
611         error = fork1(&proc0.p_lwp, RFFDG | RFPROC, &initproc);
612         if (error)
613                 panic("cannot fork init: %d", error);
614         initproc->p_flag |= P_SYSTEM;
615         lp = LIST_FIRST(&initproc->p_lwps);
616         cpu_set_fork_handler(lp, start_init, NULL);
617         crit_exit();
618 }
619 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
620
621 /*
622  * Make it runnable now.
623  */
624 static void
625 kick_init(const void *udata __unused)
626 {
627         start_forked_proc(&proc0.p_lwp, initproc);
628 }
629 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)
630
631 /*
632  * Machine independant globaldata initialization
633  *
634  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
635  */
636 void
637 mi_gdinit(struct globaldata *gd, int cpuid)
638 {
639         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdfreeq);    /* for pmap_{new,dispose}_thread() */
640         TAILQ_INIT(&gd->gd_systimerq);
641         gd->gd_cpuid = cpuid;
642         gd->gd_cpumask = (cpumask_t)1 << cpuid;
643         lwkt_gdinit(gd);
644         vm_map_entry_reserve_cpu_init(gd);
645         sleep_gdinit(gd);
646 }
647
648