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 1.11 2003/06/23 23:36:11 dillon Exp $
  44  */
  45
  46 #include "opt_init_path.h"
  47
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/file.h>
  50 #include <sys/filedesc.h>
  51 #include <sys/kernel.h>
  52 #include <sys/mount.h>
  53 #include <sys/sysctl.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/resourcevar.h>
  56 #include <sys/signalvar.h>
  57 #include <sys/systm.h>
  58 #include <sys/vnode.h>
  59 #include <sys/sysent.h>
  60 #include <sys/reboot.h>
  61 #include <sys/sysproto.h>
  62 #include <sys/vmmeter.h>
  63 #include <sys/unistd.h>
  64 #include <sys/malloc.h>
  65
  66 #include <machine/cpu.h>
  67
  68 #include <vm/vm.h>
  69 #include <vm/vm_param.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <vm/pmap.h>
  72 #include <vm/vm_map.h>
  73 #include <sys/user.h>
  74 #include <sys/copyright.h>
  75
  76 extern struct linker_set        sysinit_set;    /* XXX */
  77
  78 void mi_startup(void);                          /* Should be elsewhere */
  79
  80 /* Components of the first process -- never freed. */
  81 static struct session session0;
  82 static struct pgrp pgrp0;
  83 static struct procsig procsig0;
  84 static struct filedesc0 filedesc0;
  85 static struct plimit limit0;
  86 static struct vmspace vmspace0;
  87 struct proc *initproc;
  88 struct proc proc0;
  89 struct thread thread0;
  90
  91 int cmask = CMASK;
  92 extern  struct user *proc0paddr;
  93 extern int fallback_elf_brand;
  94
  95 struct  vnode *rootvp;
  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_SUB_DUMMY is never
 102  * executed.
 103  */
 104 SYSINIT(placeholder, SI_SUB_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 struct sysinit **sysinit = (struct sysinit **)sysinit_set.ls_items;
 111 struct sysinit **newsysinit;
 112
 113 /*
 114  * Merge a new sysinit set into the current set, reallocating it if
 115  * necessary.  This can only be called after malloc is running.
 116  */
 117 void
 118 sysinit_add(struct sysinit **set)
 119 {
 120         struct sysinit **newset;
 121         struct sysinit **sipp;
 122         struct sysinit **xipp;
 123         int count = 0;
 124
 125         if (newsysinit)
 126                 for (sipp = newsysinit; *sipp; sipp++)
 127                         count++;
 128         else
 129                 for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++)
 130                         count++;
 131         for (sipp = set; *sipp; sipp++)
 132                 count++;
 133         count++;                /* Trailing NULL */
 134         newset = malloc(count * sizeof(*sipp), M_TEMP, M_NOWAIT);
 135         if (newset == NULL)
 136                 panic("cannot malloc for sysinit");
 137         xipp = newset;
 138         if (newsysinit)
 139                 for (sipp = newsysinit; *sipp; sipp++)
 140                         *xipp++ = *sipp;
 141         else
 142                 for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++)
 143                         *xipp++ = *sipp;
 144         for (sipp = set; *sipp; sipp++)
 145                 *xipp++ = *sipp;
 146         *xipp = NULL;
 147         if (newsysinit)
 148                 free(newsysinit, M_TEMP);
 149         newsysinit = newset;
 150 }
 151
 152 /*
 153  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
 154  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
 155  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
 156  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
 157  *
 158  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
 159  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
 160  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
 161  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
 162  */
 163 void
 164 mi_startup(void)
 165 {
 166
 167         register struct sysinit **sipp;         /* system initialization*/
 168         register struct sysinit **xipp;         /* interior loop of sort*/
 169         register struct sysinit *save;          /* bubble*/
 170
 171 restart:
 172         /*
 173          * Perform a bubble sort of the system initialization objects by
 174          * their subsystem (primary key) and order (secondary key).
 175          */
 176         for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++) {
 177                 for (xipp = sipp + 1; *xipp; xipp++) {
 178                         if ((*sipp)->subsystem < (*xipp)->subsystem ||
 179                              ((*sipp)->subsystem == (*xipp)->subsystem &&
 180                               (*sipp)->order <= (*xipp)->order))
 181                                 continue;       /* skip*/
 182                         save = *sipp;
 183                         *sipp = *xipp;
 184                         *xipp = save;
 185                 }
 186         }
 187
 188         /*
 189          * Traverse the (now) ordered list of system initialization tasks.
 190          * Perform each task, and continue on to the next task.
 191          *
 192          * The last item on the list is expected to be the scheduler,
 193          * which will not return.
 194          */
 195         for (sipp = sysinit; *sipp; sipp++) {
 196
 197                 if ((*sipp)->subsystem == SI_SUB_DUMMY)
 198                         continue;       /* skip dummy task(s)*/
 199
 200                 if ((*sipp)->subsystem == SI_SUB_DONE)
 201                         continue;
 202
 203                 /* Call function */
 204                 (*((*sipp)->func))((*sipp)->udata);
 205
 206                 /* Check off the one we're just done */
 207                 (*sipp)->subsystem = SI_SUB_DONE;
 208
 209                 /* Check if we've installed more sysinit items via KLD */
 210                 if (newsysinit != NULL) {
 211                         if (sysinit != (struct sysinit **)sysinit_set.ls_items)
 212                                 free(sysinit, M_TEMP);
 213                         sysinit = newsysinit;
 214                         newsysinit = NULL;
 215                         goto restart;
 216                 }
 217         }
 218
 219         panic("Shouldn't get here!");
 220         /* NOTREACHED*/
 221 }
 222
 223
 224 /*
 225  ***************************************************************************
 226  ****
 227  **** The following SYSINIT's belong elsewhere, but have not yet
 228  **** been moved.
 229  ****
 230  ***************************************************************************
 231  */
 232 static void
 233 print_caddr_t(void *data __unused)
 234 {
 235         printf("%s", (char *)data);
 236 }
 237 SYSINIT(announce, SI_SUB_COPYRIGHT, SI_ORDER_FIRST, print_caddr_t, copyright)
 238
 239
 240 /*
 241  ***************************************************************************
 242  ****
 243  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
 244  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
 245  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
 246  **** for right now.
 247  ****
 248  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
 249  **** deal with proc0 (the fork template process).
 250  ****
 251  ***************************************************************************
 252  */
 253 /* ARGSUSED*/
 254 static void
 255 proc0_init(void *dummy __unused)
 256 {
 257         register struct proc            *p;
 258         register struct filedesc0       *fdp;
 259         register unsigned i;
 260
 261         p = &proc0;
 262
 263         /*
 264          * Initialize process and pgrp structures.
 265          */
 266         procinit();
 267
 268         /*
 269          * Initialize sleep queue hash table
 270          */
 271         sleepinit();
 272
 273         /*
 274          * additional VM structures
 275          */
 276         vm_init2();
 277
 278         /*
 279          * Create process 0 (the swapper).
 280          */
 281         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
 282         p->p_pgrp = &pgrp0;
 283         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
 284         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
 285         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
 286
 287         pgrp0.pg_session = &session0;
 288         session0.s_count = 1;
 289         session0.s_leader = p;
 290
 291         p->p_sysent = &aout_sysvec;
 292
 293         p->p_flag = P_INMEM | P_SYSTEM;
 294         p->p_stat = SRUN;
 295         p->p_nice = NZERO;
 296         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
 297         p->p_rtprio.prio = 0;
 298
 299         p->p_peers = 0;
 300         p->p_leader = p;
 301
 302         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
 303
 304         /* Create credentials. */
 305         p->p_ucred = crget();
 306         p->p_ucred->cr_ruidinfo = uifind(0);
 307         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
 308         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
 309
 310         /* Don't jail it */
 311         p->p_ucred->cr_prison = NULL;
 312
 313         /* Create procsig. */
 314         p->p_procsig = &procsig0;
 315         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
 316
 317         /* Initialize signal state for process 0. */
 318         siginit(&proc0);
 319
 320         /* Create the file descriptor table. */
 321         fdp = &filedesc0;
 322         p->p_fd = &fdp->fd_fd;
 323         p->p_fdtol = NULL;
 324         fdp->fd_fd.fd_refcnt = 1;
 325         fdp->fd_fd.fd_cmask = cmask;
 326         fdp->fd_fd.fd_ofiles = fdp->fd_dfiles;
 327         fdp->fd_fd.fd_ofileflags = fdp->fd_dfileflags;
 328         fdp->fd_fd.fd_nfiles = NDFILE;
 329
 330         /* Create the limits structures. */
 331         p->p_limit = &limit0;
 332         for (i = 0; i < sizeof(p->p_rlimit)/sizeof(p->p_rlimit[0]); i++)
 333                 limit0.pl_rlimit[i].rlim_cur =
 334                     limit0.pl_rlimit[i].rlim_max = RLIM_INFINITY;
 335         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur =
 336             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_max = maxfiles;
 337         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_cur =
 338             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_max = maxproc;
 339         i = ptoa(cnt.v_free_count);
 340         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_RSS].rlim_max = i;
 341         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_max = i;
 342         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur = i / 3;
 343         limit0.p_cpulimit = RLIM_INFINITY;
 344         limit0.p_refcnt = 1;
 345
 346         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
 347         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
 348         p->p_vmspace = &vmspace0;
 349         vmspace0.vm_refcnt = 1;
 350         vm_map_init(&vmspace0.vm_map, round_page(VM_MIN_ADDRESS),
 351             trunc_page(VM_MAXUSER_ADDRESS));
 352         vmspace0.vm_map.pmap = vmspace_pmap(&vmspace0);
 353
 354         /*
 355          * We continue to place resource usage info and signal
 356          * actions in the user struct so they're pageable.
 357          */
 358         p->p_stats = &p->p_addr->u_stats;
 359         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
 360
 361         /*
 362          * Charge root for one process.
 363          */
 364         (void)chgproccnt(p->p_ucred->cr_uidinfo, 1, 0);
 365
 366 }
 367 SYSINIT(p0init, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
 368
 369 /* ARGSUSED*/
 370 static void
 371 proc0_post(void *dummy __unused)
 372 {
 373         struct timespec ts;
 374         struct proc *p;
 375
 376         /*
 377          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
 378          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
 379          */
 380         LIST_FOREACH(p, &allproc, p_list) {
 381                 microtime(&p->p_stats->p_start);
 382         }
 383
 384         /*
 385          * Give the ``random'' number generator a thump.
 386          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
 387          */
 388         nanotime(&ts);
 389         srandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
 390 }
 391 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
 392
 393 /*
 394  ***************************************************************************
 395  ****
 396  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
 397  **** respective files on a per subsystem basis.
 398  ****
 399  ***************************************************************************
 400  */
 401
 402
 403 /*
 404  ***************************************************************************
 405  ****
 406  **** The following code probably belongs in another file, like
 407  **** kern/init_init.c.
 408  ****
 409  ***************************************************************************
 410  */
 411
 412 /*
 413  * List of paths to try when searching for "init".
 414  */
 415 static char init_path[MAXPATHLEN] =
 416 #ifdef  INIT_PATH
 417     __XSTRING(INIT_PATH);
 418 #else
 419     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
 420 #endif
 421 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
 422
 423 /*
 424  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
 425  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
 426  */
 427 static void
 428 start_init(void *dummy)
 429 {
 430         vm_offset_t addr;
 431         struct execve_args args;
 432         int options, error;
 433         char *var, *path, *next, *s;
 434         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
 435         struct proc *p;
 436
 437         p = curproc;
 438
 439         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
 440         if (VFS_ROOT(TAILQ_FIRST(&mountlist), &rootvnode))
 441                 panic("cannot find root vnode");
 442         p->p_fd->fd_cdir = rootvnode;
 443         VREF(p->p_fd->fd_cdir);
 444         p->p_fd->fd_rdir = rootvnode;
 445         VREF(p->p_fd->fd_rdir);
 446         VOP_UNLOCK(rootvnode, 0, p);
 447
 448         /*
 449          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
 450          */
 451         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
 452         if (vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
 453                         FALSE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0) != 0)
 454                 panic("init: couldn't allocate argument space");
 455         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
 456         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
 457
 458         if ((var = getenv("init_path")) != NULL) {
 459                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
 460                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
 461         }
 462         if ((var = getenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
 463                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
 464
 465         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
 466                 while (*path == ':')
 467                         path++;
 468                 if (*path == '\0')
 469                         break;
 470                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
 471                         /* nothing */ ;
 472                 if (bootverbose)
 473                         printf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
 474                             path);
 475
 476                 /*
 477                  * Move out the boot flag argument.
 478                  */
 479                 options = 0;
 480                 ucp = (char *)USRSTACK;
 481                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
 482                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
 483                         (void)subyte(--ucp, 's');
 484                         options = 1;
 485                 }
 486 #ifdef notyet
 487                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
 488                         (void)subyte(--ucp, 'f');
 489                         options = 1;
 490                 }
 491 #endif
 492
 493 #ifdef BOOTCDROM
 494                 (void)subyte(--ucp, 'C');
 495                 options = 1;
 496 #endif
 497                 if (options == 0)
 498                         (void)subyte(--ucp, '-');
 499                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
 500                 arg1 = ucp;
 501
 502                 /*
 503                  * Move out the file name (also arg 0).
 504                  */
 505                 (void)subyte(--ucp, 0);
 506                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
 507                         (void)subyte(--ucp, *s);
 508                 arg0 = ucp;
 509
 510                 /*
 511                  * Move out the arg pointers.
 512                  */
 513                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
 514                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
 515                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
 516                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
 517
 518                 /*
 519                  * Point at the arguments.
 520                  */
 521                 args.fname = arg0;
 522                 args.argv = uap;
 523                 args.envv = NULL;
 524
 525                 /*
 526                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
 527                  * other than it doesn't exist, complain.
 528                  *
 529                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
 530                  * to user mode as init!
 531                  */
 532                 if ((error = execve(&args)) == 0)
 533                         return;
 534                 if (error != ENOENT)
 535                         printf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path),
 536                             path, error);
 537         }
 538         printf("init: not found in path %s\n", init_path);
 539         panic("no init");
 540 }
 541
 542 /*
 543  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
 544  * We do this early to reserve pid 1.
 545  *
 546  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
 547  * in progress will change this more.
 548  */
 549 static void
 550 create_init(const void *udata __unused)
 551 {
 552         int error;
 553         int s;
 554
 555         s = splhigh();
 556         error = fork1(&proc0, RFFDG | RFPROC, &initproc);
 557         if (error)
 558                 panic("cannot fork init: %d\n", error);
 559         initproc->p_flag |= P_INMEM | P_SYSTEM;
 560         cpu_set_fork_handler(initproc, start_init, NULL);
 561         splx(s);
 562 }
 563 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
 564
 565 /*
 566  * Make it runnable now.
 567  */
 568 static void
 569 kick_init(const void *udata __unused)
 570 {
 571         start_forked_proc(&proc0, initproc);
 572 }
 573 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)
 574
 575 /*
 576  * Machine independant globaldata initialization
 577  */
 578 void
 579 mi_gdinit(struct globaldata *gd, int cpu)
 580 {
 581         gd->gd_cpu = cpu;
 582         lwkt_gdinit(gd);
 583 }
 584
 585