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 1.62 2006/09/05 00:55:45 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 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 filedesc 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 int     boothowto = 0;          /* initialized so that it can be patched */
  96 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, boothowto, CTLFLAG_RD, &boothowto, 0, "");
  97
  98 /*
  99  * This ensures that there is at least one entry so that the sysinit_set
 100  * symbol is not undefined.  A sybsystem ID of SI_SUB_DUMMY is never
 101  * executed.
 102  */
 103 SYSINIT(placeholder, SI_SUB_DUMMY, SI_ORDER_ANY, NULL, NULL)
 104
 105 /*
 106  * The sysinit table itself.  Items are checked off as the are run.
 107  * If we want to register new sysinit types, add them to newsysinit.
 108  */
 109 SET_DECLARE(sysinit_set, struct sysinit);
 110 struct sysinit **sysinit, **sysinit_end;
 111 struct sysinit **newsysinit, **newsysinit_end;
 112
 113
 114 /*
 115  * Merge a new sysinit set into the current set, reallocating it if
 116  * necessary.  This can only be called after malloc is running.
 117  */
 118 void
 119 sysinit_add(struct sysinit **set, struct sysinit **set_end)
 120 {
 121         struct sysinit **newset;
 122         struct sysinit **sipp;
 123         struct sysinit **xipp;
 124         int count;
 125
 126         count = set_end - set;
 127         if (newsysinit)
 128                 count += newsysinit_end - newsysinit;
 129         else
 130                 count += sysinit_end - sysinit;
 131         newset = kmalloc(count * sizeof(*sipp), M_TEMP, M_WAITOK);
 132         if (newset == NULL)
 133                 panic("cannot malloc for sysinit");
 134         xipp = newset;
 135         if (newsysinit) {
 136                 for (sipp = newsysinit; sipp < newsysinit_end; sipp++)
 137                         *xipp++ = *sipp;
 138         } else {
 139                 for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++)
 140                         *xipp++ = *sipp;
 141         }
 142         for (sipp = set; sipp < set_end; sipp++)
 143                 *xipp++ = *sipp;
 144         if (newsysinit)
 145                 kfree(newsysinit, M_TEMP);
 146         newsysinit = newset;
 147         newsysinit_end = newset + count;
 148 }
 149
 150 /*
 151  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
 152  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
 153  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
 154  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
 155  *
 156  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
 157  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
 158  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
 159  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
 160  */
 161 void
 162 mi_startup(void)
 163 {
 164         struct sysinit *sip;            /* system initialization*/
 165         struct sysinit **sipp;          /* system initialization*/
 166         struct sysinit **xipp;          /* interior loop of sort*/
 167         struct sysinit *save;           /* bubble*/
 168
 169         if (sysinit == NULL) {
 170                 sysinit = SET_BEGIN(sysinit_set);
 171                 sysinit_end = SET_LIMIT(sysinit_set);
 172         }
 173
 174 restart:
 175         /*
 176          * Perform a bubble sort of the system initialization objects by
 177          * their subsystem (primary key) and order (secondary key).
 178          */
 179         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
 180                 for (xipp = sipp + 1; xipp < sysinit_end; xipp++) {
 181                         if ((*sipp)->subsystem < (*xipp)->subsystem ||
 182                              ((*sipp)->subsystem == (*xipp)->subsystem &&
 183                               (*sipp)->order <= (*xipp)->order))
 184                                 continue;       /* skip*/
 185                         save = *sipp;
 186                         *sipp = *xipp;
 187                         *xipp = save;
 188                 }
 189         }
 190
 191         /*
 192          * Traverse the (now) ordered list of system initialization tasks.
 193          * Perform each task, and continue on to the next task.
 194          *
 195          * The last item on the list is expected to be the scheduler,
 196          * which will not return.
 197          */
 198         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
 199                 sip = *sipp;
 200                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DUMMY)
 201                         continue;       /* skip dummy task(s)*/
 202
 203                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DONE)
 204                         continue;
 205
 206                 /* Call function */
 207                 (*(sip->func))(sip->udata);
 208
 209                 /* Check off the one we're just done */
 210                 sip->subsystem = SI_SUB_DONE;
 211
 212                 /* Check if we've installed more sysinit items via KLD */
 213                 if (newsysinit != NULL) {
 214                         if (sysinit != SET_BEGIN(sysinit_set))
 215                                 kfree(sysinit, M_TEMP);
 216                         sysinit = newsysinit;
 217                         sysinit_end = newsysinit_end;
 218                         newsysinit = NULL;
 219                         newsysinit_end = NULL;
 220                         goto restart;
 221                 }
 222         }
 223
 224         panic("Shouldn't get here!");
 225         /* NOTREACHED*/
 226 }
 227
 228
 229 /*
 230  ***************************************************************************
 231  ****
 232  **** The following SYSINIT's belong elsewhere, but have not yet
 233  **** been moved.
 234  ****
 235  ***************************************************************************
 236  */
 237 static void
 238 print_caddr_t(void *data __unused)
 239 {
 240         printf("%s", (char *)data);
 241 }
 242 SYSINIT(announce, SI_SUB_COPYRIGHT, SI_ORDER_FIRST, print_caddr_t, copyright)
 243
 244 /*
 245  * Leave the critical section that protected us from spurious interrupts
 246  * so device probes work.
 247  */
 248 static void
 249 leavecrit(void *dummy __unused)
 250 {
 251         crit_exit();
 252         KKASSERT(!IN_CRITICAL_SECT(curthread));
 253         if (bootverbose)
 254                 printf("Leaving critical section, allowing interrupts\n");
 255 }
 256 SYSINIT(leavecrit, SI_SUB_LEAVE_CRIT, SI_ORDER_ANY, leavecrit, NULL)
 257
 258 /*
 259  ***************************************************************************
 260  ****
 261  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
 262  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
 263  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
 264  **** for right now.
 265  ****
 266  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
 267  **** deal with proc0 (the fork template process).
 268  ****
 269  ***************************************************************************
 270  */
 271 /* ARGSUSED*/
 272 static void
 273 proc0_init(void *dummy __unused)
 274 {
 275         struct proc *p;
 276         struct lwp *lp;
 277
 278         p = &proc0;
 279         lp = &proc0.p_lwp;      /* XXX lwp to be: lwp0 */
 280
 281         /*
 282          * Initialize process and pgrp structures.
 283          */
 284         procinit();
 285
 286         /*
 287          * additional VM structures
 288          */
 289         vm_init2();
 290
 291         /*
 292          * Create process 0 (the swapper).
 293          */
 294         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
 295         p->p_pgrp = &pgrp0;
 296         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
 297         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
 298         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
 299
 300         pgrp0.pg_session = &session0;
 301         session0.s_count = 1;
 302         session0.s_leader = p;
 303
 304         p->p_sysent = &aout_sysvec;
 305
 306         p->p_flag = P_SYSTEM;
 307         p->p_stat = SRUN;
 308         p->p_nice = NZERO;
 309         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
 310         p->p_rtprio.prio = 0;
 311         p->p_lwp.lwp_rtprio = p->p_rtprio;
 312
 313         p->p_peers = 0;
 314         p->p_leader = p;
 315
 316         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
 317         bcopy("swapper", thread0.td_comm, sizeof ("swapper"));
 318
 319         /* Create credentials. */
 320         p->p_ucred = crget();
 321         p->p_ucred->cr_ruidinfo = uifind(0);
 322         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
 323         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
 324
 325         /* Don't jail it */
 326         p->p_ucred->cr_prison = NULL;
 327
 328         /* Create procsig. */
 329         p->p_procsig = &procsig0;
 330         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
 331
 332         /* Initialize signal state for process 0. */
 333         siginit(p);
 334
 335         /* Create the file descriptor table. */
 336         fdinit_bootstrap(p, &filedesc0, cmask);
 337
 338         /* Create the limits structures. */
 339         plimit_init0(&limit0);
 340         p->p_limit = &limit0;
 341
 342         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
 343         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
 344         p->p_vmspace = &vmspace0;
 345         vmspace0.vm_refcnt = 1;
 346         vm_map_init(&vmspace0.vm_map, round_page(VM_MIN_ADDRESS),
 347             trunc_page(VM_MAXUSER_ADDRESS));
 348         vmspace0.vm_map.pmap = vmspace_pmap(&vmspace0);
 349
 350         /*
 351          * We continue to place resource usage info and signal
 352          * actions in the user struct so they're pageable.
 353          */
 354         p->p_stats = &p->p_addr->u_stats;
 355         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
 356
 357         /*
 358          * Charge root for one process.
 359          */
 360         (void)chgproccnt(p->p_ucred->cr_uidinfo, 1, 0);
 361
 362 }
 363 SYSINIT(p0init, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
 364
 365 static int proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused);
 366
 367 /* ARGSUSED*/
 368 static void
 369 proc0_post(void *dummy __unused)
 370 {
 371         struct timespec ts;
 372
 373         /*
 374          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
 375          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
 376          */
 377         allproc_scan(proc0_post_callback, NULL);
 378
 379         /*
 380          * Give the ``random'' number generator a thump.
 381          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
 382          */
 383         nanotime(&ts);
 384         skrandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
 385 }
 386
 387 static int
 388 proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused)
 389 {
 390         microtime(&p->p_start);
 391         return(0);
 392 }
 393
 394 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
 395
 396 /*
 397  ***************************************************************************
 398  ****
 399  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
 400  **** respective files on a per subsystem basis.
 401  ****
 402  ***************************************************************************
 403  */
 404
 405
 406 /*
 407  ***************************************************************************
 408  ****
 409  **** The following code probably belongs in another file, like
 410  **** kern/init_init.c.
 411  ****
 412  ***************************************************************************
 413  */
 414
 415 /*
 416  * List of paths to try when searching for "init".
 417  */
 418 static char init_path[MAXPATHLEN] =
 419 #ifdef  INIT_PATH
 420     __XSTRING(INIT_PATH);
 421 #else
 422     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
 423 #endif
 424 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
 425
 426 /*
 427  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
 428  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
 429  *
 430  * The MP lock is held on entry.
 431  */
 432 static void
 433 start_init(void *dummy)
 434 {
 435         vm_offset_t addr;
 436         struct execve_args args;
 437         int options, error;
 438         char *var, *path, *next, *s;
 439         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
 440         struct proc *p;
 441         struct lwp *lp;
 442         struct mount *mp;
 443         struct vnode *vp;
 444
 445         p = curproc;
 446
 447         KKASSERT(p->p_nthreads == 1);
 448
 449         lp = LIST_FIRST(&p->p_lwps);
 450
 451         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
 452         mp = mountlist_boot_getfirst();
 453         if (VFS_ROOT(mp, &vp))
 454                 panic("cannot find root vnode");
 455         if (mp->mnt_ncp == NULL) {
 456                 mp->mnt_ncp = cache_allocroot(mp, vp);
 457                 cache_unlock(mp->mnt_ncp);      /* leave ref intact */
 458         }
 459         p->p_fd->fd_cdir = vp;
 460         vref(p->p_fd->fd_cdir);
 461         p->p_fd->fd_rdir = vp;
 462         vref(p->p_fd->fd_rdir);
 463         vfs_cache_setroot(vp, cache_hold(mp->mnt_ncp));
 464         vn_unlock(vp);                  /* leave ref intact */
 465         p->p_fd->fd_ncdir = cache_hold(mp->mnt_ncp);
 466         p->p_fd->fd_nrdir = cache_hold(mp->mnt_ncp);
 467
 468         /*
 469          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
 470          */
 471         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
 472         if (vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
 473                         FALSE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0) != 0)
 474                 panic("init: couldn't allocate argument space");
 475         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
 476         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
 477
 478         if ((var = kgetenv("init_path")) != NULL) {
 479                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
 480                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
 481         }
 482         if ((var = kgetenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
 483                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
 484
 485         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
 486                 while (*path == ':')
 487                         path++;
 488                 if (*path == '\0')
 489                         break;
 490                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
 491                         /* nothing */ ;
 492                 if (bootverbose)
 493                         printf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
 494                             path);
 495
 496                 /*
 497                  * Move out the boot flag argument.
 498                  */
 499                 options = 0;
 500                 ucp = (char *)USRSTACK;
 501                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
 502                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
 503                         (void)subyte(--ucp, 's');
 504                         options = 1;
 505                 }
 506 #ifdef notyet
 507                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
 508                         (void)subyte(--ucp, 'f');
 509                         options = 1;
 510                 }
 511 #endif
 512
 513 #ifdef BOOTCDROM
 514                 (void)subyte(--ucp, 'C');
 515                 options = 1;
 516 #endif
 517                 if (options == 0)
 518                         (void)subyte(--ucp, '-');
 519                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
 520                 arg1 = ucp;
 521
 522                 /*
 523                  * Move out the file name (also arg 0).
 524                  */
 525                 (void)subyte(--ucp, 0);
 526                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
 527                         (void)subyte(--ucp, *s);
 528                 arg0 = ucp;
 529
 530                 /*
 531                  * Move out the arg pointers.
 532                  */
 533                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
 534                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
 535                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
 536                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
 537
 538                 /*
 539                  * Point at the arguments.
 540                  */
 541                 args.fname = arg0;
 542                 args.argv = uap;
 543                 args.envv = NULL;
 544
 545                 /*
 546                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
 547                  * other than it doesn't exist, complain.
 548                  *
 549                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
 550                  * to user mode as init!
 551                  *
 552                  * WARNING!  We may have been moved to another cpu after
 553                  * acquiring the current user process designation.  The
 554                  * MP lock will migrate with us though so we still have to
 555                  * release it.
 556                  */
 557                 if ((error = sys_execve(&args)) == 0) {
 558                         rel_mplock();
 559                         lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
 560                         return;
 561                 }
 562                 if (error != ENOENT)
 563                         printf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path),
 564                             path, error);
 565         }
 566         printf("init: not found in path %s\n", init_path);
 567         panic("no init");
 568 }
 569
 570 /*
 571  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
 572  * We do this early to reserve pid 1.
 573  *
 574  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
 575  * in progress will change this more.
 576  */
 577 static void
 578 create_init(const void *udata __unused)
 579 {
 580         int error;
 581
 582         crit_enter();
 583         error = fork1(&proc0.p_lwp, RFFDG | RFPROC, &initproc);
 584         if (error)
 585                 panic("cannot fork init: %d", error);
 586         initproc->p_flag |= P_SYSTEM;
 587         cpu_set_fork_handler(initproc, start_init, NULL);
 588         crit_exit();
 589 }
 590 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
 591
 592 /*
 593  * Make it runnable now.
 594  */
 595 static void
 596 kick_init(const void *udata __unused)
 597 {
 598         start_forked_proc(&proc0.p_lwp, initproc);
 599 }
 600 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)
 601
 602 /*
 603  * Machine independant globaldata initialization
 604  *
 605  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
 606  */
 607 void
 608 mi_gdinit(struct globaldata *gd, int cpuid)
 609 {
 610         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdfreeq);    /* for pmap_{new,dispose}_thread() */
 611         TAILQ_INIT(&gd->gd_systimerq);
 612         gd->gd_cpuid = cpuid;
 613         gd->gd_cpumask = (cpumask_t)1 << cpuid;
 614         lwkt_gdinit(gd);
 615         vm_map_entry_reserve_cpu_init(gd);
 616         sleep_gdinit(gd);
 617 }
 618
 619