1:1 Userland threading stage 2.11/4:
[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 1.72 2007/02/03 17:05:57 corecode 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 lwp lwp0;
88 struct thread thread0;
89
90 int cmask = CMASK;
91 extern  struct user *proc0paddr;
92 extern int fallback_elf_brand;
93
94 int     boothowto = 0;          /* initialized so that it can be patched */
95 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, boothowto, CTLFLAG_RD, &boothowto, 0, "");
96
97 /*
98  * This ensures that there is at least one entry so that the sysinit_set
99  * symbol is not undefined.  A sybsystem ID of SI_SUB_DUMMY is never
100  * executed.
101  */
102 SYSINIT(placeholder, SI_SUB_DUMMY, SI_ORDER_ANY, NULL, NULL)
103
104 /*
105  * The sysinit table itself.  Items are checked off as the are run.
106  * If we want to register new sysinit types, add them to newsysinit.
107  */
108 SET_DECLARE(sysinit_set, struct sysinit);
109 struct sysinit **sysinit, **sysinit_end;
110 struct sysinit **newsysinit, **newsysinit_end;
111
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, struct sysinit **set_end)
119 {
120         struct sysinit **newset;
121         struct sysinit **sipp;
122         struct sysinit **xipp;
123         int count;
124
125         count = set_end - set;
126         if (newsysinit)
127                 count += newsysinit_end - newsysinit;
128         else
129                 count += sysinit_end - sysinit;
130         newset = kmalloc(count * sizeof(*sipp), M_TEMP, M_WAITOK);
131         if (newset == NULL)
132                 panic("cannot malloc for sysinit");
133         xipp = newset;
134         if (newsysinit) {
135                 for (sipp = newsysinit; sipp < newsysinit_end; sipp++)
136                         *xipp++ = *sipp;
137         } else {
138                 for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++)
139                         *xipp++ = *sipp;
140         }
141         for (sipp = set; sipp < set_end; sipp++)
142                 *xipp++ = *sipp;
143         if (newsysinit)
144                 kfree(newsysinit, M_TEMP);
145         newsysinit = newset;
146         newsysinit_end = newset + count;
147 }
148
149 /*
150  * Callbacks from machine-dependant startup code (e.g. init386) to set
151  * up low level entities related to cpu #0's globaldata.
152  *
153  * Called from very low level boot code.
154  */
155 void
156 mi_proc0init(struct globaldata *gd, struct user *proc0paddr)
157 {
158         lwkt_init_thread(&thread0, proc0paddr, LWKT_THREAD_STACK, 0, gd);
159         lwkt_set_comm(&thread0, "thread0");
160         proc0.p_addr = (void *)thread0.td_kstack;
161         LIST_INIT(&proc0.p_lwps);
162         LIST_INSERT_HEAD(&proc0.p_lwps, &lwp0, lwp_list);
163         lwp0.lwp_thread = &thread0;
164         lwp0.lwp_proc = &proc0;
165         proc0.p_usched = usched_init();
166         lwp0.lwp_cpumask = 0xFFFFFFFF;
167         varsymset_init(&proc0.p_varsymset, NULL);
168         thread0.td_flags |= TDF_RUNNING;
169         thread0.td_proc = &proc0;
170         thread0.td_lwp = &lwp0;
171         thread0.td_switch = cpu_heavy_switch;   /* YYY eventually LWKT */
172 }
173
174 /*
175  * System startup; initialize the world, create process 0, mount root
176  * filesystem, and fork to create init and pagedaemon.  Most of the
177  * hard work is done in the lower-level initialization routines including
178  * startup(), which does memory initialization and autoconfiguration.
179  *
180  * This allows simple addition of new kernel subsystems that require
181  * boot time initialization.  It also allows substitution of subsystem
182  * (for instance, a scheduler, kernel profiler, or VM system) by object
183  * module.  Finally, it allows for optional "kernel threads".
184  */
185 void
186 mi_startup(void)
187 {
188         struct sysinit *sip;            /* system initialization*/
189         struct sysinit **sipp;          /* system initialization*/
190         struct sysinit **xipp;          /* interior loop of sort*/
191         struct sysinit *save;           /* bubble*/
192
193         if (sysinit == NULL) {
194                 sysinit = SET_BEGIN(sysinit_set);
195                 sysinit_end = SET_LIMIT(sysinit_set);
196         }
197
198 restart:
199         /*
200          * Perform a bubble sort of the system initialization objects by
201          * their subsystem (primary key) and order (secondary key).
202          */
203         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
204                 for (xipp = sipp + 1; xipp < sysinit_end; xipp++) {
205                         if ((*sipp)->subsystem < (*xipp)->subsystem ||
206                              ((*sipp)->subsystem == (*xipp)->subsystem &&
207                               (*sipp)->order <= (*xipp)->order))
208                                 continue;       /* skip*/
209                         save = *sipp;
210                         *sipp = *xipp;
211                         *xipp = save;
212                 }
213         }
214
215         /*
216          * Traverse the (now) ordered list of system initialization tasks.
217          * Perform each task, and continue on to the next task.
218          *
219          * The last item on the list is expected to be the scheduler,
220          * which will not return.
221          */
222         for (sipp = sysinit; sipp < sysinit_end; sipp++) {
223                 sip = *sipp;
224                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DUMMY)
225                         continue;       /* skip dummy task(s)*/
226
227                 if (sip->subsystem == SI_SUB_DONE)
228                         continue;
229
230                 /* Call function */
231                 (*(sip->func))(sip->udata);
232
233                 /* Check off the one we're just done */
234                 sip->subsystem = SI_SUB_DONE;
235
236                 /* Check if we've installed more sysinit items via KLD */
237                 if (newsysinit != NULL) {
238                         if (sysinit != SET_BEGIN(sysinit_set))
239                                 kfree(sysinit, M_TEMP);
240                         sysinit = newsysinit;
241                         sysinit_end = newsysinit_end;
242                         newsysinit = NULL;
243                         newsysinit_end = NULL;
244                         goto restart;
245                 }
246         }
247
248         panic("Shouldn't get here!");
249         /* NOTREACHED*/
250 }
251
252
253 /*
254  ***************************************************************************
255  ****
256  **** The following SYSINIT's belong elsewhere, but have not yet
257  **** been moved.
258  ****
259  ***************************************************************************
260  */
261 static void
262 print_caddr_t(void *data __unused)
263 {
264         kprintf("%s", (char *)data);
265 }
266 SYSINIT(announce, SI_SUB_COPYRIGHT, SI_ORDER_FIRST, print_caddr_t, copyright)
267
268 /*
269  * Leave the critical section that protected us from spurious interrupts
270  * so device probes work.
271  */
272 static void
273 leavecrit(void *dummy __unused)
274 {
275         crit_exit();
276         KKASSERT(!IN_CRITICAL_SECT(curthread));
277         if (bootverbose)
278                 kprintf("Leaving critical section, allowing interrupts\n");
279 }
280 SYSINIT(leavecrit, SI_SUB_LEAVE_CRIT, SI_ORDER_ANY, leavecrit, NULL)
281
282 /*
283  ***************************************************************************
284  ****
285  **** The two following SYSINT's are proc0 specific glue code.  I am not
286  **** convinced that they can not be safely combined, but their order of
287  **** operation has been maintained as the same as the original init_main.c
288  **** for right now.
289  ****
290  **** These probably belong in init_proc.c or kern_proc.c, since they
291  **** deal with proc0 (the fork template process).
292  ****
293  ***************************************************************************
294  */
295 /* ARGSUSED*/
296 static void
297 proc0_init(void *dummy __unused)
298 {
299         struct proc *p;
300         struct lwp *lp;
301
302         p = &proc0;
303         lp = &lwp0;
304
305         /*
306          * Initialize process and pgrp structures.
307          */
308         procinit();
309
310         /*
311          * additional VM structures
312          */
313         vm_init2();
314
315         /*
316          * Create process 0 (the swapper).
317          */
318         LIST_INSERT_HEAD(&allproc, p, p_list);
319         p->p_pgrp = &pgrp0;
320         LIST_INSERT_HEAD(PGRPHASH(0), &pgrp0, pg_hash);
321         LIST_INIT(&pgrp0.pg_members);
322         LIST_INSERT_HEAD(&pgrp0.pg_members, p, p_pglist);
323
324         pgrp0.pg_session = &session0;
325         session0.s_count = 1;
326         session0.s_leader = p;
327
328         p->p_sysent = &aout_sysvec;
329
330         p->p_flag = P_SYSTEM;
331         p->p_stat = SRUN;
332         p->p_nice = NZERO;
333         p->p_rtprio.type = RTP_PRIO_NORMAL;
334         p->p_rtprio.prio = 0;
335         lp->lwp_rtprio = p->p_rtprio;
336
337         p->p_peers = 0;
338         p->p_leader = p;
339
340         bcopy("swapper", p->p_comm, sizeof ("swapper"));
341         bcopy("swapper", thread0.td_comm, sizeof ("swapper"));
342
343         /* Create credentials. */
344         p->p_ucred = crget();
345         p->p_ucred->cr_ruidinfo = uifind(0);
346         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
347         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
348
349         /* Don't jail it */
350         p->p_ucred->cr_prison = NULL;
351
352         /* Create procsig. */
353         p->p_procsig = &procsig0;
354         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
355
356         /* Initialize signal state for process 0. */
357         siginit(p);
358
359         /* Create the file descriptor table. */
360         fdinit_bootstrap(p, &filedesc0, cmask);
361
362         /* Create the limits structures. */
363         plimit_init0(&limit0);
364         p->p_limit = &limit0;
365
366         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
367         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
368         p->p_vmspace = &vmspace0;
369         vmspace0.vm_refcnt = 1;
370         vm_map_init(&vmspace0.vm_map,
371                     round_page(VM_MIN_USER_ADDRESS),
372                     trunc_page(VM_MAX_USER_ADDRESS),
373                     vmspace_pmap(&vmspace0));
374
375         /*
376          * We continue to place signal
377          * actions in the user struct so they're pageable.
378          *
379          * XXX old + cufty.  will be removed
380          */
381         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
382
383         /*
384          * Charge root for one process.
385          */
386         (void)chgproccnt(p->p_ucred->cr_uidinfo, 1, 0);
387
388 }
389 SYSINIT(p0init, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
390
391 static int proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused);
392
393 /* ARGSUSED*/
394 static void
395 proc0_post(void *dummy __unused)
396 {
397         struct timespec ts;
398
399         /*
400          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
401          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
402          */
403         allproc_scan(proc0_post_callback, NULL);
404
405         /*
406          * Give the ``random'' number generator a thump.
407          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
408          */
409         nanotime(&ts);
410         skrandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
411 }
412
413 static int
414 proc0_post_callback(struct proc *p, void *data __unused)
415 {
416         microtime(&p->p_start);
417         return(0);
418 }
419
420 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
421
422 /*
423  ***************************************************************************
424  ****
425  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
426  **** respective files on a per subsystem basis.
427  ****
428  ***************************************************************************
429  */
430
431
432 /*
433  ***************************************************************************
434  ****
435  **** The following code probably belongs in another file, like
436  **** kern/init_init.c.
437  ****
438  ***************************************************************************
439  */
440
441 /*
442  * List of paths to try when searching for "init".
443  */
444 static char init_path[MAXPATHLEN] =
445 #ifdef  INIT_PATH
446     __XSTRING(INIT_PATH);
447 #else
448     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
449 #endif
450 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
451
452 /*
453  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
454  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
455  *
456  * The MP lock is held on entry.
457  */
458 static void
459 start_init(void *dummy)
460 {
461         vm_offset_t addr;
462         struct execve_args args;
463         int options, error;
464         char *var, *path, *next, *s;
465         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
466         struct proc *p;
467         struct lwp *lp;
468         struct mount *mp;
469         struct vnode *vp;
470
471         p = curproc;
472
473         lp = ONLY_LWP_IN_PROC(p);
474
475         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
476         mp = mountlist_boot_getfirst();
477         if (VFS_ROOT(mp, &vp))
478                 panic("cannot find root vnode");
479         if (mp->mnt_ncmountpt.ncp == NULL) {
480                 cache_allocroot(&mp->mnt_ncmountpt, mp, vp);
481                 cache_unlock(&mp->mnt_ncmountpt);       /* leave ref intact */
482         }
483         p->p_fd->fd_cdir = vp;
484         vref(p->p_fd->fd_cdir);
485         p->p_fd->fd_rdir = vp;
486         vref(p->p_fd->fd_rdir);
487         vfs_cache_setroot(vp, cache_hold(&mp->mnt_ncmountpt));
488         vn_unlock(vp);                  /* leave ref intact */
489         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_ncdir);
490         cache_copy(&mp->mnt_ncmountpt, &p->p_fd->fd_nrdir);
491
492         /*
493          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
494          */
495         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
496         error = vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
497                             FALSE, 
498                             VM_MAPTYPE_NORMAL,
499                             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
500                             0);
501         if (error)
502                 panic("init: couldn't allocate argument space");
503         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
504         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
505
506         if ((var = kgetenv("init_path")) != NULL) {
507                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
508                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
509         }
510         if ((var = kgetenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
511                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
512         
513         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
514                 while (*path == ':')
515                         path++;
516                 if (*path == '\0')
517                         break;
518                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
519                         /* nothing */ ;
520                 if (bootverbose)
521                         kprintf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
522                             path);
523                         
524                 /*
525                  * Move out the boot flag argument.
526                  */
527                 options = 0;
528                 ucp = (char *)USRSTACK;
529                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
530                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
531                         (void)subyte(--ucp, 's');
532                         options = 1;
533                 }
534 #ifdef notyet
535                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
536                         (void)subyte(--ucp, 'f');
537                         options = 1;
538                 }
539 #endif
540
541 #ifdef BOOTCDROM
542                 (void)subyte(--ucp, 'C');
543                 options = 1;
544 #endif
545                 if (options == 0)
546                         (void)subyte(--ucp, '-');
547                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
548                 arg1 = ucp;
549
550                 /*
551                  * Move out the file name (also arg 0).
552                  */
553                 (void)subyte(--ucp, 0);
554                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
555                         (void)subyte(--ucp, *s);
556                 arg0 = ucp;
557
558                 /*
559                  * Move out the arg pointers.
560                  */
561                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
562                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
563                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
564                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
565
566                 /*
567                  * Point at the arguments.
568                  */
569                 args.fname = arg0;
570                 args.argv = uap;
571                 args.envv = NULL;
572
573                 /*
574                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
575                  * other than it doesn't exist, complain.
576                  *
577                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
578                  * to user mode as init!
579                  *
580                  * WARNING!  We may have been moved to another cpu after
581                  * acquiring the current user process designation.  The
582                  * MP lock will migrate with us though so we still have to
583                  * release it.
584                  */
585                 if ((error = sys_execve(&args)) == 0) {
586                         rel_mplock();
587                         lp->lwp_proc->p_usched->acquire_curproc(lp);
588                         return;
589                 }
590                 if (error != ENOENT)
591                         kprintf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path), 
592                             path, error);
593         }
594         kprintf("init: not found in path %s\n", init_path);
595         panic("no init");
596 }
597
598 /*
599  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
600  * We do this early to reserve pid 1.
601  *
602  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
603  * in progress will change this more.
604  */
605 static void
606 create_init(const void *udata __unused)
607 {
608         int error;
609         struct lwp *lp;
610
611         crit_enter();
612         error = fork1(&lwp0, RFFDG | RFPROC, &initproc);
613         if (error)
614                 panic("cannot fork init: %d", error);
615         initproc->p_flag |= P_SYSTEM;
616         lp = ONLY_LWP_IN_PROC(initproc);
617         cpu_set_fork_handler(lp, start_init, NULL);
618         crit_exit();
619 }
620 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
621
622 /*
623  * Make it runnable now.
624  */
625 static void
626 kick_init(const void *udata __unused)
627 {
628         start_forked_proc(&lwp0, initproc);
629 }
630 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)
631
632 /*
633  * Machine independant globaldata initialization
634  *
635  * WARNING!  Called from early boot, 'mycpu' may not work yet.
636  */
637 void
638 mi_gdinit(struct globaldata *gd, int cpuid)
639 {
640         TAILQ_INIT(&gd->gd_tdfreeq);    /* for pmap_{new,dispose}_thread() */
641         TAILQ_INIT(&gd->gd_systimerq);
642         gd->gd_cpuid = cpuid;
643         gd->gd_cpumask = (cpumask_t)1 << cpuid;
644         lwkt_gdinit(gd);
645         vm_map_entry_reserve_cpu_init(gd);
646         sleep_gdinit(gd);
647 }
648
649