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 1.2 2003/06/17 04:28:41 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 struct  proc proc0;
  84 static struct pcred cred0;
  85 static struct procsig procsig0;
  86 static struct filedesc0 filedesc0;
  87 static struct plimit limit0;
  88 static struct vmspace vmspace0;
  89 struct  proc *initproc;
  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         cred0.p_refcnt = 1;
 306         cred0.p_uidinfo = uifind(0);
 307         p->p_cred = &cred0;
 308         p->p_ucred = crget();
 309         p->p_ucred->cr_ngroups = 1;     /* group 0 */
 310         p->p_ucred->cr_uidinfo = uifind(0);
 311
 312         /* Don't jail it */
 313         p->p_prison = 0;
 314
 315         /* Create procsig. */
 316         p->p_procsig = &procsig0;
 317         p->p_procsig->ps_refcnt = 1;
 318
 319         /* Initialize signal state for process 0. */
 320         siginit(&proc0);
 321
 322         /* Create the file descriptor table. */
 323         fdp = &filedesc0;
 324         p->p_fd = &fdp->fd_fd;
 325         p->p_fdtol = NULL;
 326         fdp->fd_fd.fd_refcnt = 1;
 327         fdp->fd_fd.fd_cmask = cmask;
 328         fdp->fd_fd.fd_ofiles = fdp->fd_dfiles;
 329         fdp->fd_fd.fd_ofileflags = fdp->fd_dfileflags;
 330         fdp->fd_fd.fd_nfiles = NDFILE;
 331
 332         /* Create the limits structures. */
 333         p->p_limit = &limit0;
 334         for (i = 0; i < sizeof(p->p_rlimit)/sizeof(p->p_rlimit[0]); i++)
 335                 limit0.pl_rlimit[i].rlim_cur =
 336                     limit0.pl_rlimit[i].rlim_max = RLIM_INFINITY;
 337         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur =
 338             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NOFILE].rlim_max = maxfiles;
 339         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_cur =
 340             limit0.pl_rlimit[RLIMIT_NPROC].rlim_max = maxproc;
 341         i = ptoa(cnt.v_free_count);
 342         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_RSS].rlim_max = i;
 343         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_max = i;
 344         limit0.pl_rlimit[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur = i / 3;
 345         limit0.p_cpulimit = RLIM_INFINITY;
 346         limit0.p_refcnt = 1;
 347
 348         /* Allocate a prototype map so we have something to fork. */
 349         pmap_pinit0(vmspace_pmap(&vmspace0));
 350         p->p_vmspace = &vmspace0;
 351         vmspace0.vm_refcnt = 1;
 352         vm_map_init(&vmspace0.vm_map, round_page(VM_MIN_ADDRESS),
 353             trunc_page(VM_MAXUSER_ADDRESS));
 354         vmspace0.vm_map.pmap = vmspace_pmap(&vmspace0);
 355         p->p_addr = proc0paddr;                         /* XXX */
 356
 357         /*
 358          * We continue to place resource usage info and signal
 359          * actions in the user struct so they're pageable.
 360          */
 361         p->p_stats = &p->p_addr->u_stats;
 362         p->p_sigacts = &p->p_addr->u_sigacts;
 363
 364         /*
 365          * Charge root for one process.
 366          */
 367         (void)chgproccnt(cred0.p_uidinfo, 1, 0);
 368
 369         /*
 370          * Initialize the current process pointer (curproc) before
 371          * any possible traps/probes to simplify trap processing.
 372          */
 373         SET_CURPROC(p);
 374
 375 }
 376 SYSINIT(p0init, SI_SUB_INTRINSIC, SI_ORDER_FIRST, proc0_init, NULL)
 377
 378 /* ARGSUSED*/
 379 static void
 380 proc0_post(void *dummy __unused)
 381 {
 382         struct timespec ts;
 383         struct proc *p;
 384
 385         /*
 386          * Now we can look at the time, having had a chance to verify the
 387          * time from the file system.  Pretend that proc0 started now.
 388          */
 389         LIST_FOREACH(p, &allproc, p_list) {
 390                 microtime(&p->p_stats->p_start);
 391                 p->p_runtime = 0;
 392         }
 393         microuptime(&switchtime);
 394         switchticks = ticks;
 395
 396         /*
 397          * Give the ``random'' number generator a thump.
 398          * XXX: Does read_random() contain enough bits to be used here ?
 399          */
 400         nanotime(&ts);
 401         srandom(ts.tv_sec ^ ts.tv_nsec);
 402 }
 403 SYSINIT(p0post, SI_SUB_INTRINSIC_POST, SI_ORDER_FIRST, proc0_post, NULL)
 404
 405 /*
 406  ***************************************************************************
 407  ****
 408  **** The following SYSINIT's and glue code should be moved to the
 409  **** respective files on a per subsystem basis.
 410  ****
 411  ***************************************************************************
 412  */
 413
 414
 415 /*
 416  ***************************************************************************
 417  ****
 418  **** The following code probably belongs in another file, like
 419  **** kern/init_init.c.
 420  ****
 421  ***************************************************************************
 422  */
 423
 424 /*
 425  * List of paths to try when searching for "init".
 426  */
 427 static char init_path[MAXPATHLEN] =
 428 #ifdef  INIT_PATH
 429     __XSTRING(INIT_PATH);
 430 #else
 431     "/sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:/stand/sysinstall";
 432 #endif
 433 SYSCTL_STRING(_kern, OID_AUTO, init_path, CTLFLAG_RD, init_path, 0, "");
 434
 435 /*
 436  * Start the initial user process; try exec'ing each pathname in init_path.
 437  * The program is invoked with one argument containing the boot flags.
 438  */
 439 static void
 440 start_init(void *dummy)
 441 {
 442         vm_offset_t addr;
 443         struct execve_args args;
 444         int options, error;
 445         char *var, *path, *next, *s;
 446         char *ucp, **uap, *arg0, *arg1;
 447         struct proc *p;
 448
 449         p = curproc;
 450
 451         /* Get the vnode for '/'.  Set p->p_fd->fd_cdir to reference it. */
 452         if (VFS_ROOT(TAILQ_FIRST(&mountlist), &rootvnode))
 453                 panic("cannot find root vnode");
 454         p->p_fd->fd_cdir = rootvnode;
 455         VREF(p->p_fd->fd_cdir);
 456         p->p_fd->fd_rdir = rootvnode;
 457         VREF(p->p_fd->fd_rdir);
 458         VOP_UNLOCK(rootvnode, 0, p);
 459
 460         /*
 461          * Need just enough stack to hold the faked-up "execve()" arguments.
 462          */
 463         addr = trunc_page(USRSTACK - PAGE_SIZE);
 464         if (vm_map_find(&p->p_vmspace->vm_map, NULL, 0, &addr, PAGE_SIZE,
 465                         FALSE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0) != 0)
 466                 panic("init: couldn't allocate argument space");
 467         p->p_vmspace->vm_maxsaddr = (caddr_t)addr;
 468         p->p_vmspace->vm_ssize = 1;
 469
 470         if ((var = getenv("init_path")) != NULL) {
 471                 strncpy(init_path, var, sizeof init_path);
 472                 init_path[sizeof init_path - 1] = 0;
 473         }
 474         if ((var = getenv("kern.fallback_elf_brand")) != NULL)
 475                 fallback_elf_brand = strtol(var, NULL, 0);
 476
 477         for (path = init_path; *path != '\0'; path = next) {
 478                 while (*path == ':')
 479                         path++;
 480                 if (*path == '\0')
 481                         break;
 482                 for (next = path; *next != '\0' && *next != ':'; next++)
 483                         /* nothing */ ;
 484                 if (bootverbose)
 485                         printf("start_init: trying %.*s\n", (int)(next - path),
 486                             path);
 487
 488                 /*
 489                  * Move out the boot flag argument.
 490                  */
 491                 options = 0;
 492                 ucp = (char *)USRSTACK;
 493                 (void)subyte(--ucp, 0);         /* trailing zero */
 494                 if (boothowto & RB_SINGLE) {
 495                         (void)subyte(--ucp, 's');
 496                         options = 1;
 497                 }
 498 #ifdef notyet
 499                 if (boothowto & RB_FASTBOOT) {
 500                         (void)subyte(--ucp, 'f');
 501                         options = 1;
 502                 }
 503 #endif
 504
 505 #ifdef BOOTCDROM
 506                 (void)subyte(--ucp, 'C');
 507                 options = 1;
 508 #endif
 509                 if (options == 0)
 510                         (void)subyte(--ucp, '-');
 511                 (void)subyte(--ucp, '-');               /* leading hyphen */
 512                 arg1 = ucp;
 513
 514                 /*
 515                  * Move out the file name (also arg 0).
 516                  */
 517                 (void)subyte(--ucp, 0);
 518                 for (s = next - 1; s >= path; s--)
 519                         (void)subyte(--ucp, *s);
 520                 arg0 = ucp;
 521
 522                 /*
 523                  * Move out the arg pointers.
 524                  */
 525                 uap = (char **)((intptr_t)ucp & ~(sizeof(intptr_t)-1));
 526                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)0);  /* terminator */
 527                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg1);
 528                 (void)suword((caddr_t)--uap, (long)(intptr_t)arg0);
 529
 530                 /*
 531                  * Point at the arguments.
 532                  */
 533                 args.fname = arg0;
 534                 args.argv = uap;
 535                 args.envv = NULL;
 536
 537                 /*
 538                  * Now try to exec the program.  If can't for any reason
 539                  * other than it doesn't exist, complain.
 540                  *
 541                  * Otherwise, return via fork_trampoline() all the way
 542                  * to user mode as init!
 543                  */
 544                 if ((error = execve(p, &args)) == 0)
 545                         return;
 546                 if (error != ENOENT)
 547                         printf("exec %.*s: error %d\n", (int)(next - path),
 548                             path, error);
 549         }
 550         printf("init: not found in path %s\n", init_path);
 551         panic("no init");
 552 }
 553
 554 /*
 555  * Like kthread_create(), but runs in it's own address space.
 556  * We do this early to reserve pid 1.
 557  *
 558  * Note special case - do not make it runnable yet.  Other work
 559  * in progress will change this more.
 560  */
 561 static void
 562 create_init(const void *udata __unused)
 563 {
 564         int error;
 565         int s;
 566
 567         s = splhigh();
 568         error = fork1(&proc0, RFFDG | RFPROC, &initproc);
 569         if (error)
 570                 panic("cannot fork init: %d\n", error);
 571         initproc->p_flag |= P_INMEM | P_SYSTEM;
 572         cpu_set_fork_handler(initproc, start_init, NULL);
 573         remrunqueue(initproc);
 574         splx(s);
 575 }
 576 SYSINIT(init,SI_SUB_CREATE_INIT, SI_ORDER_FIRST, create_init, NULL)
 577
 578 /*
 579  * Make it runnable now.
 580  */
 581 static void
 582 kick_init(const void *udata __unused)
 583 {
 584         setrunqueue(initproc);
 585 }
 586 SYSINIT(kickinit,SI_SUB_KTHREAD_INIT, SI_ORDER_FIRST, kick_init, NULL)