Merge tag 'v5.7-rc1' into locking/kcsan, to resolve conflicts and refresh
[linux-block.git] / init / main.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/init/main.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
6  *
7  *  GK 2/5/95  -  Changed to support mounting root fs via NFS
8  *  Added initrd & change_root: Werner Almesberger & Hans Lermen, Feb '96
9  *  Moan early if gcc is old, avoiding bogus kernels - Paul Gortmaker, May '96
10  *  Simplified starting of init:  Michael A. Griffith <grif@acm.org>
11  */
12
13 #define DEBUG           /* Enable initcall_debug */
14
15 #include <linux/types.h>
16 #include <linux/extable.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/binfmts.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/syscalls.h>
22 #include <linux/stackprotector.h>
23 #include <linux/string.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/initrd.h>
29 #include <linux/memblock.h>
30 #include <linux/acpi.h>
31 #include <linux/bootconfig.h>
32 #include <linux/console.h>
33 #include <linux/nmi.h>
34 #include <linux/percpu.h>
35 #include <linux/kmod.h>
36 #include <linux/vmalloc.h>
37 #include <linux/kernel_stat.h>
38 #include <linux/start_kernel.h>
39 #include <linux/security.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/profile.h>
42 #include <linux/rcupdate.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/kallsyms.h>
45 #include <linux/writeback.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/cpuset.h>
48 #include <linux/cgroup.h>
49 #include <linux/efi.h>
50 #include <linux/tick.h>
51 #include <linux/sched/isolation.h>
52 #include <linux/interrupt.h>
53 #include <linux/taskstats_kern.h>
54 #include <linux/delayacct.h>
55 #include <linux/unistd.h>
56 #include <linux/utsname.h>
57 #include <linux/rmap.h>
58 #include <linux/mempolicy.h>
59 #include <linux/key.h>
60 #include <linux/buffer_head.h>
61 #include <linux/page_ext.h>
62 #include <linux/debug_locks.h>
63 #include <linux/debugobjects.h>
64 #include <linux/lockdep.h>
65 #include <linux/kmemleak.h>
66 #include <linux/pid_namespace.h>
67 #include <linux/device/driver.h>
68 #include <linux/kthread.h>
69 #include <linux/sched.h>
70 #include <linux/sched/init.h>
71 #include <linux/signal.h>
72 #include <linux/idr.h>
73 #include <linux/kgdb.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75 #include <linux/async.h>
76 #include <linux/sfi.h>
77 #include <linux/shmem_fs.h>
78 #include <linux/slab.h>
79 #include <linux/perf_event.h>
80 #include <linux/ptrace.h>
81 #include <linux/pti.h>
82 #include <linux/blkdev.h>
83 #include <linux/elevator.h>
84 #include <linux/sched/clock.h>
85 #include <linux/sched/task.h>
86 #include <linux/sched/task_stack.h>
87 #include <linux/context_tracking.h>
88 #include <linux/random.h>
89 #include <linux/list.h>
90 #include <linux/integrity.h>
91 #include <linux/proc_ns.h>
92 #include <linux/io.h>
93 #include <linux/cache.h>
94 #include <linux/rodata_test.h>
95 #include <linux/jump_label.h>
96 #include <linux/mem_encrypt.h>
97 #include <linux/kcsan.h>
98
99 #include <asm/io.h>
100 #include <asm/bugs.h>
101 #include <asm/setup.h>
102 #include <asm/sections.h>
103 #include <asm/cacheflush.h>
104
105 #define CREATE_TRACE_POINTS
106 #include <trace/events/initcall.h>
107
108 static int kernel_init(void *);
109
110 extern void init_IRQ(void);
111 extern void radix_tree_init(void);
112
113 /*
114  * Debug helper: via this flag we know that we are in 'early bootup code'
115  * where only the boot processor is running with IRQ disabled.  This means
116  * two things - IRQ must not be enabled before the flag is cleared and some
117  * operations which are not allowed with IRQ disabled are allowed while the
118  * flag is set.
119  */
120 bool early_boot_irqs_disabled __read_mostly;
121
122 enum system_states system_state __read_mostly;
123 EXPORT_SYMBOL(system_state);
124
125 /*
126  * Boot command-line arguments
127  */
128 #define MAX_INIT_ARGS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
129 #define MAX_INIT_ENVS CONFIG_INIT_ENV_ARG_LIMIT
130
131 extern void time_init(void);
132 /* Default late time init is NULL. archs can override this later. */
133 void (*__initdata late_time_init)(void);
134
135 /* Untouched command line saved by arch-specific code. */
136 char __initdata boot_command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
137 /* Untouched saved command line (eg. for /proc) */
138 char *saved_command_line;
139 /* Command line for parameter parsing */
140 static char *static_command_line;
141 /* Untouched extra command line */
142 static char *extra_command_line;
143 /* Extra init arguments */
144 static char *extra_init_args;
145
146 #ifdef CONFIG_BOOT_CONFIG
147 /* Is bootconfig on command line? */
148 static bool bootconfig_found;
149 static bool initargs_found;
150 #else
151 # define bootconfig_found false
152 # define initargs_found false
153 #endif
154
155 static char *execute_command;
156 static char *ramdisk_execute_command;
157
158 /*
159  * Used to generate warnings if static_key manipulation functions are used
160  * before jump_label_init is called.
161  */
162 bool static_key_initialized __read_mostly;
163 EXPORT_SYMBOL_GPL(static_key_initialized);
164
165 /*
166  * If set, this is an indication to the drivers that reset the underlying
167  * device before going ahead with the initialization otherwise driver might
168  * rely on the BIOS and skip the reset operation.
169  *
170  * This is useful if kernel is booting in an unreliable environment.
171  * For ex. kdump situation where previous kernel has crashed, BIOS has been
172  * skipped and devices will be in unknown state.
173  */
174 unsigned int reset_devices;
175 EXPORT_SYMBOL(reset_devices);
176
177 static int __init set_reset_devices(char *str)
178 {
179         reset_devices = 1;
180         return 1;
181 }
182
183 __setup("reset_devices", set_reset_devices);
184
185 static const char *argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
186 const char *envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
187 static const char *panic_later, *panic_param;
188
189 extern const struct obs_kernel_param __setup_start[], __setup_end[];
190
191 static bool __init obsolete_checksetup(char *line)
192 {
193         const struct obs_kernel_param *p;
194         bool had_early_param = false;
195
196         p = __setup_start;
197         do {
198                 int n = strlen(p->str);
199                 if (parameqn(line, p->str, n)) {
200                         if (p->early) {
201                                 /* Already done in parse_early_param?
202                                  * (Needs exact match on param part).
203                                  * Keep iterating, as we can have early
204                                  * params and __setups of same names 8( */
205                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
206                                         had_early_param = true;
207                         } else if (!p->setup_func) {
208                                 pr_warn("Parameter %s is obsolete, ignored\n",
209                                         p->str);
210                                 return true;
211                         } else if (p->setup_func(line + n))
212                                 return true;
213                 }
214                 p++;
215         } while (p < __setup_end);
216
217         return had_early_param;
218 }
219
220 /*
221  * This should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
222  * still work even if initially too large, it will just take slightly longer
223  */
224 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
225 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
226
227 static int __init debug_kernel(char *str)
228 {
229         console_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_DEBUG;
230         return 0;
231 }
232
233 static int __init quiet_kernel(char *str)
234 {
235         console_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_QUIET;
236         return 0;
237 }
238
239 early_param("debug", debug_kernel);
240 early_param("quiet", quiet_kernel);
241
242 static int __init loglevel(char *str)
243 {
244         int newlevel;
245
246         /*
247          * Only update loglevel value when a correct setting was passed,
248          * to prevent blind crashes (when loglevel being set to 0) that
249          * are quite hard to debug
250          */
251         if (get_option(&str, &newlevel)) {
252                 console_loglevel = newlevel;
253                 return 0;
254         }
255
256         return -EINVAL;
257 }
258
259 early_param("loglevel", loglevel);
260
261 #ifdef CONFIG_BOOT_CONFIG
262
263 char xbc_namebuf[XBC_KEYLEN_MAX] __initdata;
264
265 #define rest(dst, end) ((end) > (dst) ? (end) - (dst) : 0)
266
267 static int __init xbc_snprint_cmdline(char *buf, size_t size,
268                                       struct xbc_node *root)
269 {
270         struct xbc_node *knode, *vnode;
271         char *end = buf + size;
272         const char *val;
273         int ret;
274
275         xbc_node_for_each_key_value(root, knode, val) {
276                 ret = xbc_node_compose_key_after(root, knode,
277                                         xbc_namebuf, XBC_KEYLEN_MAX);
278                 if (ret < 0)
279                         return ret;
280
281                 vnode = xbc_node_get_child(knode);
282                 if (!vnode) {
283                         ret = snprintf(buf, rest(buf, end), "%s ", xbc_namebuf);
284                         if (ret < 0)
285                                 return ret;
286                         buf += ret;
287                         continue;
288                 }
289                 xbc_array_for_each_value(vnode, val) {
290                         ret = snprintf(buf, rest(buf, end), "%s=\"%s\" ",
291                                        xbc_namebuf, val);
292                         if (ret < 0)
293                                 return ret;
294                         buf += ret;
295                 }
296         }
297
298         return buf - (end - size);
299 }
300 #undef rest
301
302 /* Make an extra command line under given key word */
303 static char * __init xbc_make_cmdline(const char *key)
304 {
305         struct xbc_node *root;
306         char *new_cmdline;
307         int ret, len = 0;
308
309         root = xbc_find_node(key);
310         if (!root)
311                 return NULL;
312
313         /* Count required buffer size */
314         len = xbc_snprint_cmdline(NULL, 0, root);
315         if (len <= 0)
316                 return NULL;
317
318         new_cmdline = memblock_alloc(len + 1, SMP_CACHE_BYTES);
319         if (!new_cmdline) {
320                 pr_err("Failed to allocate memory for extra kernel cmdline.\n");
321                 return NULL;
322         }
323
324         ret = xbc_snprint_cmdline(new_cmdline, len + 1, root);
325         if (ret < 0 || ret > len) {
326                 pr_err("Failed to print extra kernel cmdline.\n");
327                 return NULL;
328         }
329
330         return new_cmdline;
331 }
332
333 static u32 boot_config_checksum(unsigned char *p, u32 size)
334 {
335         u32 ret = 0;
336
337         while (size--)
338                 ret += *p++;
339
340         return ret;
341 }
342
343 static int __init bootconfig_params(char *param, char *val,
344                                     const char *unused, void *arg)
345 {
346         if (strcmp(param, "bootconfig") == 0) {
347                 bootconfig_found = true;
348         } else if (strcmp(param, "--") == 0) {
349                 initargs_found = true;
350         }
351         return 0;
352 }
353
354 static void __init setup_boot_config(const char *cmdline)
355 {
356         static char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata;
357         const char *msg;
358         int pos;
359         u32 size, csum;
360         char *data, *copy;
361         u32 *hdr;
362         int ret;
363
364         strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
365         parse_args("bootconfig", tmp_cmdline, NULL, 0, 0, 0, NULL,
366                    bootconfig_params);
367
368         if (!bootconfig_found)
369                 return;
370
371         if (!initrd_end)
372                 goto not_found;
373
374         data = (char *)initrd_end - BOOTCONFIG_MAGIC_LEN;
375         if (memcmp(data, BOOTCONFIG_MAGIC, BOOTCONFIG_MAGIC_LEN))
376                 goto not_found;
377
378         hdr = (u32 *)(data - 8);
379         size = hdr[0];
380         csum = hdr[1];
381
382         if (size >= XBC_DATA_MAX) {
383                 pr_err("bootconfig size %d greater than max size %d\n",
384                         size, XBC_DATA_MAX);
385                 return;
386         }
387
388         data = ((void *)hdr) - size;
389         if ((unsigned long)data < initrd_start)
390                 goto not_found;
391
392         if (boot_config_checksum((unsigned char *)data, size) != csum) {
393                 pr_err("bootconfig checksum failed\n");
394                 return;
395         }
396
397         copy = memblock_alloc(size + 1, SMP_CACHE_BYTES);
398         if (!copy) {
399                 pr_err("Failed to allocate memory for bootconfig\n");
400                 return;
401         }
402
403         memcpy(copy, data, size);
404         copy[size] = '\0';
405
406         ret = xbc_init(copy, &msg, &pos);
407         if (ret < 0) {
408                 if (pos < 0)
409                         pr_err("Failed to init bootconfig: %s.\n", msg);
410                 else
411                         pr_err("Failed to parse bootconfig: %s at %d.\n",
412                                 msg, pos);
413         } else {
414                 pr_info("Load bootconfig: %d bytes %d nodes\n", size, ret);
415                 /* keys starting with "kernel." are passed via cmdline */
416                 extra_command_line = xbc_make_cmdline("kernel");
417                 /* Also, "init." keys are init arguments */
418                 extra_init_args = xbc_make_cmdline("init");
419         }
420         return;
421 not_found:
422         pr_err("'bootconfig' found on command line, but no bootconfig found\n");
423 }
424 #else
425 #define setup_boot_config(cmdline)      do { } while (0)
426
427 static int __init warn_bootconfig(char *str)
428 {
429         pr_warn("WARNING: 'bootconfig' found on the kernel command line but CONFIG_BOOTCONFIG is not set.\n");
430         return 0;
431 }
432 early_param("bootconfig", warn_bootconfig);
433
434 #endif
435
436 /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
437 static void __init repair_env_string(char *param, char *val)
438 {
439         if (val) {
440                 /* param=val or param="val"? */
441                 if (val == param+strlen(param)+1)
442                         val[-1] = '=';
443                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
444                         val[-2] = '=';
445                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
446                 } else
447                         BUG();
448         }
449 }
450
451 /* Anything after -- gets handed straight to init. */
452 static int __init set_init_arg(char *param, char *val,
453                                const char *unused, void *arg)
454 {
455         unsigned int i;
456
457         if (panic_later)
458                 return 0;
459
460         repair_env_string(param, val);
461
462         for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
463                 if (i == MAX_INIT_ARGS) {
464                         panic_later = "init";
465                         panic_param = param;
466                         return 0;
467                 }
468         }
469         argv_init[i] = param;
470         return 0;
471 }
472
473 /*
474  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
475  * unused parameters (modprobe will find them in /proc/cmdline).
476  */
477 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val,
478                                      const char *unused, void *arg)
479 {
480         size_t len = strlen(param);
481
482         repair_env_string(param, val);
483
484         /* Handle obsolete-style parameters */
485         if (obsolete_checksetup(param))
486                 return 0;
487
488         /* Unused module parameter. */
489         if (strnchr(param, len, '.'))
490                 return 0;
491
492         if (panic_later)
493                 return 0;
494
495         if (val) {
496                 /* Environment option */
497                 unsigned int i;
498                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
499                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
500                                 panic_later = "env";
501                                 panic_param = param;
502                         }
503                         if (!strncmp(param, envp_init[i], len+1))
504                                 break;
505                 }
506                 envp_init[i] = param;
507         } else {
508                 /* Command line option */
509                 unsigned int i;
510                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
511                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
512                                 panic_later = "init";
513                                 panic_param = param;
514                         }
515                 }
516                 argv_init[i] = param;
517         }
518         return 0;
519 }
520
521 static int __init init_setup(char *str)
522 {
523         unsigned int i;
524
525         execute_command = str;
526         /*
527          * In case LILO is going to boot us with default command line,
528          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
529          * the shell think it should execute a script with such name.
530          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
531          */
532         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
533                 argv_init[i] = NULL;
534         return 1;
535 }
536 __setup("init=", init_setup);
537
538 static int __init rdinit_setup(char *str)
539 {
540         unsigned int i;
541
542         ramdisk_execute_command = str;
543         /* See "auto" comment in init_setup */
544         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
545                 argv_init[i] = NULL;
546         return 1;
547 }
548 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
549
550 #ifndef CONFIG_SMP
551 static const unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
552 static inline void setup_nr_cpu_ids(void) { }
553 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
554 #endif
555
556 /*
557  * We need to store the untouched command line for future reference.
558  * We also need to store the touched command line since the parameter
559  * parsing is performed in place, and we should allow a component to
560  * store reference of name/value for future reference.
561  */
562 static void __init setup_command_line(char *command_line)
563 {
564         size_t len, xlen = 0, ilen = 0;
565
566         if (extra_command_line)
567                 xlen = strlen(extra_command_line);
568         if (extra_init_args)
569                 ilen = strlen(extra_init_args) + 4; /* for " -- " */
570
571         len = xlen + strlen(boot_command_line) + 1;
572
573         saved_command_line = memblock_alloc(len + ilen, SMP_CACHE_BYTES);
574         if (!saved_command_line)
575                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len + ilen);
576
577         static_command_line = memblock_alloc(len, SMP_CACHE_BYTES);
578         if (!static_command_line)
579                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len);
580
581         if (xlen) {
582                 /*
583                  * We have to put extra_command_line before boot command
584                  * lines because there could be dashes (separator of init
585                  * command line) in the command lines.
586                  */
587                 strcpy(saved_command_line, extra_command_line);
588                 strcpy(static_command_line, extra_command_line);
589         }
590         strcpy(saved_command_line + xlen, boot_command_line);
591         strcpy(static_command_line + xlen, command_line);
592
593         if (ilen) {
594                 /*
595                  * Append supplemental init boot args to saved_command_line
596                  * so that user can check what command line options passed
597                  * to init.
598                  */
599                 len = strlen(saved_command_line);
600                 if (initargs_found) {
601                         saved_command_line[len++] = ' ';
602                 } else {
603                         strcpy(saved_command_line + len, " -- ");
604                         len += 4;
605                 }
606
607                 strcpy(saved_command_line + len, extra_init_args);
608         }
609 }
610
611 /*
612  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
613  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
614  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
615  * cpu_idle.
616  *
617  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
618  */
619
620 static __initdata DECLARE_COMPLETION(kthreadd_done);
621
622 noinline void __ref rest_init(void)
623 {
624         struct task_struct *tsk;
625         int pid;
626
627         rcu_scheduler_starting();
628         /*
629          * We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however
630          * the init task will end up wanting to create kthreads, which, if
631          * we schedule it before we create kthreadd, will OOPS.
632          */
633         pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
634         /*
635          * Pin init on the boot CPU. Task migration is not properly working
636          * until sched_init_smp() has been run. It will set the allowed
637          * CPUs for init to the non isolated CPUs.
638          */
639         rcu_read_lock();
640         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
641         set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask_of(smp_processor_id()));
642         rcu_read_unlock();
643
644         numa_default_policy();
645         pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
646         rcu_read_lock();
647         kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
648         rcu_read_unlock();
649
650         /*
651          * Enable might_sleep() and smp_processor_id() checks.
652          * They cannot be enabled earlier because with CONFIG_PREEMPTION=y
653          * kernel_thread() would trigger might_sleep() splats. With
654          * CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y the init task might have scheduled
655          * already, but it's stuck on the kthreadd_done completion.
656          */
657         system_state = SYSTEM_SCHEDULING;
658
659         complete(&kthreadd_done);
660
661         /*
662          * The boot idle thread must execute schedule()
663          * at least once to get things moving:
664          */
665         schedule_preempt_disabled();
666         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
667         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
668 }
669
670 /* Check for early params. */
671 static int __init do_early_param(char *param, char *val,
672                                  const char *unused, void *arg)
673 {
674         const struct obs_kernel_param *p;
675
676         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
677                 if ((p->early && parameq(param, p->str)) ||
678                     (strcmp(param, "console") == 0 &&
679                      strcmp(p->str, "earlycon") == 0)
680                 ) {
681                         if (p->setup_func(val) != 0)
682                                 pr_warn("Malformed early option '%s'\n", param);
683                 }
684         }
685         /* We accept everything at this stage. */
686         return 0;
687 }
688
689 void __init parse_early_options(char *cmdline)
690 {
691         parse_args("early options", cmdline, NULL, 0, 0, 0, NULL,
692                    do_early_param);
693 }
694
695 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
696 void __init parse_early_param(void)
697 {
698         static int done __initdata;
699         static char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata;
700
701         if (done)
702                 return;
703
704         /* All fall through to do_early_param. */
705         strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
706         parse_early_options(tmp_cmdline);
707         done = 1;
708 }
709
710 void __init __weak arch_post_acpi_subsys_init(void) { }
711
712 void __init __weak smp_setup_processor_id(void)
713 {
714 }
715
716 # if THREAD_SIZE >= PAGE_SIZE
717 void __init __weak thread_stack_cache_init(void)
718 {
719 }
720 #endif
721
722 void __init __weak mem_encrypt_init(void) { }
723
724 void __init __weak poking_init(void) { }
725
726 void __init __weak pgtable_cache_init(void) { }
727
728 bool initcall_debug;
729 core_param(initcall_debug, initcall_debug, bool, 0644);
730
731 #ifdef TRACEPOINTS_ENABLED
732 static void __init initcall_debug_enable(void);
733 #else
734 static inline void initcall_debug_enable(void)
735 {
736 }
737 #endif
738
739 /* Report memory auto-initialization states for this boot. */
740 static void __init report_meminit(void)
741 {
742         const char *stack;
743
744         if (IS_ENABLED(CONFIG_INIT_STACK_ALL))
745                 stack = "all";
746         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL))
747                 stack = "byref_all";
748         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF))
749                 stack = "byref";
750         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_USER))
751                 stack = "__user";
752         else
753                 stack = "off";
754
755         pr_info("mem auto-init: stack:%s, heap alloc:%s, heap free:%s\n",
756                 stack, want_init_on_alloc(GFP_KERNEL) ? "on" : "off",
757                 want_init_on_free() ? "on" : "off");
758         if (want_init_on_free())
759                 pr_info("mem auto-init: clearing system memory may take some time...\n");
760 }
761
762 /*
763  * Set up kernel memory allocators
764  */
765 static void __init mm_init(void)
766 {
767         /*
768          * page_ext requires contiguous pages,
769          * bigger than MAX_ORDER unless SPARSEMEM.
770          */
771         page_ext_init_flatmem();
772         init_debug_pagealloc();
773         report_meminit();
774         mem_init();
775         kmem_cache_init();
776         kmemleak_init();
777         pgtable_init();
778         debug_objects_mem_init();
779         vmalloc_init();
780         ioremap_huge_init();
781         /* Should be run before the first non-init thread is created */
782         init_espfix_bsp();
783         /* Should be run after espfix64 is set up. */
784         pti_init();
785 }
786
787 void __init __weak arch_call_rest_init(void)
788 {
789         rest_init();
790 }
791
792 asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
793 {
794         char *command_line;
795         char *after_dashes;
796
797         set_task_stack_end_magic(&init_task);
798         smp_setup_processor_id();
799         debug_objects_early_init();
800
801         cgroup_init_early();
802
803         local_irq_disable();
804         early_boot_irqs_disabled = true;
805
806         /*
807          * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
808          * enable them.
809          */
810         boot_cpu_init();
811         page_address_init();
812         pr_notice("%s", linux_banner);
813         early_security_init();
814         setup_arch(&command_line);
815         setup_boot_config(command_line);
816         setup_command_line(command_line);
817         setup_nr_cpu_ids();
818         setup_per_cpu_areas();
819         smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
820         boot_cpu_hotplug_init();
821
822         build_all_zonelists(NULL);
823         page_alloc_init();
824
825         pr_notice("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
826         /* parameters may set static keys */
827         jump_label_init();
828         parse_early_param();
829         after_dashes = parse_args("Booting kernel",
830                                   static_command_line, __start___param,
831                                   __stop___param - __start___param,
832                                   -1, -1, NULL, &unknown_bootoption);
833         if (!IS_ERR_OR_NULL(after_dashes))
834                 parse_args("Setting init args", after_dashes, NULL, 0, -1, -1,
835                            NULL, set_init_arg);
836         if (extra_init_args)
837                 parse_args("Setting extra init args", extra_init_args,
838                            NULL, 0, -1, -1, NULL, set_init_arg);
839
840         /*
841          * These use large bootmem allocations and must precede
842          * kmem_cache_init()
843          */
844         setup_log_buf(0);
845         vfs_caches_init_early();
846         sort_main_extable();
847         trap_init();
848         mm_init();
849
850         ftrace_init();
851
852         /* trace_printk can be enabled here */
853         early_trace_init();
854
855         /*
856          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
857          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
858          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
859          */
860         sched_init();
861         /*
862          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
863          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
864          */
865         preempt_disable();
866         if (WARN(!irqs_disabled(),
867                  "Interrupts were enabled *very* early, fixing it\n"))
868                 local_irq_disable();
869         radix_tree_init();
870
871         /*
872          * Set up housekeeping before setting up workqueues to allow the unbound
873          * workqueue to take non-housekeeping into account.
874          */
875         housekeeping_init();
876
877         /*
878          * Allow workqueue creation and work item queueing/cancelling
879          * early.  Work item execution depends on kthreads and starts after
880          * workqueue_init().
881          */
882         workqueue_init_early();
883
884         rcu_init();
885
886         /* Trace events are available after this */
887         trace_init();
888
889         if (initcall_debug)
890                 initcall_debug_enable();
891
892         context_tracking_init();
893         /* init some links before init_ISA_irqs() */
894         early_irq_init();
895         init_IRQ();
896         tick_init();
897         rcu_init_nohz();
898         init_timers();
899         hrtimers_init();
900         softirq_init();
901         timekeeping_init();
902
903         /*
904          * For best initial stack canary entropy, prepare it after:
905          * - setup_arch() for any UEFI RNG entropy and boot cmdline access
906          * - timekeeping_init() for ktime entropy used in rand_initialize()
907          * - rand_initialize() to get any arch-specific entropy like RDRAND
908          * - add_latent_entropy() to get any latent entropy
909          * - adding command line entropy
910          */
911         rand_initialize();
912         add_latent_entropy();
913         add_device_randomness(command_line, strlen(command_line));
914         boot_init_stack_canary();
915
916         time_init();
917         perf_event_init();
918         profile_init();
919         call_function_init();
920         WARN(!irqs_disabled(), "Interrupts were enabled early\n");
921
922         early_boot_irqs_disabled = false;
923         local_irq_enable();
924
925         kmem_cache_init_late();
926
927         /*
928          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
929          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
930          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
931          */
932         console_init();
933         if (panic_later)
934                 panic("Too many boot %s vars at `%s'", panic_later,
935                       panic_param);
936
937         lockdep_init();
938
939         /*
940          * Need to run this when irqs are enabled, because it wants
941          * to self-test [hard/soft]-irqs on/off lock inversion bugs
942          * too:
943          */
944         locking_selftest();
945
946         /*
947          * This needs to be called before any devices perform DMA
948          * operations that might use the SWIOTLB bounce buffers. It will
949          * mark the bounce buffers as decrypted so that their usage will
950          * not cause "plain-text" data to be decrypted when accessed.
951          */
952         mem_encrypt_init();
953
954 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
955         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
956             page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
957                 pr_crit("initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - disabling it.\n",
958                     page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)),
959                     min_low_pfn);
960                 initrd_start = 0;
961         }
962 #endif
963         setup_per_cpu_pageset();
964         numa_policy_init();
965         acpi_early_init();
966         if (late_time_init)
967                 late_time_init();
968         sched_clock_init();
969         calibrate_delay();
970         pid_idr_init();
971         anon_vma_init();
972 #ifdef CONFIG_X86
973         if (efi_enabled(EFI_RUNTIME_SERVICES))
974                 efi_enter_virtual_mode();
975 #endif
976         thread_stack_cache_init();
977         cred_init();
978         fork_init();
979         proc_caches_init();
980         uts_ns_init();
981         buffer_init();
982         key_init();
983         security_init();
984         dbg_late_init();
985         vfs_caches_init();
986         pagecache_init();
987         signals_init();
988         seq_file_init();
989         proc_root_init();
990         nsfs_init();
991         cpuset_init();
992         cgroup_init();
993         taskstats_init_early();
994         delayacct_init();
995
996         poking_init();
997         check_bugs();
998
999         acpi_subsystem_init();
1000         arch_post_acpi_subsys_init();
1001         sfi_init_late();
1002         kcsan_init();
1003
1004         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
1005         arch_call_rest_init();
1006 }
1007
1008 /* Call all constructor functions linked into the kernel. */
1009 static void __init do_ctors(void)
1010 {
1011 #ifdef CONFIG_CONSTRUCTORS
1012         ctor_fn_t *fn = (ctor_fn_t *) __ctors_start;
1013
1014         for (; fn < (ctor_fn_t *) __ctors_end; fn++)
1015                 (*fn)();
1016 #endif
1017 }
1018
1019 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
1020 struct blacklist_entry {
1021         struct list_head next;
1022         char *buf;
1023 };
1024
1025 static __initdata_or_module LIST_HEAD(blacklisted_initcalls);
1026
1027 static int __init initcall_blacklist(char *str)
1028 {
1029         char *str_entry;
1030         struct blacklist_entry *entry;
1031
1032         /* str argument is a comma-separated list of functions */
1033         do {
1034                 str_entry = strsep(&str, ",");
1035                 if (str_entry) {
1036                         pr_debug("blacklisting initcall %s\n", str_entry);
1037                         entry = memblock_alloc(sizeof(*entry),
1038                                                SMP_CACHE_BYTES);
1039                         if (!entry)
1040                                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n",
1041                                       __func__, sizeof(*entry));
1042                         entry->buf = memblock_alloc(strlen(str_entry) + 1,
1043                                                     SMP_CACHE_BYTES);
1044                         if (!entry->buf)
1045                                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n",
1046                                       __func__, strlen(str_entry) + 1);
1047                         strcpy(entry->buf, str_entry);
1048                         list_add(&entry->next, &blacklisted_initcalls);
1049                 }
1050         } while (str_entry);
1051
1052         return 0;
1053 }
1054
1055 static bool __init_or_module initcall_blacklisted(initcall_t fn)
1056 {
1057         struct blacklist_entry *entry;
1058         char fn_name[KSYM_SYMBOL_LEN];
1059         unsigned long addr;
1060
1061         if (list_empty(&blacklisted_initcalls))
1062                 return false;
1063
1064         addr = (unsigned long) dereference_function_descriptor(fn);
1065         sprint_symbol_no_offset(fn_name, addr);
1066
1067         /*
1068          * fn will be "function_name [module_name]" where [module_name] is not
1069          * displayed for built-in init functions.  Strip off the [module_name].
1070          */
1071         strreplace(fn_name, ' ', '\0');
1072
1073         list_for_each_entry(entry, &blacklisted_initcalls, next) {
1074                 if (!strcmp(fn_name, entry->buf)) {
1075                         pr_debug("initcall %s blacklisted\n", fn_name);
1076                         return true;
1077                 }
1078         }
1079
1080         return false;
1081 }
1082 #else
1083 static int __init initcall_blacklist(char *str)
1084 {
1085         pr_warn("initcall_blacklist requires CONFIG_KALLSYMS\n");
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 static bool __init_or_module initcall_blacklisted(initcall_t fn)
1090 {
1091         return false;
1092 }
1093 #endif
1094 __setup("initcall_blacklist=", initcall_blacklist);
1095
1096 static __init_or_module void
1097 trace_initcall_start_cb(void *data, initcall_t fn)
1098 {
1099         ktime_t *calltime = (ktime_t *)data;
1100
1101         printk(KERN_DEBUG "calling  %pS @ %i\n", fn, task_pid_nr(current));
1102         *calltime = ktime_get();
1103 }
1104
1105 static __init_or_module void
1106 trace_initcall_finish_cb(void *data, initcall_t fn, int ret)
1107 {
1108         ktime_t *calltime = (ktime_t *)data;
1109         ktime_t delta, rettime;
1110         unsigned long long duration;
1111
1112         rettime = ktime_get();
1113         delta = ktime_sub(rettime, *calltime);
1114         duration = (unsigned long long) ktime_to_ns(delta) >> 10;
1115         printk(KERN_DEBUG "initcall %pS returned %d after %lld usecs\n",
1116                  fn, ret, duration);
1117 }
1118
1119 static ktime_t initcall_calltime;
1120
1121 #ifdef TRACEPOINTS_ENABLED
1122 static void __init initcall_debug_enable(void)
1123 {
1124         int ret;
1125
1126         ret = register_trace_initcall_start(trace_initcall_start_cb,
1127                                             &initcall_calltime);
1128         ret |= register_trace_initcall_finish(trace_initcall_finish_cb,
1129                                               &initcall_calltime);
1130         WARN(ret, "Failed to register initcall tracepoints\n");
1131 }
1132 # define do_trace_initcall_start        trace_initcall_start
1133 # define do_trace_initcall_finish       trace_initcall_finish
1134 #else
1135 static inline void do_trace_initcall_start(initcall_t fn)
1136 {
1137         if (!initcall_debug)
1138                 return;
1139         trace_initcall_start_cb(&initcall_calltime, fn);
1140 }
1141 static inline void do_trace_initcall_finish(initcall_t fn, int ret)
1142 {
1143         if (!initcall_debug)
1144                 return;
1145         trace_initcall_finish_cb(&initcall_calltime, fn, ret);
1146 }
1147 #endif /* !TRACEPOINTS_ENABLED */
1148
1149 int __init_or_module do_one_initcall(initcall_t fn)
1150 {
1151         int count = preempt_count();
1152         char msgbuf[64];
1153         int ret;
1154
1155         if (initcall_blacklisted(fn))
1156                 return -EPERM;
1157
1158         do_trace_initcall_start(fn);
1159         ret = fn();
1160         do_trace_initcall_finish(fn, ret);
1161
1162         msgbuf[0] = 0;
1163
1164         if (preempt_count() != count) {
1165                 sprintf(msgbuf, "preemption imbalance ");
1166                 preempt_count_set(count);
1167         }
1168         if (irqs_disabled()) {
1169                 strlcat(msgbuf, "disabled interrupts ", sizeof(msgbuf));
1170                 local_irq_enable();
1171         }
1172         WARN(msgbuf[0], "initcall %pS returned with %s\n", fn, msgbuf);
1173
1174         add_latent_entropy();
1175         return ret;
1176 }
1177
1178
1179 extern initcall_entry_t __initcall_start[];
1180 extern initcall_entry_t __initcall0_start[];
1181 extern initcall_entry_t __initcall1_start[];
1182 extern initcall_entry_t __initcall2_start[];
1183 extern initcall_entry_t __initcall3_start[];
1184 extern initcall_entry_t __initcall4_start[];
1185 extern initcall_entry_t __initcall5_start[];
1186 extern initcall_entry_t __initcall6_start[];
1187 extern initcall_entry_t __initcall7_start[];
1188 extern initcall_entry_t __initcall_end[];
1189
1190 static initcall_entry_t *initcall_levels[] __initdata = {
1191         __initcall0_start,
1192         __initcall1_start,
1193         __initcall2_start,
1194         __initcall3_start,
1195         __initcall4_start,
1196         __initcall5_start,
1197         __initcall6_start,
1198         __initcall7_start,
1199         __initcall_end,
1200 };
1201
1202 /* Keep these in sync with initcalls in include/linux/init.h */
1203 static const char *initcall_level_names[] __initdata = {
1204         "pure",
1205         "core",
1206         "postcore",
1207         "arch",
1208         "subsys",
1209         "fs",
1210         "device",
1211         "late",
1212 };
1213
1214 static int __init ignore_unknown_bootoption(char *param, char *val,
1215                                const char *unused, void *arg)
1216 {
1217         return 0;
1218 }
1219
1220 static void __init do_initcall_level(int level, char *command_line)
1221 {
1222         initcall_entry_t *fn;
1223
1224         parse_args(initcall_level_names[level],
1225                    command_line, __start___param,
1226                    __stop___param - __start___param,
1227                    level, level,
1228                    NULL, ignore_unknown_bootoption);
1229
1230         trace_initcall_level(initcall_level_names[level]);
1231         for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++)
1232                 do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
1233 }
1234
1235 static void __init do_initcalls(void)
1236 {
1237         int level;
1238         size_t len = strlen(saved_command_line) + 1;
1239         char *command_line;
1240
1241         command_line = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
1242         if (!command_line)
1243                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len);
1244
1245         for (level = 0; level < ARRAY_SIZE(initcall_levels) - 1; level++) {
1246                 /* Parser modifies command_line, restore it each time */
1247                 strcpy(command_line, saved_command_line);
1248                 do_initcall_level(level, command_line);
1249         }
1250
1251         kfree(command_line);
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
1256  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
1257  * running, and memory and process management works.
1258  *
1259  * Now we can finally start doing some real work..
1260  */
1261 static void __init do_basic_setup(void)
1262 {
1263         cpuset_init_smp();
1264         driver_init();
1265         init_irq_proc();
1266         do_ctors();
1267         usermodehelper_enable();
1268         do_initcalls();
1269 }
1270
1271 static void __init do_pre_smp_initcalls(void)
1272 {
1273         initcall_entry_t *fn;
1274
1275         trace_initcall_level("early");
1276         for (fn = __initcall_start; fn < __initcall0_start; fn++)
1277                 do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
1278 }
1279
1280 static int run_init_process(const char *init_filename)
1281 {
1282         const char *const *p;
1283
1284         argv_init[0] = init_filename;
1285         pr_info("Run %s as init process\n", init_filename);
1286         pr_debug("  with arguments:\n");
1287         for (p = argv_init; *p; p++)
1288                 pr_debug("    %s\n", *p);
1289         pr_debug("  with environment:\n");
1290         for (p = envp_init; *p; p++)
1291                 pr_debug("    %s\n", *p);
1292         return do_execve(getname_kernel(init_filename),
1293                 (const char __user *const __user *)argv_init,
1294                 (const char __user *const __user *)envp_init);
1295 }
1296
1297 static int try_to_run_init_process(const char *init_filename)
1298 {
1299         int ret;
1300
1301         ret = run_init_process(init_filename);
1302
1303         if (ret && ret != -ENOENT) {
1304                 pr_err("Starting init: %s exists but couldn't execute it (error %d)\n",
1305                        init_filename, ret);
1306         }
1307
1308         return ret;
1309 }
1310
1311 static noinline void __init kernel_init_freeable(void);
1312
1313 #if defined(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX) || defined(CONFIG_STRICT_MODULE_RWX)
1314 bool rodata_enabled __ro_after_init = true;
1315 static int __init set_debug_rodata(char *str)
1316 {
1317         return strtobool(str, &rodata_enabled);
1318 }
1319 __setup("rodata=", set_debug_rodata);
1320 #endif
1321
1322 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
1323 static void mark_readonly(void)
1324 {
1325         if (rodata_enabled) {
1326                 /*
1327                  * load_module() results in W+X mappings, which are cleaned
1328                  * up with call_rcu().  Let's make sure that queued work is
1329                  * flushed so that we don't hit false positives looking for
1330                  * insecure pages which are W+X.
1331                  */
1332                 rcu_barrier();
1333                 mark_rodata_ro();
1334                 rodata_test();
1335         } else
1336                 pr_info("Kernel memory protection disabled.\n");
1337 }
1338 #elif defined(CONFIG_ARCH_HAS_STRICT_KERNEL_RWX)
1339 static inline void mark_readonly(void)
1340 {
1341         pr_warn("Kernel memory protection not selected by kernel config.\n");
1342 }
1343 #else
1344 static inline void mark_readonly(void)
1345 {
1346         pr_warn("This architecture does not have kernel memory protection.\n");
1347 }
1348 #endif
1349
1350 void __weak free_initmem(void)
1351 {
1352         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
1353 }
1354
1355 static int __ref kernel_init(void *unused)
1356 {
1357         int ret;
1358
1359         kernel_init_freeable();
1360         /* need to finish all async __init code before freeing the memory */
1361         async_synchronize_full();
1362         ftrace_free_init_mem();
1363         free_initmem();
1364         mark_readonly();
1365
1366         /*
1367          * Kernel mappings are now finalized - update the userspace page-table
1368          * to finalize PTI.
1369          */
1370         pti_finalize();
1371
1372         system_state = SYSTEM_RUNNING;
1373         numa_default_policy();
1374
1375         rcu_end_inkernel_boot();
1376
1377         if (ramdisk_execute_command) {
1378                 ret = run_init_process(ramdisk_execute_command);
1379                 if (!ret)
1380                         return 0;
1381                 pr_err("Failed to execute %s (error %d)\n",
1382                        ramdisk_execute_command, ret);
1383         }
1384
1385         /*
1386          * We try each of these until one succeeds.
1387          *
1388          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
1389          * trying to recover a really broken machine.
1390          */
1391         if (execute_command) {
1392                 ret = run_init_process(execute_command);
1393                 if (!ret)
1394                         return 0;
1395                 panic("Requested init %s failed (error %d).",
1396                       execute_command, ret);
1397         }
1398         if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") ||
1399             !try_to_run_init_process("/etc/init") ||
1400             !try_to_run_init_process("/bin/init") ||
1401             !try_to_run_init_process("/bin/sh"))
1402                 return 0;
1403
1404         panic("No working init found.  Try passing init= option to kernel. "
1405               "See Linux Documentation/admin-guide/init.rst for guidance.");
1406 }
1407
1408 void console_on_rootfs(void)
1409 {
1410         /* Open the /dev/console as stdin, this should never fail */
1411         if (ksys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
1412                 pr_err("Warning: unable to open an initial console.\n");
1413
1414         /* create stdout/stderr */
1415         (void) ksys_dup(0);
1416         (void) ksys_dup(0);
1417 }
1418
1419 static noinline void __init kernel_init_freeable(void)
1420 {
1421         /*
1422          * Wait until kthreadd is all set-up.
1423          */
1424         wait_for_completion(&kthreadd_done);
1425
1426         /* Now the scheduler is fully set up and can do blocking allocations */
1427         gfp_allowed_mask = __GFP_BITS_MASK;
1428
1429         /*
1430          * init can allocate pages on any node
1431          */
1432         set_mems_allowed(node_states[N_MEMORY]);
1433
1434         cad_pid = task_pid(current);
1435
1436         smp_prepare_cpus(setup_max_cpus);
1437
1438         workqueue_init();
1439
1440         init_mm_internals();
1441
1442         do_pre_smp_initcalls();
1443         lockup_detector_init();
1444
1445         smp_init();
1446         sched_init_smp();
1447
1448         page_alloc_init_late();
1449         /* Initialize page ext after all struct pages are initialized. */
1450         page_ext_init();
1451
1452         do_basic_setup();
1453
1454         console_on_rootfs();
1455
1456         /*
1457          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
1458          * the work
1459          */
1460
1461         if (!ramdisk_execute_command)
1462                 ramdisk_execute_command = "/init";
1463
1464         if (ksys_access((const char __user *)
1465                         ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
1466                 ramdisk_execute_command = NULL;
1467                 prepare_namespace();
1468         }
1469
1470         /*
1471          * Ok, we have completed the initial bootup, and
1472          * we're essentially up and running. Get rid of the
1473          * initmem segments and start the user-mode stuff..
1474          *
1475          * rootfs is available now, try loading the public keys
1476          * and default modules
1477          */
1478
1479         integrity_load_keys();
1480 }