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