x86/xen: fix booting 32-bit pv guest
[linux-2.6-microblaze.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
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         const char *val;
272         int ret;
273
274         xbc_node_for_each_key_value(root, knode, val) {
275                 ret = xbc_node_compose_key_after(root, knode,
276                                         xbc_namebuf, XBC_KEYLEN_MAX);
277                 if (ret < 0)
278                         return ret;
279
280                 vnode = xbc_node_get_child(knode);
281                 if (!vnode) {
282                         ret = snprintf(buf, rest(buf, end), "%s ", xbc_namebuf);
283                         if (ret < 0)
284                                 return ret;
285                         buf += ret;
286                         continue;
287                 }
288                 xbc_array_for_each_value(vnode, val) {
289                         ret = snprintf(buf, rest(buf, end), "%s=\"%s\" ",
290                                        xbc_namebuf, val);
291                         if (ret < 0)
292                                 return ret;
293                         buf += ret;
294                 }
295         }
296
297         return buf - (end - size);
298 }
299 #undef rest
300
301 /* Make an extra command line under given key word */
302 static char * __init xbc_make_cmdline(const char *key)
303 {
304         struct xbc_node *root;
305         char *new_cmdline;
306         int ret, len = 0;
307
308         root = xbc_find_node(key);
309         if (!root)
310                 return NULL;
311
312         /* Count required buffer size */
313         len = xbc_snprint_cmdline(NULL, 0, root);
314         if (len <= 0)
315                 return NULL;
316
317         new_cmdline = memblock_alloc(len + 1, SMP_CACHE_BYTES);
318         if (!new_cmdline) {
319                 pr_err("Failed to allocate memory for extra kernel cmdline.\n");
320                 return NULL;
321         }
322
323         ret = xbc_snprint_cmdline(new_cmdline, len + 1, root);
324         if (ret < 0 || ret > len) {
325                 pr_err("Failed to print extra kernel cmdline.\n");
326                 return NULL;
327         }
328
329         return new_cmdline;
330 }
331
332 static u32 boot_config_checksum(unsigned char *p, u32 size)
333 {
334         u32 ret = 0;
335
336         while (size--)
337                 ret += *p++;
338
339         return ret;
340 }
341
342 static int __init bootconfig_params(char *param, char *val,
343                                     const char *unused, void *arg)
344 {
345         if (strcmp(param, "bootconfig") == 0) {
346                 bootconfig_found = true;
347         } else if (strcmp(param, "--") == 0) {
348                 initargs_found = true;
349         }
350         return 0;
351 }
352
353 static void __init setup_boot_config(const char *cmdline)
354 {
355         static char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata;
356         u32 size, csum;
357         char *data, *copy;
358         u32 *hdr;
359         int ret;
360
361         strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
362         parse_args("bootconfig", tmp_cmdline, NULL, 0, 0, 0, NULL,
363                    bootconfig_params);
364
365         if (!bootconfig_found)
366                 return;
367
368         if (!initrd_end)
369                 goto not_found;
370
371         data = (char *)initrd_end - BOOTCONFIG_MAGIC_LEN;
372         if (memcmp(data, BOOTCONFIG_MAGIC, BOOTCONFIG_MAGIC_LEN))
373                 goto not_found;
374
375         hdr = (u32 *)(data - 8);
376         size = hdr[0];
377         csum = hdr[1];
378
379         if (size >= XBC_DATA_MAX) {
380                 pr_err("bootconfig size %d greater than max size %d\n",
381                         size, XBC_DATA_MAX);
382                 return;
383         }
384
385         data = ((void *)hdr) - size;
386         if ((unsigned long)data < initrd_start)
387                 goto not_found;
388
389         if (boot_config_checksum((unsigned char *)data, size) != csum) {
390                 pr_err("bootconfig checksum failed\n");
391                 return;
392         }
393
394         copy = memblock_alloc(size + 1, SMP_CACHE_BYTES);
395         if (!copy) {
396                 pr_err("Failed to allocate memory for bootconfig\n");
397                 return;
398         }
399
400         memcpy(copy, data, size);
401         copy[size] = '\0';
402
403         ret = xbc_init(copy);
404         if (ret < 0)
405                 pr_err("Failed to parse bootconfig\n");
406         else {
407                 pr_info("Load bootconfig: %d bytes %d nodes\n", size, ret);
408                 /* keys starting with "kernel." are passed via cmdline */
409                 extra_command_line = xbc_make_cmdline("kernel");
410                 /* Also, "init." keys are init arguments */
411                 extra_init_args = xbc_make_cmdline("init");
412         }
413         return;
414 not_found:
415         pr_err("'bootconfig' found on command line, but no bootconfig found\n");
416 }
417 #else
418 #define setup_boot_config(cmdline)      do { } while (0)
419
420 static int __init warn_bootconfig(char *str)
421 {
422         pr_warn("WARNING: 'bootconfig' found on the kernel command line but CONFIG_BOOTCONFIG is not set.\n");
423         return 0;
424 }
425 early_param("bootconfig", warn_bootconfig);
426
427 #endif
428
429 /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
430 static void __init repair_env_string(char *param, char *val)
431 {
432         if (val) {
433                 /* param=val or param="val"? */
434                 if (val == param+strlen(param)+1)
435                         val[-1] = '=';
436                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
437                         val[-2] = '=';
438                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
439                 } else
440                         BUG();
441         }
442 }
443
444 /* Anything after -- gets handed straight to init. */
445 static int __init set_init_arg(char *param, char *val,
446                                const char *unused, void *arg)
447 {
448         unsigned int i;
449
450         if (panic_later)
451                 return 0;
452
453         repair_env_string(param, val);
454
455         for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
456                 if (i == MAX_INIT_ARGS) {
457                         panic_later = "init";
458                         panic_param = param;
459                         return 0;
460                 }
461         }
462         argv_init[i] = param;
463         return 0;
464 }
465
466 /*
467  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
468  * unused parameters (modprobe will find them in /proc/cmdline).
469  */
470 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val,
471                                      const char *unused, void *arg)
472 {
473         size_t len = strlen(param);
474
475         repair_env_string(param, val);
476
477         /* Handle obsolete-style parameters */
478         if (obsolete_checksetup(param))
479                 return 0;
480
481         /* Unused module parameter. */
482         if (strnchr(param, len, '.'))
483                 return 0;
484
485         if (panic_later)
486                 return 0;
487
488         if (val) {
489                 /* Environment option */
490                 unsigned int i;
491                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
492                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
493                                 panic_later = "env";
494                                 panic_param = param;
495                         }
496                         if (!strncmp(param, envp_init[i], len+1))
497                                 break;
498                 }
499                 envp_init[i] = param;
500         } else {
501                 /* Command line option */
502                 unsigned int i;
503                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
504                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
505                                 panic_later = "init";
506                                 panic_param = param;
507                         }
508                 }
509                 argv_init[i] = param;
510         }
511         return 0;
512 }
513
514 static int __init init_setup(char *str)
515 {
516         unsigned int i;
517
518         execute_command = str;
519         /*
520          * In case LILO is going to boot us with default command line,
521          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
522          * the shell think it should execute a script with such name.
523          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
524          */
525         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
526                 argv_init[i] = NULL;
527         return 1;
528 }
529 __setup("init=", init_setup);
530
531 static int __init rdinit_setup(char *str)
532 {
533         unsigned int i;
534
535         ramdisk_execute_command = str;
536         /* See "auto" comment in init_setup */
537         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
538                 argv_init[i] = NULL;
539         return 1;
540 }
541 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
542
543 #ifndef CONFIG_SMP
544 static const unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
545 static inline void setup_nr_cpu_ids(void) { }
546 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
547 #endif
548
549 /*
550  * We need to store the untouched command line for future reference.
551  * We also need to store the touched command line since the parameter
552  * parsing is performed in place, and we should allow a component to
553  * store reference of name/value for future reference.
554  */
555 static void __init setup_command_line(char *command_line)
556 {
557         size_t len, xlen = 0, ilen = 0;
558
559         if (extra_command_line)
560                 xlen = strlen(extra_command_line);
561         if (extra_init_args)
562                 ilen = strlen(extra_init_args) + 4; /* for " -- " */
563
564         len = xlen + strlen(boot_command_line) + 1;
565
566         saved_command_line = memblock_alloc(len + ilen, SMP_CACHE_BYTES);
567         if (!saved_command_line)
568                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len + ilen);
569
570         static_command_line = memblock_alloc(len, SMP_CACHE_BYTES);
571         if (!static_command_line)
572                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len);
573
574         if (xlen) {
575                 /*
576                  * We have to put extra_command_line before boot command
577                  * lines because there could be dashes (separator of init
578                  * command line) in the command lines.
579                  */
580                 strcpy(saved_command_line, extra_command_line);
581                 strcpy(static_command_line, extra_command_line);
582         }
583         strcpy(saved_command_line + xlen, boot_command_line);
584         strcpy(static_command_line + xlen, command_line);
585
586         if (ilen) {
587                 /*
588                  * Append supplemental init boot args to saved_command_line
589                  * so that user can check what command line options passed
590                  * to init.
591                  */
592                 len = strlen(saved_command_line);
593                 if (initargs_found) {
594                         saved_command_line[len++] = ' ';
595                 } else {
596                         strcpy(saved_command_line + len, " -- ");
597                         len += 4;
598                 }
599
600                 strcpy(saved_command_line + len, extra_init_args);
601         }
602 }
603
604 /*
605  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
606  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
607  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
608  * cpu_idle.
609  *
610  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
611  */
612
613 static __initdata DECLARE_COMPLETION(kthreadd_done);
614
615 noinline void __ref rest_init(void)
616 {
617         struct task_struct *tsk;
618         int pid;
619
620         rcu_scheduler_starting();
621         /*
622          * We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however
623          * the init task will end up wanting to create kthreads, which, if
624          * we schedule it before we create kthreadd, will OOPS.
625          */
626         pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
627         /*
628          * Pin init on the boot CPU. Task migration is not properly working
629          * until sched_init_smp() has been run. It will set the allowed
630          * CPUs for init to the non isolated CPUs.
631          */
632         rcu_read_lock();
633         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
634         set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask_of(smp_processor_id()));
635         rcu_read_unlock();
636
637         numa_default_policy();
638         pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
639         rcu_read_lock();
640         kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
641         rcu_read_unlock();
642
643         /*
644          * Enable might_sleep() and smp_processor_id() checks.
645          * They cannot be enabled earlier because with CONFIG_PREEMPTION=y
646          * kernel_thread() would trigger might_sleep() splats. With
647          * CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y the init task might have scheduled
648          * already, but it's stuck on the kthreadd_done completion.
649          */
650         system_state = SYSTEM_SCHEDULING;
651
652         complete(&kthreadd_done);
653
654         /*
655          * The boot idle thread must execute schedule()
656          * at least once to get things moving:
657          */
658         schedule_preempt_disabled();
659         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
660         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
661 }
662
663 /* Check for early params. */
664 static int __init do_early_param(char *param, char *val,
665                                  const char *unused, void *arg)
666 {
667         const struct obs_kernel_param *p;
668
669         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
670                 if ((p->early && parameq(param, p->str)) ||
671                     (strcmp(param, "console") == 0 &&
672                      strcmp(p->str, "earlycon") == 0)
673                 ) {
674                         if (p->setup_func(val) != 0)
675                                 pr_warn("Malformed early option '%s'\n", param);
676                 }
677         }
678         /* We accept everything at this stage. */
679         return 0;
680 }
681
682 void __init parse_early_options(char *cmdline)
683 {
684         parse_args("early options", cmdline, NULL, 0, 0, 0, NULL,
685                    do_early_param);
686 }
687
688 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
689 void __init parse_early_param(void)
690 {
691         static int done __initdata;
692         static char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata;
693
694         if (done)
695                 return;
696
697         /* All fall through to do_early_param. */
698         strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
699         parse_early_options(tmp_cmdline);
700         done = 1;
701 }
702
703 void __init __weak arch_post_acpi_subsys_init(void) { }
704
705 void __init __weak smp_setup_processor_id(void)
706 {
707 }
708
709 # if THREAD_SIZE >= PAGE_SIZE
710 void __init __weak thread_stack_cache_init(void)
711 {
712 }
713 #endif
714
715 void __init __weak mem_encrypt_init(void) { }
716
717 void __init __weak poking_init(void) { }
718
719 void __init __weak pgtable_cache_init(void) { }
720
721 bool initcall_debug;
722 core_param(initcall_debug, initcall_debug, bool, 0644);
723
724 #ifdef TRACEPOINTS_ENABLED
725 static void __init initcall_debug_enable(void);
726 #else
727 static inline void initcall_debug_enable(void)
728 {
729 }
730 #endif
731
732 /* Report memory auto-initialization states for this boot. */
733 static void __init report_meminit(void)
734 {
735         const char *stack;
736
737         if (IS_ENABLED(CONFIG_INIT_STACK_ALL))
738                 stack = "all";
739         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL))
740                 stack = "byref_all";
741         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF))
742                 stack = "byref";
743         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_USER))
744                 stack = "__user";
745         else
746                 stack = "off";
747
748         pr_info("mem auto-init: stack:%s, heap alloc:%s, heap free:%s\n",
749                 stack, want_init_on_alloc(GFP_KERNEL) ? "on" : "off",
750                 want_init_on_free() ? "on" : "off");
751         if (want_init_on_free())
752                 pr_info("mem auto-init: clearing system memory may take some time...\n");
753 }
754
755 /*
756  * Set up kernel memory allocators
757  */
758 static void __init mm_init(void)
759 {
760         /*
761          * page_ext requires contiguous pages,
762          * bigger than MAX_ORDER unless SPARSEMEM.
763          */
764         page_ext_init_flatmem();
765         init_debug_pagealloc();
766         report_meminit();
767         mem_init();
768         kmem_cache_init();
769         kmemleak_init();
770         pgtable_init();
771         debug_objects_mem_init();
772         vmalloc_init();
773         ioremap_huge_init();
774         /* Should be run before the first non-init thread is created */
775         init_espfix_bsp();
776         /* Should be run after espfix64 is set up. */
777         pti_init();
778 }
779
780 void __init __weak arch_call_rest_init(void)
781 {
782         rest_init();
783 }
784
785 asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
786 {
787         char *command_line;
788         char *after_dashes;
789
790         set_task_stack_end_magic(&init_task);
791         smp_setup_processor_id();
792         debug_objects_early_init();
793
794         cgroup_init_early();
795
796         local_irq_disable();
797         early_boot_irqs_disabled = true;
798
799         /*
800          * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
801          * enable them.
802          */
803         boot_cpu_init();
804         page_address_init();
805         pr_notice("%s", linux_banner);
806         early_security_init();
807         setup_arch(&command_line);
808         setup_boot_config(command_line);
809         setup_command_line(command_line);
810         setup_nr_cpu_ids();
811         setup_per_cpu_areas();
812         smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
813         boot_cpu_hotplug_init();
814
815         build_all_zonelists(NULL);
816         page_alloc_init();
817
818         pr_notice("Kernel command line: %s\n", saved_command_line);
819         /* parameters may set static keys */
820         jump_label_init();
821         parse_early_param();
822         after_dashes = parse_args("Booting kernel",
823                                   static_command_line, __start___param,
824                                   __stop___param - __start___param,
825                                   -1, -1, NULL, &unknown_bootoption);
826         if (!IS_ERR_OR_NULL(after_dashes))
827                 parse_args("Setting init args", after_dashes, NULL, 0, -1, -1,
828                            NULL, set_init_arg);
829         if (extra_init_args)
830                 parse_args("Setting extra init args", extra_init_args,
831                            NULL, 0, -1, -1, NULL, set_init_arg);
832
833         /*
834          * These use large bootmem allocations and must precede
835          * kmem_cache_init()
836          */
837         setup_log_buf(0);
838         vfs_caches_init_early();
839         sort_main_extable();
840         trap_init();
841         mm_init();
842
843         ftrace_init();
844
845         /* trace_printk can be enabled here */
846         early_trace_init();
847
848         /*
849          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
850          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
851          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
852          */
853         sched_init();
854         /*
855          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
856          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
857          */
858         preempt_disable();
859         if (WARN(!irqs_disabled(),
860                  "Interrupts were enabled *very* early, fixing it\n"))
861                 local_irq_disable();
862         radix_tree_init();
863
864         /*
865          * Set up housekeeping before setting up workqueues to allow the unbound
866          * workqueue to take non-housekeeping into account.
867          */
868         housekeeping_init();
869
870         /*
871          * Allow workqueue creation and work item queueing/cancelling
872          * early.  Work item execution depends on kthreads and starts after
873          * workqueue_init().
874          */
875         workqueue_init_early();
876
877         rcu_init();
878
879         /* Trace events are available after this */
880         trace_init();
881
882         if (initcall_debug)
883                 initcall_debug_enable();
884
885         context_tracking_init();
886         /* init some links before init_ISA_irqs() */
887         early_irq_init();
888         init_IRQ();
889         tick_init();
890         rcu_init_nohz();
891         init_timers();
892         hrtimers_init();
893         softirq_init();
894         timekeeping_init();
895
896         /*
897          * For best initial stack canary entropy, prepare it after:
898          * - setup_arch() for any UEFI RNG entropy and boot cmdline access
899          * - timekeeping_init() for ktime entropy used in rand_initialize()
900          * - rand_initialize() to get any arch-specific entropy like RDRAND
901          * - add_latent_entropy() to get any latent entropy
902          * - adding command line entropy
903          */
904         rand_initialize();
905         add_latent_entropy();
906         add_device_randomness(command_line, strlen(command_line));
907         boot_init_stack_canary();
908
909         time_init();
910         printk_safe_init();
911         perf_event_init();
912         profile_init();
913         call_function_init();
914         WARN(!irqs_disabled(), "Interrupts were enabled early\n");
915
916         early_boot_irqs_disabled = false;
917         local_irq_enable();
918
919         kmem_cache_init_late();
920
921         /*
922          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
923          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
924          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
925          */
926         console_init();
927         if (panic_later)
928                 panic("Too many boot %s vars at `%s'", panic_later,
929                       panic_param);
930
931         lockdep_init();
932
933         /*
934          * Need to run this when irqs are enabled, because it wants
935          * to self-test [hard/soft]-irqs on/off lock inversion bugs
936          * too:
937          */
938         locking_selftest();
939
940         /*
941          * This needs to be called before any devices perform DMA
942          * operations that might use the SWIOTLB bounce buffers. It will
943          * mark the bounce buffers as decrypted so that their usage will
944          * not cause "plain-text" data to be decrypted when accessed.
945          */
946         mem_encrypt_init();
947
948 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
949         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
950             page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
951                 pr_crit("initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - disabling it.\n",
952                     page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)),
953                     min_low_pfn);
954                 initrd_start = 0;
955         }
956 #endif
957         setup_per_cpu_pageset();
958         numa_policy_init();
959         acpi_early_init();
960         if (late_time_init)
961                 late_time_init();
962         sched_clock_init();
963         calibrate_delay();
964         pid_idr_init();
965         anon_vma_init();
966 #ifdef CONFIG_X86
967         if (efi_enabled(EFI_RUNTIME_SERVICES))
968                 efi_enter_virtual_mode();
969 #endif
970         thread_stack_cache_init();
971         cred_init();
972         fork_init();
973         proc_caches_init();
974         uts_ns_init();
975         buffer_init();
976         key_init();
977         security_init();
978         dbg_late_init();
979         vfs_caches_init();
980         pagecache_init();
981         signals_init();
982         seq_file_init();
983         proc_root_init();
984         nsfs_init();
985         cpuset_init();
986         cgroup_init();
987         taskstats_init_early();
988         delayacct_init();
989
990         poking_init();
991         check_bugs();
992
993         acpi_subsystem_init();
994         arch_post_acpi_subsys_init();
995         sfi_init_late();
996
997         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
998         arch_call_rest_init();
999 }
1000
1001 /* Call all constructor functions linked into the kernel. */
1002 static void __init do_ctors(void)
1003 {
1004 #ifdef CONFIG_CONSTRUCTORS
1005         ctor_fn_t *fn = (ctor_fn_t *) __ctors_start;
1006
1007         for (; fn < (ctor_fn_t *) __ctors_end; fn++)
1008                 (*fn)();
1009 #endif
1010 }
1011
1012 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
1013 struct blacklist_entry {
1014         struct list_head next;
1015         char *buf;
1016 };
1017
1018 static __initdata_or_module LIST_HEAD(blacklisted_initcalls);
1019
1020 static int __init initcall_blacklist(char *str)
1021 {
1022         char *str_entry;
1023         struct blacklist_entry *entry;
1024
1025         /* str argument is a comma-separated list of functions */
1026         do {
1027                 str_entry = strsep(&str, ",");
1028                 if (str_entry) {
1029                         pr_debug("blacklisting initcall %s\n", str_entry);
1030                         entry = memblock_alloc(sizeof(*entry),
1031                                                SMP_CACHE_BYTES);
1032                         if (!entry)
1033                                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n",
1034                                       __func__, sizeof(*entry));
1035                         entry->buf = memblock_alloc(strlen(str_entry) + 1,
1036                                                     SMP_CACHE_BYTES);
1037                         if (!entry->buf)
1038                                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n",
1039                                       __func__, strlen(str_entry) + 1);
1040                         strcpy(entry->buf, str_entry);
1041                         list_add(&entry->next, &blacklisted_initcalls);
1042                 }
1043         } while (str_entry);
1044
1045         return 0;
1046 }
1047
1048 static bool __init_or_module initcall_blacklisted(initcall_t fn)
1049 {
1050         struct blacklist_entry *entry;
1051         char fn_name[KSYM_SYMBOL_LEN];
1052         unsigned long addr;
1053
1054         if (list_empty(&blacklisted_initcalls))
1055                 return false;
1056
1057         addr = (unsigned long) dereference_function_descriptor(fn);
1058         sprint_symbol_no_offset(fn_name, addr);
1059
1060         /*
1061          * fn will be "function_name [module_name]" where [module_name] is not
1062          * displayed for built-in init functions.  Strip off the [module_name].
1063          */
1064         strreplace(fn_name, ' ', '\0');
1065
1066         list_for_each_entry(entry, &blacklisted_initcalls, next) {
1067                 if (!strcmp(fn_name, entry->buf)) {
1068                         pr_debug("initcall %s blacklisted\n", fn_name);
1069                         return true;
1070                 }
1071         }
1072
1073         return false;
1074 }
1075 #else
1076 static int __init initcall_blacklist(char *str)
1077 {
1078         pr_warn("initcall_blacklist requires CONFIG_KALLSYMS\n");
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 static bool __init_or_module initcall_blacklisted(initcall_t fn)
1083 {
1084         return false;
1085 }
1086 #endif
1087 __setup("initcall_blacklist=", initcall_blacklist);
1088
1089 static __init_or_module void
1090 trace_initcall_start_cb(void *data, initcall_t fn)
1091 {
1092         ktime_t *calltime = (ktime_t *)data;
1093
1094         printk(KERN_DEBUG "calling  %pS @ %i\n", fn, task_pid_nr(current));
1095         *calltime = ktime_get();
1096 }
1097
1098 static __init_or_module void
1099 trace_initcall_finish_cb(void *data, initcall_t fn, int ret)
1100 {
1101         ktime_t *calltime = (ktime_t *)data;
1102         ktime_t delta, rettime;
1103         unsigned long long duration;
1104
1105         rettime = ktime_get();
1106         delta = ktime_sub(rettime, *calltime);
1107         duration = (unsigned long long) ktime_to_ns(delta) >> 10;
1108         printk(KERN_DEBUG "initcall %pS returned %d after %lld usecs\n",
1109                  fn, ret, duration);
1110 }
1111
1112 static ktime_t initcall_calltime;
1113
1114 #ifdef TRACEPOINTS_ENABLED
1115 static void __init initcall_debug_enable(void)
1116 {
1117         int ret;
1118
1119         ret = register_trace_initcall_start(trace_initcall_start_cb,
1120                                             &initcall_calltime);
1121         ret |= register_trace_initcall_finish(trace_initcall_finish_cb,
1122                                               &initcall_calltime);
1123         WARN(ret, "Failed to register initcall tracepoints\n");
1124 }
1125 # define do_trace_initcall_start        trace_initcall_start
1126 # define do_trace_initcall_finish       trace_initcall_finish
1127 #else
1128 static inline void do_trace_initcall_start(initcall_t fn)
1129 {
1130         if (!initcall_debug)
1131                 return;
1132         trace_initcall_start_cb(&initcall_calltime, fn);
1133 }
1134 static inline void do_trace_initcall_finish(initcall_t fn, int ret)
1135 {
1136         if (!initcall_debug)
1137                 return;
1138         trace_initcall_finish_cb(&initcall_calltime, fn, ret);
1139 }
1140 #endif /* !TRACEPOINTS_ENABLED */
1141
1142 int __init_or_module do_one_initcall(initcall_t fn)
1143 {
1144         int count = preempt_count();
1145         char msgbuf[64];
1146         int ret;
1147
1148         if (initcall_blacklisted(fn))
1149                 return -EPERM;
1150
1151         do_trace_initcall_start(fn);
1152         ret = fn();
1153         do_trace_initcall_finish(fn, ret);
1154
1155         msgbuf[0] = 0;
1156
1157         if (preempt_count() != count) {
1158                 sprintf(msgbuf, "preemption imbalance ");
1159                 preempt_count_set(count);
1160         }
1161         if (irqs_disabled()) {
1162                 strlcat(msgbuf, "disabled interrupts ", sizeof(msgbuf));
1163                 local_irq_enable();
1164         }
1165         WARN(msgbuf[0], "initcall %pS returned with %s\n", fn, msgbuf);
1166
1167         add_latent_entropy();
1168         return ret;
1169 }
1170
1171
1172 extern initcall_entry_t __initcall_start[];
1173 extern initcall_entry_t __initcall0_start[];
1174 extern initcall_entry_t __initcall1_start[];
1175 extern initcall_entry_t __initcall2_start[];
1176 extern initcall_entry_t __initcall3_start[];
1177 extern initcall_entry_t __initcall4_start[];
1178 extern initcall_entry_t __initcall5_start[];
1179 extern initcall_entry_t __initcall6_start[];
1180 extern initcall_entry_t __initcall7_start[];
1181 extern initcall_entry_t __initcall_end[];
1182
1183 static initcall_entry_t *initcall_levels[] __initdata = {
1184         __initcall0_start,
1185         __initcall1_start,
1186         __initcall2_start,
1187         __initcall3_start,
1188         __initcall4_start,
1189         __initcall5_start,
1190         __initcall6_start,
1191         __initcall7_start,
1192         __initcall_end,
1193 };
1194
1195 /* Keep these in sync with initcalls in include/linux/init.h */
1196 static const char *initcall_level_names[] __initdata = {
1197         "pure",
1198         "core",
1199         "postcore",
1200         "arch",
1201         "subsys",
1202         "fs",
1203         "device",
1204         "late",
1205 };
1206
1207 static int __init ignore_unknown_bootoption(char *param, char *val,
1208                                const char *unused, void *arg)
1209 {
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 static void __init do_initcall_level(int level, char *command_line)
1214 {
1215         initcall_entry_t *fn;
1216
1217         parse_args(initcall_level_names[level],
1218                    command_line, __start___param,
1219                    __stop___param - __start___param,
1220                    level, level,
1221                    NULL, ignore_unknown_bootoption);
1222
1223         trace_initcall_level(initcall_level_names[level]);
1224         for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++)
1225                 do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
1226 }
1227
1228 static void __init do_initcalls(void)
1229 {
1230         int level;
1231         size_t len = strlen(saved_command_line) + 1;
1232         char *command_line;
1233
1234         command_line = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
1235         if (!command_line)
1236                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len);
1237
1238         for (level = 0; level < ARRAY_SIZE(initcall_levels) - 1; level++) {
1239                 /* Parser modifies command_line, restore it each time */
1240                 strcpy(command_line, saved_command_line);
1241                 do_initcall_level(level, command_line);
1242         }
1243
1244         kfree(command_line);
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
1249  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
1250  * running, and memory and process management works.
1251  *
1252  * Now we can finally start doing some real work..
1253  */
1254 static void __init do_basic_setup(void)
1255 {
1256         cpuset_init_smp();
1257         driver_init();
1258         init_irq_proc();
1259         do_ctors();
1260         usermodehelper_enable();
1261         do_initcalls();
1262 }
1263
1264 static void __init do_pre_smp_initcalls(void)
1265 {
1266         initcall_entry_t *fn;
1267
1268         trace_initcall_level("early");
1269         for (fn = __initcall_start; fn < __initcall0_start; fn++)
1270                 do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
1271 }
1272
1273 static int run_init_process(const char *init_filename)
1274 {
1275         const char *const *p;
1276
1277         argv_init[0] = init_filename;
1278         pr_info("Run %s as init process\n", init_filename);
1279         pr_debug("  with arguments:\n");
1280         for (p = argv_init; *p; p++)
1281                 pr_debug("    %s\n", *p);
1282         pr_debug("  with environment:\n");
1283         for (p = envp_init; *p; p++)
1284                 pr_debug("    %s\n", *p);
1285         return do_execve(getname_kernel(init_filename),
1286                 (const char __user *const __user *)argv_init,
1287                 (const char __user *const __user *)envp_init);
1288 }
1289
1290 static int try_to_run_init_process(const char *init_filename)
1291 {
1292         int ret;
1293
1294         ret = run_init_process(init_filename);
1295
1296         if (ret && ret != -ENOENT) {
1297                 pr_err("Starting init: %s exists but couldn't execute it (error %d)\n",
1298                        init_filename, ret);
1299         }
1300
1301         return ret;
1302 }
1303
1304 static noinline void __init kernel_init_freeable(void);
1305
1306 #if defined(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX) || defined(CONFIG_STRICT_MODULE_RWX)
1307 bool rodata_enabled __ro_after_init = true;
1308 static int __init set_debug_rodata(char *str)
1309 {
1310         return strtobool(str, &rodata_enabled);
1311 }
1312 __setup("rodata=", set_debug_rodata);
1313 #endif
1314
1315 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
1316 static void mark_readonly(void)
1317 {
1318         if (rodata_enabled) {
1319                 /*
1320                  * load_module() results in W+X mappings, which are cleaned
1321                  * up with call_rcu().  Let's make sure that queued work is
1322                  * flushed so that we don't hit false positives looking for
1323                  * insecure pages which are W+X.
1324                  */
1325                 rcu_barrier();
1326                 mark_rodata_ro();
1327                 rodata_test();
1328         } else
1329                 pr_info("Kernel memory protection disabled.\n");
1330 }
1331 #elif defined(CONFIG_ARCH_HAS_STRICT_KERNEL_RWX)
1332 static inline void mark_readonly(void)
1333 {
1334         pr_warn("Kernel memory protection not selected by kernel config.\n");
1335 }
1336 #else
1337 static inline void mark_readonly(void)
1338 {
1339         pr_warn("This architecture does not have kernel memory protection.\n");
1340 }
1341 #endif
1342
1343 void __weak free_initmem(void)
1344 {
1345         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
1346 }
1347
1348 static int __ref kernel_init(void *unused)
1349 {
1350         int ret;
1351
1352         kernel_init_freeable();
1353         /* need to finish all async __init code before freeing the memory */
1354         async_synchronize_full();
1355         ftrace_free_init_mem();
1356         free_initmem();
1357         mark_readonly();
1358
1359         /*
1360          * Kernel mappings are now finalized - update the userspace page-table
1361          * to finalize PTI.
1362          */
1363         pti_finalize();
1364
1365         system_state = SYSTEM_RUNNING;
1366         numa_default_policy();
1367
1368         rcu_end_inkernel_boot();
1369
1370         if (ramdisk_execute_command) {
1371                 ret = run_init_process(ramdisk_execute_command);
1372                 if (!ret)
1373                         return 0;
1374                 pr_err("Failed to execute %s (error %d)\n",
1375                        ramdisk_execute_command, ret);
1376         }
1377
1378         /*
1379          * We try each of these until one succeeds.
1380          *
1381          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
1382          * trying to recover a really broken machine.
1383          */
1384         if (execute_command) {
1385                 ret = run_init_process(execute_command);
1386                 if (!ret)
1387                         return 0;
1388                 panic("Requested init %s failed (error %d).",
1389                       execute_command, ret);
1390         }
1391         if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") ||
1392             !try_to_run_init_process("/etc/init") ||
1393             !try_to_run_init_process("/bin/init") ||
1394             !try_to_run_init_process("/bin/sh"))
1395                 return 0;
1396
1397         panic("No working init found.  Try passing init= option to kernel. "
1398               "See Linux Documentation/admin-guide/init.rst for guidance.");
1399 }
1400
1401 void console_on_rootfs(void)
1402 {
1403         /* Open the /dev/console as stdin, this should never fail */
1404         if (ksys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
1405                 pr_err("Warning: unable to open an initial console.\n");
1406
1407         /* create stdout/stderr */
1408         (void) ksys_dup(0);
1409         (void) ksys_dup(0);
1410 }
1411
1412 static noinline void __init kernel_init_freeable(void)
1413 {
1414         /*
1415          * Wait until kthreadd is all set-up.
1416          */
1417         wait_for_completion(&kthreadd_done);
1418
1419         /* Now the scheduler is fully set up and can do blocking allocations */
1420         gfp_allowed_mask = __GFP_BITS_MASK;
1421
1422         /*
1423          * init can allocate pages on any node
1424          */
1425         set_mems_allowed(node_states[N_MEMORY]);
1426
1427         cad_pid = task_pid(current);
1428
1429         smp_prepare_cpus(setup_max_cpus);
1430
1431         workqueue_init();
1432
1433         init_mm_internals();
1434
1435         do_pre_smp_initcalls();
1436         lockup_detector_init();
1437
1438         smp_init();
1439         sched_init_smp();
1440
1441         page_alloc_init_late();
1442         /* Initialize page ext after all struct pages are initialized. */
1443         page_ext_init();
1444
1445         do_basic_setup();
1446
1447         console_on_rootfs();
1448
1449         /*
1450          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
1451          * the work
1452          */
1453
1454         if (!ramdisk_execute_command)
1455                 ramdisk_execute_command = "/init";
1456
1457         if (ksys_access((const char __user *)
1458                         ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
1459                 ramdisk_execute_command = NULL;
1460                 prepare_namespace();
1461         }
1462
1463         /*
1464          * Ok, we have completed the initial bootup, and
1465          * we're essentially up and running. Get rid of the
1466          * initmem segments and start the user-mode stuff..
1467          *
1468          * rootfs is available now, try loading the public keys
1469          * and default modules
1470          */
1471
1472         integrity_load_keys();
1473 }