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 /* Command line for per-initcall parameter parsing */
 141 static char *initcall_command_line;
 142
 143 static char *execute_command;
 144 static char *ramdisk_execute_command;
 145
 146 /*
 147  * Used to generate warnings if static_key manipulation functions are used
 148  * before jump_label_init is called.
 149  */
 150 bool static_key_initialized __read_mostly;
 151 EXPORT_SYMBOL_GPL(static_key_initialized);
 152
 153 /*
 154  * If set, this is an indication to the drivers that reset the underlying
 155  * device before going ahead with the initialization otherwise driver might
 156  * rely on the BIOS and skip the reset operation.
 157  *
 158  * This is useful if kernel is booting in an unreliable environment.
 159  * For ex. kdump situation where previous kernel has crashed, BIOS has been
 160  * skipped and devices will be in unknown state.
 161  */
 162 unsigned int reset_devices;
 163 EXPORT_SYMBOL(reset_devices);
 164
 165 static int __init set_reset_devices(char *str)
 166 {
 167         reset_devices = 1;
 168         return 1;
 169 }
 170
 171 __setup("reset_devices", set_reset_devices);
 172
 173 static const char *argv_init[MAX_INIT_ARGS+2] = { "init", NULL, };
 174 const char *envp_init[MAX_INIT_ENVS+2] = { "HOME=/", "TERM=linux", NULL, };
 175 static const char *panic_later, *panic_param;
 176
 177 extern const struct obs_kernel_param __setup_start[], __setup_end[];
 178
 179 static bool __init obsolete_checksetup(char *line)
 180 {
 181         const struct obs_kernel_param *p;
 182         bool had_early_param = false;
 183
 184         p = __setup_start;
 185         do {
 186                 int n = strlen(p->str);
 187                 if (parameqn(line, p->str, n)) {
 188                         if (p->early) {
 189                                 /* Already done in parse_early_param?
 190                                  * (Needs exact match on param part).
 191                                  * Keep iterating, as we can have early
 192                                  * params and __setups of same names 8( */
 193                                 if (line[n] == '\0' || line[n] == '=')
 194                                         had_early_param = true;
 195                         } else if (!p->setup_func) {
 196                                 pr_warn("Parameter %s is obsolete, ignored\n",
 197                                         p->str);
 198                                 return true;
 199                         } else if (p->setup_func(line + n))
 200                                 return true;
 201                 }
 202                 p++;
 203         } while (p < __setup_end);
 204
 205         return had_early_param;
 206 }
 207
 208 /*
 209  * This should be approx 2 Bo*oMips to start (note initial shift), and will
 210  * still work even if initially too large, it will just take slightly longer
 211  */
 212 unsigned long loops_per_jiffy = (1<<12);
 213 EXPORT_SYMBOL(loops_per_jiffy);
 214
 215 static int __init debug_kernel(char *str)
 216 {
 217         console_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_DEBUG;
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 static int __init quiet_kernel(char *str)
 222 {
 223         console_loglevel = CONSOLE_LOGLEVEL_QUIET;
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 early_param("debug", debug_kernel);
 228 early_param("quiet", quiet_kernel);
 229
 230 static int __init loglevel(char *str)
 231 {
 232         int newlevel;
 233
 234         /*
 235          * Only update loglevel value when a correct setting was passed,
 236          * to prevent blind crashes (when loglevel being set to 0) that
 237          * are quite hard to debug
 238          */
 239         if (get_option(&str, &newlevel)) {
 240                 console_loglevel = newlevel;
 241                 return 0;
 242         }
 243
 244         return -EINVAL;
 245 }
 246
 247 early_param("loglevel", loglevel);
 248
 249 #ifdef CONFIG_BOOT_CONFIG
 250 u32 boot_config_checksum(unsigned char *p, u32 size)
 251 {
 252         u32 ret = 0;
 253
 254         while (size--)
 255                 ret += *p++;
 256
 257         return ret;
 258 }
 259
 260 static void __init setup_boot_config(void)
 261 {
 262         u32 size, csum;
 263         char *data, *copy;
 264         u32 *hdr;
 265
 266         if (!initrd_end)
 267                 return;
 268
 269         hdr = (u32 *)(initrd_end - 8);
 270         size = hdr[0];
 271         csum = hdr[1];
 272
 273         if (size >= XBC_DATA_MAX)
 274                 return;
 275
 276         data = ((void *)hdr) - size;
 277         if ((unsigned long)data < initrd_start)
 278                 return;
 279
 280         if (boot_config_checksum((unsigned char *)data, size) != csum)
 281                 return;
 282
 283         copy = memblock_alloc(size + 1, SMP_CACHE_BYTES);
 284         if (!copy) {
 285                 pr_err("Failed to allocate memory for boot config\n");
 286                 return;
 287         }
 288
 289         memcpy(copy, data, size);
 290         copy[size] = '\0';
 291
 292         if (xbc_init(copy) < 0)
 293                 pr_err("Failed to parse boot config\n");
 294         else
 295                 pr_info("Load boot config: %d bytes\n", size);
 296 }
 297 #else
 298 #define setup_boot_config()     do { } while (0)
 299 #endif
 300
 301 /* Change NUL term back to "=", to make "param" the whole string. */
 302 static int __init repair_env_string(char *param, char *val,
 303                                     const char *unused, void *arg)
 304 {
 305         if (val) {
 306                 /* param=val or param="val"? */
 307                 if (val == param+strlen(param)+1)
 308                         val[-1] = '=';
 309                 else if (val == param+strlen(param)+2) {
 310                         val[-2] = '=';
 311                         memmove(val-1, val, strlen(val)+1);
 312                         val--;
 313                 } else
 314                         BUG();
 315         }
 316         return 0;
 317 }
 318
 319 /* Anything after -- gets handed straight to init. */
 320 static int __init set_init_arg(char *param, char *val,
 321                                const char *unused, void *arg)
 322 {
 323         unsigned int i;
 324
 325         if (panic_later)
 326                 return 0;
 327
 328         repair_env_string(param, val, unused, NULL);
 329
 330         for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 331                 if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 332                         panic_later = "init";
 333                         panic_param = param;
 334                         return 0;
 335                 }
 336         }
 337         argv_init[i] = param;
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 /*
 342  * Unknown boot options get handed to init, unless they look like
 343  * unused parameters (modprobe will find them in /proc/cmdline).
 344  */
 345 static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val,
 346                                      const char *unused, void *arg)
 347 {
 348         repair_env_string(param, val, unused, NULL);
 349
 350         /* Handle obsolete-style parameters */
 351         if (obsolete_checksetup(param))
 352                 return 0;
 353
 354         /* Unused module parameter. */
 355         if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val))
 356                 return 0;
 357
 358         if (panic_later)
 359                 return 0;
 360
 361         if (val) {
 362                 /* Environment option */
 363                 unsigned int i;
 364                 for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
 365                         if (i == MAX_INIT_ENVS) {
 366                                 panic_later = "env";
 367                                 panic_param = param;
 368                         }
 369                         if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
 370                                 break;
 371                 }
 372                 envp_init[i] = param;
 373         } else {
 374                 /* Command line option */
 375                 unsigned int i;
 376                 for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
 377                         if (i == MAX_INIT_ARGS) {
 378                                 panic_later = "init";
 379                                 panic_param = param;
 380                         }
 381                 }
 382                 argv_init[i] = param;
 383         }
 384         return 0;
 385 }
 386
 387 static int __init init_setup(char *str)
 388 {
 389         unsigned int i;
 390
 391         execute_command = str;
 392         /*
 393          * In case LILO is going to boot us with default command line,
 394          * it prepends "auto" before the whole cmdline which makes
 395          * the shell think it should execute a script with such name.
 396          * So we ignore all arguments entered _before_ init=... [MJ]
 397          */
 398         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 399                 argv_init[i] = NULL;
 400         return 1;
 401 }
 402 __setup("init=", init_setup);
 403
 404 static int __init rdinit_setup(char *str)
 405 {
 406         unsigned int i;
 407
 408         ramdisk_execute_command = str;
 409         /* See "auto" comment in init_setup */
 410         for (i = 1; i < MAX_INIT_ARGS; i++)
 411                 argv_init[i] = NULL;
 412         return 1;
 413 }
 414 __setup("rdinit=", rdinit_setup);
 415
 416 #ifndef CONFIG_SMP
 417 static const unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
 418 static inline void setup_nr_cpu_ids(void) { }
 419 static inline void smp_prepare_cpus(unsigned int maxcpus) { }
 420 #endif
 421
 422 /*
 423  * We need to store the untouched command line for future reference.
 424  * We also need to store the touched command line since the parameter
 425  * parsing is performed in place, and we should allow a component to
 426  * store reference of name/value for future reference.
 427  */
 428 static void __init setup_command_line(char *command_line)
 429 {
 430         size_t len = strlen(boot_command_line) + 1;
 431
 432         saved_command_line = memblock_alloc(len, SMP_CACHE_BYTES);
 433         if (!saved_command_line)
 434                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len);
 435
 436         initcall_command_line = memblock_alloc(len, SMP_CACHE_BYTES);
 437         if (!initcall_command_line)
 438                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len);
 439
 440         static_command_line = memblock_alloc(len, SMP_CACHE_BYTES);
 441         if (!static_command_line)
 442                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, len);
 443
 444         strcpy(saved_command_line, boot_command_line);
 445         strcpy(static_command_line, command_line);
 446 }
 447
 448 /*
 449  * We need to finalize in a non-__init function or else race conditions
 450  * between the root thread and the init thread may cause start_kernel to
 451  * be reaped by free_initmem before the root thread has proceeded to
 452  * cpu_idle.
 453  *
 454  * gcc-3.4 accidentally inlines this function, so use noinline.
 455  */
 456
 457 static __initdata DECLARE_COMPLETION(kthreadd_done);
 458
 459 noinline void __ref rest_init(void)
 460 {
 461         struct task_struct *tsk;
 462         int pid;
 463
 464         rcu_scheduler_starting();
 465         /*
 466          * We need to spawn init first so that it obtains pid 1, however
 467          * the init task will end up wanting to create kthreads, which, if
 468          * we schedule it before we create kthreadd, will OOPS.
 469          */
 470         pid = kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);
 471         /*
 472          * Pin init on the boot CPU. Task migration is not properly working
 473          * until sched_init_smp() has been run. It will set the allowed
 474          * CPUs for init to the non isolated CPUs.
 475          */
 476         rcu_read_lock();
 477         tsk = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
 478         set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpumask_of(smp_processor_id()));
 479         rcu_read_unlock();
 480
 481         numa_default_policy();
 482         pid = kernel_thread(kthreadd, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES);
 483         rcu_read_lock();
 484         kthreadd_task = find_task_by_pid_ns(pid, &init_pid_ns);
 485         rcu_read_unlock();
 486
 487         /*
 488          * Enable might_sleep() and smp_processor_id() checks.
 489          * They cannot be enabled earlier because with CONFIG_PREEMPTION=y
 490          * kernel_thread() would trigger might_sleep() splats. With
 491          * CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y the init task might have scheduled
 492          * already, but it's stuck on the kthreadd_done completion.
 493          */
 494         system_state = SYSTEM_SCHEDULING;
 495
 496         complete(&kthreadd_done);
 497
 498         /*
 499          * The boot idle thread must execute schedule()
 500          * at least once to get things moving:
 501          */
 502         schedule_preempt_disabled();
 503         /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
 504         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
 505 }
 506
 507 /* Check for early params. */
 508 static int __init do_early_param(char *param, char *val,
 509                                  const char *unused, void *arg)
 510 {
 511         const struct obs_kernel_param *p;
 512
 513         for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
 514                 if ((p->early && parameq(param, p->str)) ||
 515                     (strcmp(param, "console") == 0 &&
 516                      strcmp(p->str, "earlycon") == 0)
 517                 ) {
 518                         if (p->setup_func(val) != 0)
 519                                 pr_warn("Malformed early option '%s'\n", param);
 520                 }
 521         }
 522         /* We accept everything at this stage. */
 523         return 0;
 524 }
 525
 526 void __init parse_early_options(char *cmdline)
 527 {
 528         parse_args("early options", cmdline, NULL, 0, 0, 0, NULL,
 529                    do_early_param);
 530 }
 531
 532 /* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
 533 void __init parse_early_param(void)
 534 {
 535         static int done __initdata;
 536         static char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] __initdata;
 537
 538         if (done)
 539                 return;
 540
 541         /* All fall through to do_early_param. */
 542         strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 543         parse_early_options(tmp_cmdline);
 544         done = 1;
 545 }
 546
 547 void __init __weak arch_post_acpi_subsys_init(void) { }
 548
 549 void __init __weak smp_setup_processor_id(void)
 550 {
 551 }
 552
 553 # if THREAD_SIZE >= PAGE_SIZE
 554 void __init __weak thread_stack_cache_init(void)
 555 {
 556 }
 557 #endif
 558
 559 void __init __weak mem_encrypt_init(void) { }
 560
 561 void __init __weak poking_init(void) { }
 562
 563 void __init __weak pgtable_cache_init(void) { }
 564
 565 bool initcall_debug;
 566 core_param(initcall_debug, initcall_debug, bool, 0644);
 567
 568 #ifdef TRACEPOINTS_ENABLED
 569 static void __init initcall_debug_enable(void);
 570 #else
 571 static inline void initcall_debug_enable(void)
 572 {
 573 }
 574 #endif
 575
 576 /* Report memory auto-initialization states for this boot. */
 577 static void __init report_meminit(void)
 578 {
 579         const char *stack;
 580
 581         if (IS_ENABLED(CONFIG_INIT_STACK_ALL))
 582                 stack = "all";
 583         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL))
 584                 stack = "byref_all";
 585         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF))
 586                 stack = "byref";
 587         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_USER))
 588                 stack = "__user";
 589         else
 590                 stack = "off";
 591
 592         pr_info("mem auto-init: stack:%s, heap alloc:%s, heap free:%s\n",
 593                 stack, want_init_on_alloc(GFP_KERNEL) ? "on" : "off",
 594                 want_init_on_free() ? "on" : "off");
 595         if (want_init_on_free())
 596                 pr_info("mem auto-init: clearing system memory may take some time...\n");
 597 }
 598
 599 /*
 600  * Set up kernel memory allocators
 601  */
 602 static void __init mm_init(void)
 603 {
 604         /*
 605          * page_ext requires contiguous pages,
 606          * bigger than MAX_ORDER unless SPARSEMEM.
 607          */
 608         page_ext_init_flatmem();
 609         report_meminit();
 610         mem_init();
 611         kmem_cache_init();
 612         kmemleak_init();
 613         pgtable_init();
 614         debug_objects_mem_init();
 615         vmalloc_init();
 616         ioremap_huge_init();
 617         /* Should be run before the first non-init thread is created */
 618         init_espfix_bsp();
 619         /* Should be run after espfix64 is set up. */
 620         pti_init();
 621 }
 622
 623 void __init __weak arch_call_rest_init(void)
 624 {
 625         rest_init();
 626 }
 627
 628 asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
 629 {
 630         char *command_line;
 631         char *after_dashes;
 632
 633         set_task_stack_end_magic(&init_task);
 634         smp_setup_processor_id();
 635         debug_objects_early_init();
 636
 637         cgroup_init_early();
 638
 639         local_irq_disable();
 640         early_boot_irqs_disabled = true;
 641
 642         /*
 643          * Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then
 644          * enable them.
 645          */
 646         boot_cpu_init();
 647         page_address_init();
 648         pr_notice("%s", linux_banner);
 649         early_security_init();
 650         setup_arch(&command_line);
 651         setup_boot_config();
 652         setup_command_line(command_line);
 653         setup_nr_cpu_ids();
 654         setup_per_cpu_areas();
 655         smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
 656         boot_cpu_hotplug_init();
 657
 658         build_all_zonelists(NULL);
 659         page_alloc_init();
 660
 661         pr_notice("Kernel command line: %s\n", boot_command_line);
 662         /* parameters may set static keys */
 663         jump_label_init();
 664         parse_early_param();
 665         after_dashes = parse_args("Booting kernel",
 666                                   static_command_line, __start___param,
 667                                   __stop___param - __start___param,
 668                                   -1, -1, NULL, &unknown_bootoption);
 669         if (!IS_ERR_OR_NULL(after_dashes))
 670                 parse_args("Setting init args", after_dashes, NULL, 0, -1, -1,
 671                            NULL, set_init_arg);
 672
 673         /*
 674          * These use large bootmem allocations and must precede
 675          * kmem_cache_init()
 676          */
 677         setup_log_buf(0);
 678         vfs_caches_init_early();
 679         sort_main_extable();
 680         trap_init();
 681         mm_init();
 682
 683         ftrace_init();
 684
 685         /* trace_printk can be enabled here */
 686         early_trace_init();
 687
 688         /*
 689          * Set up the scheduler prior starting any interrupts (such as the
 690          * timer interrupt). Full topology setup happens at smp_init()
 691          * time - but meanwhile we still have a functioning scheduler.
 692          */
 693         sched_init();
 694         /*
 695          * Disable preemption - early bootup scheduling is extremely
 696          * fragile until we cpu_idle() for the first time.
 697          */
 698         preempt_disable();
 699         if (WARN(!irqs_disabled(),
 700                  "Interrupts were enabled *very* early, fixing it\n"))
 701                 local_irq_disable();
 702         radix_tree_init();
 703
 704         /*
 705          * Set up housekeeping before setting up workqueues to allow the unbound
 706          * workqueue to take non-housekeeping into account.
 707          */
 708         housekeeping_init();
 709
 710         /*
 711          * Allow workqueue creation and work item queueing/cancelling
 712          * early.  Work item execution depends on kthreads and starts after
 713          * workqueue_init().
 714          */
 715         workqueue_init_early();
 716
 717         rcu_init();
 718
 719         /* Trace events are available after this */
 720         trace_init();
 721
 722         if (initcall_debug)
 723                 initcall_debug_enable();
 724
 725         context_tracking_init();
 726         /* init some links before init_ISA_irqs() */
 727         early_irq_init();
 728         init_IRQ();
 729         tick_init();
 730         rcu_init_nohz();
 731         init_timers();
 732         hrtimers_init();
 733         softirq_init();
 734         timekeeping_init();
 735
 736         /*
 737          * For best initial stack canary entropy, prepare it after:
 738          * - setup_arch() for any UEFI RNG entropy and boot cmdline access
 739          * - timekeeping_init() for ktime entropy used in rand_initialize()
 740          * - rand_initialize() to get any arch-specific entropy like RDRAND
 741          * - add_latent_entropy() to get any latent entropy
 742          * - adding command line entropy
 743          */
 744         rand_initialize();
 745         add_latent_entropy();
 746         add_device_randomness(command_line, strlen(command_line));
 747         boot_init_stack_canary();
 748
 749         time_init();
 750         printk_safe_init();
 751         perf_event_init();
 752         profile_init();
 753         call_function_init();
 754         WARN(!irqs_disabled(), "Interrupts were enabled early\n");
 755
 756         early_boot_irqs_disabled = false;
 757         local_irq_enable();
 758
 759         kmem_cache_init_late();
 760
 761         /*
 762          * HACK ALERT! This is early. We're enabling the console before
 763          * we've done PCI setups etc, and console_init() must be aware of
 764          * this. But we do want output early, in case something goes wrong.
 765          */
 766         console_init();
 767         if (panic_later)
 768                 panic("Too many boot %s vars at `%s'", panic_later,
 769                       panic_param);
 770
 771         lockdep_init();
 772
 773         /*
 774          * Need to run this when irqs are enabled, because it wants
 775          * to self-test [hard/soft]-irqs on/off lock inversion bugs
 776          * too:
 777          */
 778         locking_selftest();
 779
 780         /*
 781          * This needs to be called before any devices perform DMA
 782          * operations that might use the SWIOTLB bounce buffers. It will
 783          * mark the bounce buffers as decrypted so that their usage will
 784          * not cause "plain-text" data to be decrypted when accessed.
 785          */
 786         mem_encrypt_init();
 787
 788 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 789         if (initrd_start && !initrd_below_start_ok &&
 790             page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)) < min_low_pfn) {
 791                 pr_crit("initrd overwritten (0x%08lx < 0x%08lx) - disabling it.\n",
 792                     page_to_pfn(virt_to_page((void *)initrd_start)),
 793                     min_low_pfn);
 794                 initrd_start = 0;
 795         }
 796 #endif
 797         setup_per_cpu_pageset();
 798         numa_policy_init();
 799         acpi_early_init();
 800         if (late_time_init)
 801                 late_time_init();
 802         sched_clock_init();
 803         calibrate_delay();
 804         pid_idr_init();
 805         anon_vma_init();
 806 #ifdef CONFIG_X86
 807         if (efi_enabled(EFI_RUNTIME_SERVICES))
 808                 efi_enter_virtual_mode();
 809 #endif
 810         thread_stack_cache_init();
 811         cred_init();
 812         fork_init();
 813         proc_caches_init();
 814         uts_ns_init();
 815         buffer_init();
 816         key_init();
 817         security_init();
 818         dbg_late_init();
 819         vfs_caches_init();
 820         pagecache_init();
 821         signals_init();
 822         seq_file_init();
 823         proc_root_init();
 824         nsfs_init();
 825         cpuset_init();
 826         cgroup_init();
 827         taskstats_init_early();
 828         delayacct_init();
 829
 830         poking_init();
 831         check_bugs();
 832
 833         acpi_subsystem_init();
 834         arch_post_acpi_subsys_init();
 835         sfi_init_late();
 836
 837         /* Do the rest non-__init'ed, we're now alive */
 838         arch_call_rest_init();
 839 }
 840
 841 /* Call all constructor functions linked into the kernel. */
 842 static void __init do_ctors(void)
 843 {
 844 #ifdef CONFIG_CONSTRUCTORS
 845         ctor_fn_t *fn = (ctor_fn_t *) __ctors_start;
 846
 847         for (; fn < (ctor_fn_t *) __ctors_end; fn++)
 848                 (*fn)();
 849 #endif
 850 }
 851
 852 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
 853 struct blacklist_entry {
 854         struct list_head next;
 855         char *buf;
 856 };
 857
 858 static __initdata_or_module LIST_HEAD(blacklisted_initcalls);
 859
 860 static int __init initcall_blacklist(char *str)
 861 {
 862         char *str_entry;
 863         struct blacklist_entry *entry;
 864
 865         /* str argument is a comma-separated list of functions */
 866         do {
 867                 str_entry = strsep(&str, ",");
 868                 if (str_entry) {
 869                         pr_debug("blacklisting initcall %s\n", str_entry);
 870                         entry = memblock_alloc(sizeof(*entry),
 871                                                SMP_CACHE_BYTES);
 872                         if (!entry)
 873                                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n",
 874                                       __func__, sizeof(*entry));
 875                         entry->buf = memblock_alloc(strlen(str_entry) + 1,
 876                                                     SMP_CACHE_BYTES);
 877                         if (!entry->buf)
 878                                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n",
 879                                       __func__, strlen(str_entry) + 1);
 880                         strcpy(entry->buf, str_entry);
 881                         list_add(&entry->next, &blacklisted_initcalls);
 882                 }
 883         } while (str_entry);
 884
 885         return 0;
 886 }
 887
 888 static bool __init_or_module initcall_blacklisted(initcall_t fn)
 889 {
 890         struct blacklist_entry *entry;
 891         char fn_name[KSYM_SYMBOL_LEN];
 892         unsigned long addr;
 893
 894         if (list_empty(&blacklisted_initcalls))
 895                 return false;
 896
 897         addr = (unsigned long) dereference_function_descriptor(fn);
 898         sprint_symbol_no_offset(fn_name, addr);
 899
 900         /*
 901          * fn will be "function_name [module_name]" where [module_name] is not
 902          * displayed for built-in init functions.  Strip off the [module_name].
 903          */
 904         strreplace(fn_name, ' ', '\0');
 905
 906         list_for_each_entry(entry, &blacklisted_initcalls, next) {
 907                 if (!strcmp(fn_name, entry->buf)) {
 908                         pr_debug("initcall %s blacklisted\n", fn_name);
 909                         return true;
 910                 }
 911         }
 912
 913         return false;
 914 }
 915 #else
 916 static int __init initcall_blacklist(char *str)
 917 {
 918         pr_warn("initcall_blacklist requires CONFIG_KALLSYMS\n");
 919         return 0;
 920 }
 921
 922 static bool __init_or_module initcall_blacklisted(initcall_t fn)
 923 {
 924         return false;
 925 }
 926 #endif
 927 __setup("initcall_blacklist=", initcall_blacklist);
 928
 929 static __init_or_module void
 930 trace_initcall_start_cb(void *data, initcall_t fn)
 931 {
 932         ktime_t *calltime = (ktime_t *)data;
 933
 934         printk(KERN_DEBUG "calling  %pS @ %i\n", fn, task_pid_nr(current));
 935         *calltime = ktime_get();
 936 }
 937
 938 static __init_or_module void
 939 trace_initcall_finish_cb(void *data, initcall_t fn, int ret)
 940 {
 941         ktime_t *calltime = (ktime_t *)data;
 942         ktime_t delta, rettime;
 943         unsigned long long duration;
 944
 945         rettime = ktime_get();
 946         delta = ktime_sub(rettime, *calltime);
 947         duration = (unsigned long long) ktime_to_ns(delta) >> 10;
 948         printk(KERN_DEBUG "initcall %pS returned %d after %lld usecs\n",
 949                  fn, ret, duration);
 950 }
 951
 952 static ktime_t initcall_calltime;
 953
 954 #ifdef TRACEPOINTS_ENABLED
 955 static void __init initcall_debug_enable(void)
 956 {
 957         int ret;
 958
 959         ret = register_trace_initcall_start(trace_initcall_start_cb,
 960                                             &initcall_calltime);
 961         ret |= register_trace_initcall_finish(trace_initcall_finish_cb,
 962                                               &initcall_calltime);
 963         WARN(ret, "Failed to register initcall tracepoints\n");
 964 }
 965 # define do_trace_initcall_start        trace_initcall_start
 966 # define do_trace_initcall_finish       trace_initcall_finish
 967 #else
 968 static inline void do_trace_initcall_start(initcall_t fn)
 969 {
 970         if (!initcall_debug)
 971                 return;
 972         trace_initcall_start_cb(&initcall_calltime, fn);
 973 }
 974 static inline void do_trace_initcall_finish(initcall_t fn, int ret)
 975 {
 976         if (!initcall_debug)
 977                 return;
 978         trace_initcall_finish_cb(&initcall_calltime, fn, ret);
 979 }
 980 #endif /* !TRACEPOINTS_ENABLED */
 981
 982 int __init_or_module do_one_initcall(initcall_t fn)
 983 {
 984         int count = preempt_count();
 985         char msgbuf[64];
 986         int ret;
 987
 988         if (initcall_blacklisted(fn))
 989                 return -EPERM;
 990
 991         do_trace_initcall_start(fn);
 992         ret = fn();
 993         do_trace_initcall_finish(fn, ret);
 994
 995         msgbuf[0] = 0;
 996
 997         if (preempt_count() != count) {
 998                 sprintf(msgbuf, "preemption imbalance ");
 999                 preempt_count_set(count);
1000         }
1001         if (irqs_disabled()) {
1002                 strlcat(msgbuf, "disabled interrupts ", sizeof(msgbuf));
1003                 local_irq_enable();
1004         }
1005         WARN(msgbuf[0], "initcall %pS returned with %s\n", fn, msgbuf);
1006
1007         add_latent_entropy();
1008         return ret;
1009 }
1010
1011
1012 extern initcall_entry_t __initcall_start[];
1013 extern initcall_entry_t __initcall0_start[];
1014 extern initcall_entry_t __initcall1_start[];
1015 extern initcall_entry_t __initcall2_start[];
1016 extern initcall_entry_t __initcall3_start[];
1017 extern initcall_entry_t __initcall4_start[];
1018 extern initcall_entry_t __initcall5_start[];
1019 extern initcall_entry_t __initcall6_start[];
1020 extern initcall_entry_t __initcall7_start[];
1021 extern initcall_entry_t __initcall_end[];
1022
1023 static initcall_entry_t *initcall_levels[] __initdata = {
1024         __initcall0_start,
1025         __initcall1_start,
1026         __initcall2_start,
1027         __initcall3_start,
1028         __initcall4_start,
1029         __initcall5_start,
1030         __initcall6_start,
1031         __initcall7_start,
1032         __initcall_end,
1033 };
1034
1035 /* Keep these in sync with initcalls in include/linux/init.h */
1036 static const char *initcall_level_names[] __initdata = {
1037         "pure",
1038         "core",
1039         "postcore",
1040         "arch",
1041         "subsys",
1042         "fs",
1043         "device",
1044         "late",
1045 };
1046
1047 static void __init do_initcall_level(int level)
1048 {
1049         initcall_entry_t *fn;
1050
1051         strcpy(initcall_command_line, saved_command_line);
1052         parse_args(initcall_level_names[level],
1053                    initcall_command_line, __start___param,
1054                    __stop___param - __start___param,
1055                    level, level,
1056                    NULL, &repair_env_string);
1057
1058         trace_initcall_level(initcall_level_names[level]);
1059         for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++)
1060                 do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
1061 }
1062
1063 static void __init do_initcalls(void)
1064 {
1065         int level;
1066
1067         for (level = 0; level < ARRAY_SIZE(initcall_levels) - 1; level++)
1068                 do_initcall_level(level);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Ok, the machine is now initialized. None of the devices
1073  * have been touched yet, but the CPU subsystem is up and
1074  * running, and memory and process management works.
1075  *
1076  * Now we can finally start doing some real work..
1077  */
1078 static void __init do_basic_setup(void)
1079 {
1080         cpuset_init_smp();
1081         driver_init();
1082         init_irq_proc();
1083         do_ctors();
1084         usermodehelper_enable();
1085         do_initcalls();
1086 }
1087
1088 static void __init do_pre_smp_initcalls(void)
1089 {
1090         initcall_entry_t *fn;
1091
1092         trace_initcall_level("early");
1093         for (fn = __initcall_start; fn < __initcall0_start; fn++)
1094                 do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
1095 }
1096
1097 static int run_init_process(const char *init_filename)
1098 {
1099         argv_init[0] = init_filename;
1100         pr_info("Run %s as init process\n", init_filename);
1101         return do_execve(getname_kernel(init_filename),
1102                 (const char __user *const __user *)argv_init,
1103                 (const char __user *const __user *)envp_init);
1104 }
1105
1106 static int try_to_run_init_process(const char *init_filename)
1107 {
1108         int ret;
1109
1110         ret = run_init_process(init_filename);
1111
1112         if (ret && ret != -ENOENT) {
1113                 pr_err("Starting init: %s exists but couldn't execute it (error %d)\n",
1114                        init_filename, ret);
1115         }
1116
1117         return ret;
1118 }
1119
1120 static noinline void __init kernel_init_freeable(void);
1121
1122 #if defined(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX) || defined(CONFIG_STRICT_MODULE_RWX)
1123 bool rodata_enabled __ro_after_init = true;
1124 static int __init set_debug_rodata(char *str)
1125 {
1126         return strtobool(str, &rodata_enabled);
1127 }
1128 __setup("rodata=", set_debug_rodata);
1129 #endif
1130
1131 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
1132 static void mark_readonly(void)
1133 {
1134         if (rodata_enabled) {
1135                 /*
1136                  * load_module() results in W+X mappings, which are cleaned
1137                  * up with call_rcu().  Let's make sure that queued work is
1138                  * flushed so that we don't hit false positives looking for
1139                  * insecure pages which are W+X.
1140                  */
1141                 rcu_barrier();
1142                 mark_rodata_ro();
1143                 rodata_test();
1144         } else
1145                 pr_info("Kernel memory protection disabled.\n");
1146 }
1147 #else
1148 static inline void mark_readonly(void)
1149 {
1150         pr_warn("This architecture does not have kernel memory protection.\n");
1151 }
1152 #endif
1153
1154 void __weak free_initmem(void)
1155 {
1156         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
1157 }
1158
1159 static int __ref kernel_init(void *unused)
1160 {
1161         int ret;
1162
1163         kernel_init_freeable();
1164         /* need to finish all async __init code before freeing the memory */
1165         async_synchronize_full();
1166         ftrace_free_init_mem();
1167         free_initmem();
1168         mark_readonly();
1169
1170         /*
1171          * Kernel mappings are now finalized - update the userspace page-table
1172          * to finalize PTI.
1173          */
1174         pti_finalize();
1175
1176         system_state = SYSTEM_RUNNING;
1177         numa_default_policy();
1178
1179         rcu_end_inkernel_boot();
1180
1181         if (ramdisk_execute_command) {
1182                 ret = run_init_process(ramdisk_execute_command);
1183                 if (!ret)
1184                         return 0;
1185                 pr_err("Failed to execute %s (error %d)\n",
1186                        ramdisk_execute_command, ret);
1187         }
1188
1189         /*
1190          * We try each of these until one succeeds.
1191          *
1192          * The Bourne shell can be used instead of init if we are
1193          * trying to recover a really broken machine.
1194          */
1195         if (execute_command) {
1196                 ret = run_init_process(execute_command);
1197                 if (!ret)
1198                         return 0;
1199                 panic("Requested init %s failed (error %d).",
1200                       execute_command, ret);
1201         }
1202         if (!try_to_run_init_process("/sbin/init") ||
1203             !try_to_run_init_process("/etc/init") ||
1204             !try_to_run_init_process("/bin/init") ||
1205             !try_to_run_init_process("/bin/sh"))
1206                 return 0;
1207
1208         panic("No working init found.  Try passing init= option to kernel. "
1209               "See Linux Documentation/admin-guide/init.rst for guidance.");
1210 }
1211
1212 void console_on_rootfs(void)
1213 {
1214         /* Open the /dev/console as stdin, this should never fail */
1215         if (ksys_open((const char __user *) "/dev/console", O_RDWR, 0) < 0)
1216                 pr_err("Warning: unable to open an initial console.\n");
1217
1218         /* create stdout/stderr */
1219         (void) ksys_dup(0);
1220         (void) ksys_dup(0);
1221 }
1222
1223 static noinline void __init kernel_init_freeable(void)
1224 {
1225         /*
1226          * Wait until kthreadd is all set-up.
1227          */
1228         wait_for_completion(&kthreadd_done);
1229
1230         /* Now the scheduler is fully set up and can do blocking allocations */
1231         gfp_allowed_mask = __GFP_BITS_MASK;
1232
1233         /*
1234          * init can allocate pages on any node
1235          */
1236         set_mems_allowed(node_states[N_MEMORY]);
1237
1238         cad_pid = task_pid(current);
1239
1240         smp_prepare_cpus(setup_max_cpus);
1241
1242         workqueue_init();
1243
1244         init_mm_internals();
1245
1246         do_pre_smp_initcalls();
1247         lockup_detector_init();
1248
1249         smp_init();
1250         sched_init_smp();
1251
1252         page_alloc_init_late();
1253         /* Initialize page ext after all struct pages are initialized. */
1254         page_ext_init();
1255
1256         do_basic_setup();
1257
1258         console_on_rootfs();
1259
1260         /*
1261          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all
1262          * the work
1263          */
1264
1265         if (!ramdisk_execute_command)
1266                 ramdisk_execute_command = "/init";
1267
1268         if (ksys_access((const char __user *)
1269                         ramdisk_execute_command, 0) != 0) {
1270                 ramdisk_execute_command = NULL;
1271                 prepare_namespace();
1272         }
1273
1274         /*
1275          * Ok, we have completed the initial bootup, and
1276          * we're essentially up and running. Get rid of the
1277          * initmem segments and start the user-mode stuff..
1278          *
1279          * rootfs is available now, try loading the public keys
1280          * and default modules
1281          */
1282
1283         integrity_load_keys();
1284 }