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