Further work towards use of win32 file HANDLEs
[sbcl.git] / src / code / run-program.lisp
1 ;;;; RUN-PROGRAM and friends, a facility for running Unix programs
2 ;;;; from inside SBCL
3
4 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
5 ;;;; more information.
6 ;;;;
7 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
8 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
9 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
10 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
11 ;;;; files for more information.
12
13 (in-package "SB-IMPL") ;(SB-IMPL, not SB!IMPL, since we're built in warm load.)
14 \f
15 ;;;; hacking the Unix environment
16 ;;;;
17 ;;;; In the original CMU CL code that LOAD-FOREIGN is derived from, the
18 ;;;; Unix environment (as in "man environ") was represented as an
19 ;;;; alist from keywords to strings, so that e.g. the Unix environment
20 ;;;;   "SHELL=/bin/bash" "HOME=/root" "PAGER=less"
21 ;;;; was represented as
22 ;;;;   ((:SHELL . "/bin/bash") (:HOME . "/root") (:PAGER "less"))
23 ;;;; This had a few problems in principle: the mapping into
24 ;;;; keyword symbols smashed the case of environment
25 ;;;; variables, and the whole mapping depended on the presence of
26 ;;;; #\= characters in the environment strings. In practice these
27 ;;;; problems weren't hugely important, since conventionally environment
28 ;;;; variables are uppercase strings followed by #\= followed by
29 ;;;; arbitrary data. However, since it's so manifestly not The Right
30 ;;;; Thing to make code which breaks unnecessarily on input which
31 ;;;; doesn't follow what is, after all, only a tradition, we've switched
32 ;;;; formats in SBCL, so that the fundamental environment list
33 ;;;; is just a list of strings, with a one-to-one-correspondence
34 ;;;; to the C-level representation. I.e., in the example above,
35 ;;;; the SBCL representation is
36 ;;;;   '("SHELL=/bin/bash" "HOME=/root" "PAGER=less")
37 ;;;; CMU CL's implementation is currently supported to help with porting.
38 ;;;;
39 ;;;; It's not obvious that this code belongs here (instead of e.g. in
40 ;;;; unix.lisp), since it has only a weak logical connection with
41 ;;;; RUN-PROGRAM. However, physically it's convenient to put it here.
42 ;;;; It's not needed at cold init, so we *can* put it in this
43 ;;;; warm-loaded file. And by putting it in this warm-loaded file, we
44 ;;;; make it easy for it to get to the C-level 'environ' variable.
45 ;;;; which (at least in sbcl-0.6.10 on Red Hat Linux 6.2) is not
46 ;;;; visible at GENESIS time.
47
48 #-win32
49 (progn
50   (define-alien-routine wrapped-environ (* c-string))
51   (defun posix-environ ()
52     "Return the Unix environment (\"man environ\") as a list of SIMPLE-STRINGs."
53     (c-strings->string-list (wrapped-environ))))
54
55 ;#+win32 (sb-alien:define-alien-routine msvcrt-environ (* c-string))
56
57 ;;; Convert as best we can from an SBCL representation of a Unix
58 ;;; environment to a CMU CL representation.
59 ;;;
60 ;;; * (UNIX-ENVIRONMENT-CMUCL-FROM-SBCL '("Bletch=fub" "Noggin" "YES=No!"))
61 ;;; WARNING:
62 ;;;   smashing case of "Bletch=fub" in conversion to CMU-CL-style
63 ;;;     environment alist
64 ;;; WARNING:
65 ;;;   no #\= in "Noggin", eliding it in CMU-CL-style environment alist
66 ;;; ((:BLETCH . "fub") (:YES . "No!"))
67 (defun unix-environment-cmucl-from-sbcl (sbcl)
68   (mapcan
69    (lambda (string)
70      (declare (string string))
71      (let ((=-pos (position #\= string :test #'equal)))
72        (if =-pos
73            (list
74             (let* ((key-as-string (subseq string 0 =-pos))
75                    (key-as-upcase-string (string-upcase key-as-string))
76                    (key (keywordicate key-as-upcase-string))
77                    (val (subseq string (1+ =-pos))))
78               (unless (string= key-as-string key-as-upcase-string)
79                 (warn "smashing case of ~S in conversion to CMU-CL-style ~
80                       environment alist"
81                       string))
82               (cons key val)))
83            (warn "no #\\= in ~S, eliding it in CMU-CL-style environment alist"
84                  string))))
85    sbcl))
86
87 ;;; Convert from a CMU CL representation of a Unix environment to a
88 ;;; SBCL representation.
89 (defun unix-environment-sbcl-from-cmucl (cmucl)
90   (mapcar
91    (lambda (cons)
92      (destructuring-bind (key . val) cons
93        (declare (type keyword key) (string val))
94        (concatenate 'simple-string (symbol-name key) "=" val)))
95    cmucl))
96 \f
97 ;;;; Import wait3(2) from Unix.
98
99 #-win32
100 (define-alien-routine ("waitpid" c-waitpid) sb-alien:int
101   (pid sb-alien:int)
102   (status sb-alien:int :out)
103   (options sb-alien:int))
104
105 #-win32
106 (defun waitpid (pid &optional do-not-hang check-for-stopped)
107   #+sb-doc
108   "Return any available status information on child process with PID."
109   (multiple-value-bind (pid status)
110       (c-waitpid pid
111                  (logior (if do-not-hang
112                              sb-unix:wnohang
113                              0)
114                          (if check-for-stopped
115                              sb-unix:wuntraced
116                              0)))
117     (cond ((or (minusp pid)
118                (zerop pid))
119            nil)
120           ((eql (ldb (byte 8 0) status)
121                 sb-unix:wstopped)
122            (values pid
123                    :stopped
124                    (ldb (byte 8 8) status)))
125           ((zerop (ldb (byte 7 0) status))
126            (values pid
127                    :exited
128                    (ldb (byte 8 8) status)))
129           (t
130            (let ((signal (ldb (byte 7 0) status)))
131              (values pid
132                      (if (position signal
133                                    #.(vector
134                                       sb-unix:sigstop
135                                       sb-unix:sigtstp
136                                       sb-unix:sigttin
137                                       sb-unix:sigttou))
138                          :stopped
139                          :signaled)
140                      signal
141                      (not (zerop (ldb (byte 1 7) status)))))))))
142 \f
143 ;;;; process control stuff
144 (defvar *active-processes* nil
145   #+sb-doc
146   "List of process structures for all active processes.")
147
148 (defvar *active-processes-lock*
149   (sb-thread:make-mutex :name "Lock for active processes."))
150
151 ;;; *ACTIVE-PROCESSES* can be accessed from multiple threads so a
152 ;;; mutex is needed. More importantly the sigchld signal handler also
153 ;;; accesses it, that's why we need without-interrupts.
154 (defmacro with-active-processes-lock (() &body body)
155   `(sb-thread::with-system-mutex (*active-processes-lock*)
156      ,@body))
157
158 (defstruct (process (:copier nil))
159   pid                 ; PID of child process
160   %status             ; either :RUNNING, :STOPPED, :EXITED, or :SIGNALED
161   %exit-code          ; either exit code or signal
162   core-dumped         ; T if a core image was dumped
163   #-win32 pty                 ; stream to child's pty, or NIL
164   input               ; stream to child's input, or NIL
165   output              ; stream from child's output, or NIL
166   error               ; stream from child's error output, or NIL
167   status-hook         ; closure to call when PROC changes status
168   plist               ; a place for clients to stash things
169   cookie)             ; list of the number of pipes from the subproc
170
171 (defmethod print-object ((process process) stream)
172   (print-unreadable-object (process stream :type t)
173     (let ((status (process-status process)))
174      (if (eq :exited status)
175          (format stream "~S ~S" status (process-%exit-code process))
176          (format stream "~S ~S" (process-pid process) status)))
177     process))
178
179 #+sb-doc
180 (setf (documentation 'process-p 'function)
181       "T if OBJECT is a PROCESS, NIL otherwise.")
182
183 #+sb-doc
184 (setf (documentation 'process-pid 'function) "The pid of the child process.")
185
186 #+win32
187 (define-alien-routine ("GetExitCodeProcess" get-exit-code-process)
188     int
189   (handle unsigned) (exit-code unsigned :out))
190
191 (defun process-exit-code (process)
192   #+sb-doc
193   "Return the exit code of PROCESS."
194   (or (process-%exit-code process)
195       (progn (get-processes-status-changes)
196              (process-%exit-code process))))
197
198 (defun process-status (process)
199   #+sb-doc
200   "Return the current status of PROCESS.  The result is one of :RUNNING,
201    :STOPPED, :EXITED, or :SIGNALED."
202   (get-processes-status-changes)
203   (process-%status process))
204
205 #+sb-doc
206 (setf (documentation 'process-exit-code 'function)
207       "The exit code or the signal of a stopped process.")
208
209 #+sb-doc
210 (setf (documentation 'process-core-dumped 'function)
211       "T if a core image was dumped by the process.")
212
213 #+sb-doc
214 (setf (documentation 'process-pty 'function)
215       "The pty stream of the process or NIL.")
216
217 #+sb-doc
218 (setf (documentation 'process-input 'function)
219       "The input stream of the process or NIL.")
220
221 #+sb-doc
222 (setf (documentation 'process-output 'function)
223       "The output stream of the process or NIL.")
224
225 #+sb-doc
226 (setf (documentation 'process-error 'function)
227       "The error stream of the process or NIL.")
228
229 #+sb-doc
230 (setf (documentation 'process-status-hook  'function)
231       "A function that is called when PROCESS changes its status.
232 The function is called with PROCESS as its only argument.")
233
234 #+sb-doc
235 (setf (documentation 'process-plist  'function)
236       "A place for clients to stash things.")
237
238 (defun process-wait (process &optional check-for-stopped)
239   #+sb-doc
240   "Wait for PROCESS to quit running for some reason. When
241 CHECK-FOR-STOPPED is T, also returns when PROCESS is stopped. Returns
242 PROCESS."
243   (declare (ignorable check-for-stopped))
244   #+win32
245   (let ((pid (process-pid process)))
246     (when (and pid (plusp pid))
247       (without-interrupts
248         (do ()
249             ((= 0
250                 (with-local-interrupts
251                   (sb-win32:wait-object-or-signal pid))))))))
252   #-win32
253   (loop
254       (case (process-status process)
255         (:running)
256         (:stopped
257          (when check-for-stopped
258            (return)))
259         (t
260          (when (zerop (car (process-cookie process)))
261            (return))))
262       (sb-sys:serve-all-events 1))
263   process)
264
265 #-win32
266 ;;; Find the current foreground process group id.
267 (defun find-current-foreground-process (proc)
268   (with-alien ((result sb-alien:int))
269     (multiple-value-bind
270           (wonp error)
271         (sb-unix:unix-ioctl (sb-sys:fd-stream-fd (process-pty proc))
272                             sb-unix:TIOCGPGRP
273                             (alien-sap (sb-alien:addr result)))
274       (unless wonp
275         (error "TIOCPGRP ioctl failed: ~S" (strerror error)))
276       result))
277   (process-pid proc))
278
279 #-win32
280 (defun process-kill (process signal &optional (whom :pid))
281   #+sb-doc
282   "Hand SIGNAL to PROCESS. If WHOM is :PID, use the kill Unix system call. If
283    WHOM is :PROCESS-GROUP, use the killpg Unix system call. If WHOM is
284    :PTY-PROCESS-GROUP deliver the signal to whichever process group is
285    currently in the foreground."
286   (let ((pid (ecase whom
287                ((:pid :process-group)
288                 (process-pid process))
289                (:pty-process-group
290                 (find-current-foreground-process process)))))
291     (multiple-value-bind
292           (okay errno)
293         (case whom
294           ((:process-group)
295            (sb-unix:unix-killpg pid signal))
296           (t
297            (sb-unix:unix-kill pid signal)))
298       (cond ((not okay)
299              (values nil errno))
300             ((and (eql pid (process-pid process))
301                   (= signal sb-unix:sigcont))
302              (setf (process-%status process) :running)
303              (setf (process-%exit-code process) nil)
304              (when (process-status-hook process)
305                (funcall (process-status-hook process) process))
306              t)
307             (t
308              t)))))
309
310 (defun process-alive-p (process)
311   #+sb-doc
312   "Return T if PROCESS is still alive, NIL otherwise."
313   (let ((status (process-status process)))
314     (if (or (eq status :running)
315             (eq status :stopped))
316         t
317         nil)))
318
319 (defun process-close (process)
320   #+sb-doc
321   "Close all streams connected to PROCESS and stop maintaining the
322 status slot."
323   (macrolet ((frob (stream abort)
324                `(when ,stream (close ,stream :abort ,abort))))
325     #-win32
326     (frob (process-pty process) t)   ; Don't FLUSH-OUTPUT to dead process,
327     (frob (process-input process) t) ; .. 'cause it will generate SIGPIPE.
328     (frob (process-output process) nil)
329     (frob (process-error process) nil))
330   ;; FIXME: Given that the status-slot is no longer updated,
331   ;; maybe it should be set to :CLOSED, or similar?
332   (with-active-processes-lock ()
333    (setf *active-processes* (delete process *active-processes*)))
334   #+win32
335   (let ((handle (shiftf (process-pid process) nil)))
336     (when (and handle (plusp handle))
337       (or (sb-win32:close-handle handle)
338           (sb-win32::win32-error 'process-close))))
339   process)
340
341 (defun get-processes-status-changes ()
342   (let (exited)
343     (with-active-processes-lock ()
344       (setf *active-processes*
345             (delete-if #-win32
346                        (lambda (proc)
347                          ;; Wait only on pids belonging to processes
348                          ;; started by RUN-PROGRAM. There used to be a
349                          ;; WAIT3 call here, but that makes direct
350                          ;; WAIT, WAITPID usage impossible due to the
351                          ;; race with the SIGCHLD signal handler.
352                          (multiple-value-bind (pid what code core)
353                              (waitpid (process-pid proc) t t)
354                            (when pid
355                              (setf (process-%status proc) what)
356                              (setf (process-%exit-code proc) code)
357                              (setf (process-core-dumped proc) core)
358                              (when (process-status-hook proc)
359                                (push proc exited))
360                              t)))
361                        #+win32
362                        (lambda (proc)
363                          (let ((pid (process-pid proc)))
364                            (when pid
365                              (multiple-value-bind (ok code)
366                                  (sb-win32::get-exit-code-process pid)
367                                (when (and (plusp ok) (/= code 259))
368                                  (setf (process-%status proc) :exited
369                                        (process-%exit-code proc) code)
370                                  (when (process-status-hook proc)
371                                    (push proc exited))
372                                  t)))))
373                        *active-processes*)))
374     ;; Can't call the hooks before all the processes have been deal
375     ;; with, as calling a hook may cause re-entry to
376     ;; GET-PROCESS-STATUS-CHANGES. That may be OK when using waitpid,
377     ;; but in the Windows implementation it would be deeply bad.
378     (dolist (proc exited)
379       (let ((hook (process-status-hook proc)))
380         (when hook
381           (funcall hook proc))))))
382 \f
383 ;;;; RUN-PROGRAM and close friends
384
385 ;;; list of file descriptors to close when RUN-PROGRAM exits due to an error
386 (defvar *close-on-error* nil)
387
388 ;;; list of file descriptors to close when RUN-PROGRAM returns in the parent
389 (defvar *close-in-parent* nil)
390
391 ;;; list of handlers installed by RUN-PROGRAM.  FIXME: nothing seems
392 ;;; to set this.
393 #-win32
394 (defvar *handlers-installed* nil)
395
396 ;;; Find an unused pty. Return three values: the file descriptor for
397 ;;; the master side of the pty, the file descriptor for the slave side
398 ;;; of the pty, and the name of the tty device for the slave side.
399 #-(or win32 openbsd)
400 (progn
401   (define-alien-routine ptsname c-string (fd int))
402   (define-alien-routine grantpt boolean (fd int))
403   (define-alien-routine unlockpt boolean (fd int))
404
405   (defun find-a-pty ()
406     ;; First try to use the Unix98 pty api.
407     (let* ((master-name (coerce (format nil "/dev/ptmx") 'base-string))
408            (master-fd (sb-unix:unix-open master-name
409                                          (logior sb-unix:o_rdwr
410                                                  sb-unix:o_noctty)
411                                          #o666)))
412       (when master-fd
413         (grantpt master-fd)
414         (unlockpt master-fd)
415         (let* ((slave-name (ptsname master-fd))
416                (slave-fd (sb-unix:unix-open slave-name
417                                             (logior sb-unix:o_rdwr
418                                                     sb-unix:o_noctty)
419                                             #o666)))
420           (when slave-fd
421             (return-from find-a-pty
422               (values master-fd
423                       slave-fd
424                       slave-name)))
425           (sb-unix:unix-close master-fd))
426         (error "could not find a pty")))
427     ;; No dice, try using the old-school method.
428     (dolist (char '(#\p #\q))
429       (dotimes (digit 16)
430         (let* ((master-name (coerce (format nil "/dev/pty~C~X" char digit)
431                                     'base-string))
432                (master-fd (sb-unix:unix-open master-name
433                                              (logior sb-unix:o_rdwr
434                                                      sb-unix:o_noctty)
435                                              #o666)))
436           (when master-fd
437             (let* ((slave-name (coerce (format nil "/dev/tty~C~X" char digit)
438                                        'base-string))
439                    (slave-fd (sb-unix:unix-open slave-name
440                                                 (logior sb-unix:o_rdwr
441                                                         sb-unix:o_noctty)
442                                                 #o666)))
443               (when slave-fd
444                 (return-from find-a-pty
445                   (values master-fd
446                           slave-fd
447                           slave-name)))
448               (sb-unix:unix-close master-fd))))))
449     (error "could not find a pty")))
450 #+openbsd
451 (progn
452   (define-alien-routine openpty int (amaster int :out) (aslave int :out)
453                         (name (* char)) (termp (* t)) (winp (* t)))
454   (defun find-a-pty ()
455     (with-alien ((name-buf (array char 16)))
456       (multiple-value-bind (return-val master-fd slave-fd)
457           (openpty (cast name-buf (* char)) nil nil)
458         (if (zerop return-val)
459             (values master-fd
460                     slave-fd
461                     (sb-alien::c-string-to-string (alien-sap name-buf)
462                                                   (sb-impl::default-external-format)
463                                                   'character))
464             (error "could not find a pty"))))))
465
466 #-win32
467 (defun open-pty (pty cookie &key (external-format :default))
468   (when pty
469     (multiple-value-bind
470           (master slave name)
471         (find-a-pty)
472       (push master *close-on-error*)
473       (push slave *close-in-parent*)
474       (when (streamp pty)
475         (multiple-value-bind (new-fd errno) (sb-unix:unix-dup master)
476           (unless new-fd
477             (error "couldn't SB-UNIX:UNIX-DUP ~W: ~A" master (strerror errno)))
478           (push new-fd *close-on-error*)
479           (copy-descriptor-to-stream new-fd pty cookie external-format)))
480       (values name
481               (sb-sys:make-fd-stream master :input t :output t
482                                      :external-format external-format
483                                      :element-type :default
484                                      :dual-channel-p t)))))
485
486 ;; Null terminate strings only C-side: otherwise we can run into
487 ;; A-T-S-L even for simple encodings like ASCII.  Multibyte encodings
488 ;; may need more than a single byte of zeros; assume 4 byte is enough
489 ;; for everyone.
490 (defmacro round-null-terminated-bytes-to-words (n)
491   (let ((bytes-per-word (/ sb-vm:n-machine-word-bits sb-vm:n-byte-bits)))
492     `(logandc2 (the sb-vm:signed-word (+ (the fixnum ,n)
493                                          4 (1- ,bytes-per-word)))
494                (1- ,bytes-per-word))))
495
496 (defun string-list-to-c-strvec (string-list)
497   (let* ((bytes-per-word (/ sb-vm:n-machine-word-bits sb-vm:n-byte-bits))
498          ;; We need an extra for the null, and an extra 'cause exect
499          ;; clobbers argv[-1].
500          (vec-bytes (* bytes-per-word (+ (length string-list) 2)))
501          (octet-vector-list (mapcar (lambda (s)
502                                       (string-to-octets s))
503                                     string-list))
504          (string-bytes (reduce #'+ octet-vector-list
505                                :key (lambda (s)
506                                       (round-null-terminated-bytes-to-words
507                                        (length s)))))
508          (total-bytes (+ string-bytes vec-bytes))
509          ;; Memory to hold the vector of pointers and all the strings.
510          (vec-sap (sb-sys:allocate-system-memory total-bytes))
511          (string-sap (sap+ vec-sap vec-bytes))
512          ;; Index starts from [1]!
513          (vec-index-offset bytes-per-word))
514     (declare (sb-vm:signed-word vec-bytes)
515              (sb-vm:word string-bytes total-bytes)
516              (sb-sys:system-area-pointer vec-sap string-sap))
517     (dolist (octets octet-vector-list)
518       (declare (type (simple-array (unsigned-byte 8) (*)) octets))
519       (let ((size (length octets)))
520         ;; Copy string.
521         (sb-kernel:copy-ub8-to-system-area octets 0 string-sap 0 size)
522         ;; NULL-terminate it
523         (sb-kernel:system-area-ub8-fill 0 string-sap size 4)
524         ;; Put the pointer in the vector.
525         (setf (sap-ref-sap vec-sap vec-index-offset) string-sap)
526         ;; Advance string-sap for the next string.
527         (setf string-sap (sap+ string-sap
528                                (round-null-terminated-bytes-to-words size)))
529         (incf vec-index-offset bytes-per-word)))
530     ;; Final null pointer.
531     (setf (sap-ref-sap vec-sap vec-index-offset) (int-sap 0))
532     (values vec-sap (sap+ vec-sap bytes-per-word) total-bytes)))
533
534 (defmacro with-c-strvec ((var str-list &key null) &body body)
535   (once-only ((null null))
536     (with-unique-names (sap size)
537       `(multiple-value-bind (,sap ,var ,size)
538            (if ,null
539                (values nil (sb-sys:int-sap 0))
540                (string-list-to-c-strvec ,str-list))
541          (unwind-protect
542               (progn
543                 ,@body)
544            (unless ,null
545              (sb-sys:deallocate-system-memory ,sap ,size)))))))
546
547 (sb-alien:define-alien-routine spawn
548     #-win32 sb-alien:int
549     #+win32 sb-win32::handle
550   (program sb-alien:c-string)
551   (argv (* sb-alien:c-string))
552   (stdin sb-alien:int)
553   (stdout sb-alien:int)
554   (stderr sb-alien:int)
555   (search sb-alien:int)
556   (envp (* sb-alien:c-string))
557   (pty-name sb-alien:c-string)
558   (wait sb-alien:int))
559
560 ;;; FIXME: There shouldn't be two semiredundant versions of the
561 ;;; documentation. Since this is a public extension function, the
562 ;;; documentation should be in the doc string. So all information from
563 ;;; this comment should be merged into the doc string, and then this
564 ;;; comment can go away.
565 ;;;
566 ;;; RUN-PROGRAM uses fork() and execve() to run a different program.
567 ;;; Strange stuff happens to keep the Unix state of the world
568 ;;; coherent.
569 ;;;
570 ;;; The child process needs to get its input from somewhere, and send
571 ;;; its output (both standard and error) to somewhere. We have to do
572 ;;; different things depending on where these somewheres really are.
573 ;;;
574 ;;; For input, there are five options:
575 ;;;  -- T: Just leave fd 0 alone. Pretty simple.
576 ;;;  -- "file": Read from the file. We need to open the file and
577 ;;;     pull the descriptor out of the stream. The parent should close
578 ;;;     this stream after the child is up and running to free any
579 ;;;     storage used in the parent.
580 ;;;  -- NIL: Same as "file", but use "/dev/null" as the file.
581 ;;;  -- :STREAM: Use Unix pipe() to create two descriptors. Use
582 ;;;     SB-SYS:MAKE-FD-STREAM to create the output stream on the
583 ;;;     writeable descriptor, and pass the readable descriptor to
584 ;;;     the child. The parent must close the readable descriptor for
585 ;;;     EOF to be passed up correctly.
586 ;;;  -- a stream: If it's a fd-stream, just pull the descriptor out
587 ;;;     of it. Otherwise make a pipe as in :STREAM, and copy
588 ;;;     everything across.
589 ;;;
590 ;;; For output, there are five options:
591 ;;;  -- T: Leave descriptor 1 alone.
592 ;;;  -- "file": dump output to the file.
593 ;;;  -- NIL: dump output to /dev/null.
594 ;;;  -- :STREAM: return a stream that can be read from.
595 ;;;  -- a stream: if it's a fd-stream, use the descriptor in it.
596 ;;;     Otherwise, copy stuff from output to stream.
597 ;;;
598 ;;; For error, there are all the same options as output plus:
599 ;;;  -- :OUTPUT: redirect to the same place as output.
600 ;;;
601 ;;; RUN-PROGRAM returns a PROCESS structure for the process if
602 ;;; the fork worked, and NIL if it did not.
603 (defun run-program (program args
604                     &key
605                     #-win32 (env nil env-p)
606                     #-win32 (environment
607                              (when env-p
608                                (unix-environment-sbcl-from-cmucl env))
609                              environment-p)
610                     (wait t)
611                     search
612                     #-win32 pty
613                     input
614                     if-input-does-not-exist
615                     output
616                     (if-output-exists :error)
617                     (error :output)
618                     (if-error-exists :error)
619                     status-hook
620                     (external-format :default))
621   #+sb-doc
622   #.(concatenate
623      'string
624      ;; The Texinfoizer is sensitive to whitespace, so mind the
625      ;; placement of the #-win32 pseudosplicings.
626      "RUN-PROGRAM creates a new process specified by the PROGRAM
627 argument. ARGS are the standard arguments that can be passed to a
628 program. For no arguments, use NIL (which means that just the
629 name of the program is passed as arg 0).
630
631 The program arguments and the environment are encoded using the
632 default external format for streams.
633
634 RUN-PROGRAM will return a PROCESS structure. See the CMU Common Lisp
635 Users Manual for details about the PROCESS structure."#-win32"
636
637    Notes about Unix environments (as in the :ENVIRONMENT and :ENV args):
638
639    - The SBCL implementation of RUN-PROGRAM, like Perl and many other
640      programs, but unlike the original CMU CL implementation, copies
641      the Unix environment by default.
642
643    - Running Unix programs from a setuid process, or in any other
644      situation where the Unix environment is under the control of someone
645      else, is a mother lode of security problems. If you are contemplating
646      doing this, read about it first. (The Perl community has a lot of good
647      documentation about this and other security issues in script-like
648      programs.)""
649
650    The &KEY arguments have the following meanings:
651 "#-win32"
652    :ENVIRONMENT
653       a list of STRINGs describing the new Unix environment
654       (as in \"man environ\"). The default is to copy the environment of
655       the current process.
656    :ENV
657       an alternative lossy representation of the new Unix environment,
658       for compatibility with CMU CL""
659    :SEARCH
660       Look for PROGRAM in each of the directories in the child's $PATH
661       environment variable.  Otherwise an absolute pathname is required.
662    :WAIT
663       If non-NIL (default), wait until the created process finishes.  If
664       NIL, continue running Lisp until the program finishes."#-win32"
665    :PTY
666       Either T, NIL, or a stream.  Unless NIL, the subprocess is established
667       under a PTY.  If :pty is a stream, all output to this pty is sent to
668       this stream, otherwise the PROCESS-PTY slot is filled in with a stream
669       connected to pty that can read output and write input.""
670    :INPUT
671       Either T, NIL, a pathname, a stream, or :STREAM.  If T, the standard
672       input for the current process is inherited.  If NIL, "
673       #-win32"/dev/null"#+win32"nul""
674       is used.  If a pathname, the file so specified is used.  If a stream,
675       all the input is read from that stream and sent to the subprocess.  If
676       :STREAM, the PROCESS-INPUT slot is filled in with a stream that sends
677       its output to the process. Defaults to NIL.
678    :IF-INPUT-DOES-NOT-EXIST (when :INPUT is the name of a file)
679       can be one of:
680          :ERROR to generate an error
681          :CREATE to create an empty file
682          NIL (the default) to return NIL from RUN-PROGRAM
683    :OUTPUT
684       Either T, NIL, a pathname, a stream, or :STREAM.  If T, the standard
685       output for the current process is inherited.  If NIL, "
686       #-win32"/dev/null"#+win32"nul""
687       is used.  If a pathname, the file so specified is used.  If a stream,
688       all the output from the process is written to this stream. If
689       :STREAM, the PROCESS-OUTPUT slot is filled in with a stream that can
690       be read to get the output. Defaults to NIL.
691    :IF-OUTPUT-EXISTS (when :OUTPUT is the name of a file)
692       can be one of:
693          :ERROR (the default) to generate an error
694          :SUPERSEDE to supersede the file with output from the program
695          :APPEND to append output from the program to the file
696          NIL to return NIL from RUN-PROGRAM, without doing anything
697    :ERROR and :IF-ERROR-EXISTS
698       Same as :OUTPUT and :IF-OUTPUT-EXISTS, except that :ERROR can also be
699       specified as :OUTPUT in which case all error output is routed to the
700       same place as normal output.
701    :STATUS-HOOK
702       This is a function the system calls whenever the status of the
703       process changes.  The function takes the process as an argument.
704    :EXTERNAL-FORMAT
705       The external-format to use for :INPUT, :OUTPUT, and :ERROR :STREAMs.")
706   #-win32
707   (when (and env-p environment-p)
708     (error "can't specify :ENV and :ENVIRONMENT simultaneously"))
709   ;; Prepend the program to the argument list.
710   (push (namestring program) args)
711   (labels (;; It's friendly to allow the caller to pass any string
712            ;; designator, but internally we'd like SIMPLE-STRINGs.
713            ;;
714            ;; Huh?  We let users pass in symbols and characters for
715            ;; the arguments, but call NAMESTRING on the program
716            ;; name... -- RMK
717            (simplify-args (args)
718              (loop for arg in args
719                    as escaped-arg = (escape-arg arg)
720                    collect (coerce escaped-arg 'simple-string)))
721            (escape-arg (arg)
722              #-win32 arg
723              ;; Apparently any spaces or double quotes in the arguments
724              ;; need to be escaped on win32.
725              #+win32 (if (position-if
726                           (lambda (c) (find c '(#\" #\Space))) arg)
727                          (write-to-string arg)
728                          arg)))
729     (let (;; Clear various specials used by GET-DESCRIPTOR-FOR to
730           ;; communicate cleanup info.
731           *close-on-error*
732           *close-in-parent*
733           ;; Some other binding used only on non-Win32.  FIXME:
734           ;; nothing seems to set this.
735           #-win32 *handlers-installed*
736           ;; Establish PROC at this level so that we can return it.
737           proc
738           (simple-args (simplify-args args))
739           (progname (native-namestring program))
740           ;; Gag.
741           (cookie (list 0)))
742       (unwind-protect
743            ;; Note: despite the WITH-* names, these macros don't
744            ;; expand into UNWIND-PROTECT forms.  They're just
745            ;; syntactic sugar to make the rest of the routine slightly
746            ;; easier to read.
747            (macrolet ((with-no-with
748                           ((&optional no)
749                            (&whole form with-something parameters &body body))
750                         (declare (ignore with-something parameters))
751                         (typecase no
752                           (keyword `(progn ,@body))
753                           (null form)
754                           (t `(let ,no (declare (ignorable ,@no)) ,@body))))
755                       (with-fd-and-stream-for (((fd stream) which &rest args)
756                                                &body body)
757                         `(multiple-value-bind (,fd ,stream)
758                              ,(ecase which
759                                 ((:input :output)
760                                  `(get-descriptor-for ,@args))
761                                 (:error
762                                  `(if (eq ,(first args) :output)
763                                       ;; kludge: we expand into
764                                       ;; hard-coded symbols here.
765                                       (values stdout output-stream)
766                                       (get-descriptor-for ,@args))))
767                            (unless ,fd
768                              (return-from run-program))
769                            ,@body))
770                       (with-open-pty (((pty-name pty-stream) (pty cookie))
771                                       &body body)
772                         `(multiple-value-bind (,pty-name ,pty-stream)
773                              (open-pty ,pty ,cookie :external-format external-format)
774                            ,@body))
775                       (with-args-vec ((vec args) &body body)
776                         `(with-c-strvec (,vec ,args)
777                            ,@body))
778                       (with-environment-vec ((vec) &body body)
779                         #+win32 `(let (,vec) ,@body)
780                         #-win32
781                         `(with-c-strvec
782                              (,vec environment
783                               :null (not (or environment environment-p)))
784                            ,@body)))
785              (with-fd-and-stream-for ((stdin input-stream) :input
786                                       input cookie
787                                       :direction :input
788                                       :if-does-not-exist if-input-does-not-exist
789                                       :external-format external-format
790                                       :wait wait)
791                (with-fd-and-stream-for ((stdout output-stream) :output
792                                         output cookie
793                                         :direction :output
794                                         :if-exists if-output-exists
795                                         :external-format external-format)
796                  (with-fd-and-stream-for ((stderr error-stream)  :error
797                                           error cookie
798                                           :direction :output
799                                           :if-exists if-error-exists
800                                           :external-format external-format)
801                    (with-no-with (#+win32 (pty-name pty-stream))
802                      (with-open-pty ((pty-name pty-stream) (pty cookie))
803                        ;; Make sure we are not notified about the child
804                        ;; death before we have installed the PROCESS
805                        ;; structure in *ACTIVE-PROCESSES*.
806                        (let (child)
807                          (with-active-processes-lock ()
808                            (with-no-with (#+win32 (args-vec))
809                              (with-args-vec (args-vec simple-args)
810                                (with-no-with (#+win32 (environment-vec))
811                                  (with-environment-vec (environment-vec)
812                                    (setq child
813                                          #+win32
814                                          (sb-win32::mswin-spawn
815                                           progname
816                                           (with-output-to-string (argv)
817                                             (dolist (arg simple-args)
818                                               (write-string arg argv)
819                                               (write-char #\Space argv)))
820                                           stdin stdout stderr
821                                           search nil wait)
822                                          #-win32
823                                          (without-gcing
824                                              (spawn progname args-vec
825                                                     stdin stdout stderr
826                                                     (if search 1 0)
827                                                     environment-vec pty-name
828                                                     (if wait 1 0))))
829                                    (unless (minusp child)
830                                      (setf proc
831                                            (apply
832                                             #'make-process
833                                             :input input-stream
834                                             :output output-stream
835                                             :error error-stream
836                                             :status-hook status-hook
837                                             :cookie cookie
838                                             #-win32 (list :pty pty-stream
839                                                           :%status :running
840                                                           :pid child)
841                                             #+win32 (if wait
842                                                         (list :%status :exited
843                                                               :%exit-code child)
844                                                         (list :%status :running
845                                                               :pid child))))
846                                      (push proc *active-processes*)))))))
847                          ;; Report the error outside the lock.
848                          (case child
849                            (-2
850                             (error "Couldn't execute ~S: ~A" progname (strerror)))
851                            (-1
852                             (error "Couldn't fork child process: ~A" (strerror)))))))))))
853         (dolist (fd *close-in-parent*)
854           (sb-unix:unix-close fd))
855         (unless proc
856           (dolist (fd *close-on-error*)
857             (sb-unix:unix-close fd))
858           #-win32
859           (dolist (handler *handlers-installed*)
860             (sb-sys:remove-fd-handler handler)))
861         #-win32
862         (when (and wait proc)
863           (unwind-protect
864                (process-wait proc)
865             (dolist (handler *handlers-installed*)
866               (sb-sys:remove-fd-handler handler)))))
867       proc)))
868
869 ;;; Install a handler for any input that shows up on the file
870 ;;; descriptor. The handler reads the data and writes it to the
871 ;;; stream.
872 (defun copy-descriptor-to-stream (descriptor stream cookie external-format)
873   (incf (car cookie))
874   (let* ((handler nil)
875          (buf (make-array 256 :element-type '(unsigned-byte 8)))
876          (read-end 0)
877          (et (stream-element-type stream))
878          (copy-fun
879           (cond
880             ((member et '(character base-char))
881              (lambda ()
882                (let* ((decode-end read-end)
883                       (string (handler-case
884                                   (octets-to-string
885                                    buf :end read-end
886                                    :external-format external-format)
887                                 (end-of-input-in-character (e)
888                                   (setf decode-end
889                                         (octet-decoding-error-start e))
890                                   (octets-to-string
891                                    buf :end decode-end
892                                    :external-format external-format)))))
893                  (unless (zerop (length string))
894                    (write-string string stream)
895                    (when (/= decode-end (length buf))
896                      (replace buf buf :start2 decode-end :end2 read-end))
897                    (decf read-end decode-end)))))
898             ((member et '(:default (unsigned-byte 8)) :test #'equal)
899              (lambda ()
900                (write-sequence buf stream :end read-end)
901                (setf read-end 0)))
902             (t
903              ;; FIXME.
904              (error "Don't know how to copy to stream of element-type ~S"
905                     et)))))
906     (setf handler
907           (sb-sys:add-fd-handler
908            descriptor
909            :input
910            (lambda (fd)
911              (declare (ignore fd))
912              (loop
913                 (unless handler
914                   (return))
915                 (multiple-value-bind
916                       (result readable/errno)
917                     (sb-unix:unix-select (1+ descriptor)
918                                          (ash 1 descriptor)
919                                          0 0 0)
920                   (cond ((null result)
921                          (if (eql sb-unix:eintr readable/errno)
922                              (return)
923                              (error "~@<Couldn't select on sub-process: ~
924                                         ~2I~_~A~:>"
925                                     (strerror readable/errno))))
926                         ((zerop result)
927                          (return))))
928                 (multiple-value-bind (count errno)
929                     (with-pinned-objects (buf)
930                       (sb-unix:unix-read descriptor
931                                          (sap+ (vector-sap buf) read-end)
932                                          (- (length buf) read-end)))
933                   (cond
934                     ((and #-win32 (or (and (null count)
935                                            (eql errno sb-unix:eio))
936                                       (eql count 0))
937                           #+win32 (<= count 0))
938                      (sb-sys:remove-fd-handler handler)
939                      (setf handler nil)
940                      (decf (car cookie))
941                      (sb-unix:unix-close descriptor)
942                      (unless (zerop read-end)
943                        ;; Should this be an END-OF-FILE?
944                        (error "~@<non-empty buffer when EOF reached ~
945                                while reading from child: ~S~:>" buf))
946                      (return))
947                     ((null count)
948                      (sb-sys:remove-fd-handler handler)
949                      (setf handler nil)
950                      (decf (car cookie))
951                      (error
952                       "~@<couldn't read input from sub-process: ~
953                                      ~2I~_~A~:>"
954                       (strerror errno)))
955                     (t
956                      (incf read-end count)
957                      (funcall copy-fun))))))))
958     #-win32
959     (push handler *handlers-installed*)))
960
961 ;;; FIXME: something very like this is done in SB-POSIX to treat
962 ;;; streams as file descriptor designators; maybe we can combine these
963 ;;; two?  Additionally, as we have a couple of user-defined streams
964 ;;; libraries, maybe we should have a generic function for doing this,
965 ;;; so user-defined streams can play nicely with RUN-PROGRAM (and
966 ;;; maybe also with SB-POSIX)?
967 (defun get-stream-fd-and-external-format (stream direction)
968   (typecase stream
969     (sb-sys:fd-stream
970      (values (sb-sys:fd-stream-fd stream) nil (stream-external-format stream)))
971     (synonym-stream
972      (get-stream-fd-and-external-format
973       (symbol-value (synonym-stream-symbol stream)) direction))
974     (two-way-stream
975      (ecase direction
976        (:input
977         (get-stream-fd-and-external-format
978          (two-way-stream-input-stream stream) direction))
979        (:output
980         (get-stream-fd-and-external-format
981          (two-way-stream-output-stream stream) direction))))))
982
983 (defun get-temporary-directory ()
984   #-win32 (or (sb-ext:posix-getenv "TMPDIR")
985               "/tmp")
986   #+win32 (or (sb-ext:posix-getenv "TEMP")
987               "C:/Temp"))
988
989 \f
990 ;;; Find a file descriptor to use for object given the direction.
991 ;;; Returns the descriptor. If object is :STREAM, returns the created
992 ;;; stream as the second value.
993 (defun get-descriptor-for (object
994                            cookie
995                            &rest keys
996                            &key direction (external-format :default) wait
997                            &allow-other-keys)
998   (declare (ignore wait)) ;This is explained below.
999   ;; Our use of a temporary file dates back to very old CMUCLs, and
1000   ;; was probably only ever intended for use with STRING-STREAMs,
1001   ;; which are ordinarily smallish.  However, as we've got
1002   ;; user-defined stream classes, we can end up trying to copy
1003   ;; arbitrarily much data into the temp file, and so are liable to
1004   ;; run afoul of disk quotas or to choke on small /tmp file systems.
1005   (flet ((make-temp-fd ()
1006            (multiple-value-bind (fd name/errno)
1007                (sb-unix:sb-mkstemp (format nil "~a/.run-program-XXXXXX"
1008                                            (get-temporary-directory))
1009                                    #o0600)
1010              (unless fd
1011                (error "could not open a temporary file: ~A"
1012                       (strerror name/errno)))
1013              ;; Can't unlink an opened file on Windows
1014              #-win32
1015              (unless (sb-unix:unix-unlink name/errno)
1016                (sb-unix:unix-close fd)
1017                (error "failed to unlink ~A" name/errno))
1018              fd)))
1019     (let ((dev-null #.(coerce #-win32 "/dev/null" #+win32 "nul" 'base-string)))
1020       (cond ((eq object t)
1021              ;; No new descriptor is needed.
1022              (values -1 nil))
1023             ((or (eq object nil)
1024                  (and (typep object 'broadcast-stream)
1025                       (not (broadcast-stream-streams object))))
1026              ;; Use /dev/null.
1027              (multiple-value-bind
1028                    (fd errno)
1029                  (sb-unix:unix-open dev-null
1030                                     (case direction
1031                                       (:input sb-unix:o_rdonly)
1032                                       (:output sb-unix:o_wronly)
1033                                       (t sb-unix:o_rdwr))
1034                                     #o666)
1035                (unless fd
1036                  (error "~@<couldn't open ~S: ~2I~_~A~:>"
1037                         dev-null (strerror errno)))
1038                #+win32
1039                (setf (sb-win32::inheritable-handle-p fd) t)
1040                (push fd *close-in-parent*)
1041                (values fd nil)))
1042             ((eq object :stream)
1043              (multiple-value-bind (read-fd write-fd) (sb-unix:unix-pipe)
1044                (unless read-fd
1045                  (error "couldn't create pipe: ~A" (strerror write-fd)))
1046                #+win32
1047                (setf (sb-win32::inheritable-handle-p read-fd)
1048                      (eq direction :input)
1049                      (sb-win32::inheritable-handle-p write-fd)
1050                      (eq direction :output))
1051                (case direction
1052                  (:input
1053                     (push read-fd *close-in-parent*)
1054                     (push write-fd *close-on-error*)
1055                     (let ((stream (sb-sys:make-fd-stream write-fd :output t
1056                                                          :element-type :default
1057                                                          :external-format
1058                                                          external-format)))
1059                       (values read-fd stream)))
1060                  (:output
1061                     (push read-fd *close-on-error*)
1062                     (push write-fd *close-in-parent*)
1063                     (let ((stream (sb-sys:make-fd-stream read-fd :input t
1064                                                          :element-type :default
1065                                                          :external-format
1066                                                          external-format)))
1067                       (values write-fd stream)))
1068                  (t
1069                     (sb-unix:unix-close read-fd)
1070                     (sb-unix:unix-close write-fd)
1071                     (error "Direction must be either :INPUT or :OUTPUT, not ~S."
1072                            direction)))))
1073             ((or (pathnamep object) (stringp object))
1074              ;; GET-DESCRIPTOR-FOR uses &allow-other-keys, so rather
1075              ;; than munge the &rest list for OPEN, just disable keyword
1076              ;; validation there.
1077              (with-open-stream (file (apply #'open object :allow-other-keys t
1078                                             keys))
1079                (when file
1080                  (multiple-value-bind
1081                        (fd errno)
1082                      (sb-unix:unix-dup (sb-sys:fd-stream-fd file))
1083                    (cond (fd
1084                           (push fd *close-in-parent*)
1085                           (values fd nil))
1086                          (t
1087                           (error "couldn't duplicate file descriptor: ~A"
1088                                  (strerror errno))))))))
1089           ((streamp object)
1090            (ecase direction
1091              (:input
1092               (block nil
1093                 ;; If we can get an fd for the stream, let the child
1094                 ;; process use the fd for its descriptor.  Otherwise,
1095                 ;; we copy data from the stream into a temp file, and
1096                 ;; give the temp file's descriptor to the
1097                 ;; child.
1098                 (multiple-value-bind (fd stream format)
1099                     (get-stream-fd-and-external-format object :input)
1100                   (declare (ignore format))
1101                   (when fd
1102                     (return (values fd stream))))
1103                 ;; FIXME: if we can't get the file descriptor, since
1104                 ;; the stream might be interactive or otherwise
1105                 ;; block-y, we can't know whether we can copy the
1106                 ;; stream's data to a temp file, so if RUN-PROGRAM was
1107                 ;; called with :WAIT NIL, we should probably error.
1108                 ;; However, STRING-STREAMs aren't fd-streams, but
1109                 ;; they're not prone to blocking; any user-defined
1110                 ;; streams that "read" from some in-memory data will
1111                 ;; probably be similar to STRING-STREAMs.  So maybe we
1112                 ;; should add a STREAM-INTERACTIVE-P generic function
1113                 ;; for problems like this?  Anyway, the machinery is
1114                 ;; here, if you feel like filling in the details.
1115                 #|
1116                 (when (and (null wait) #<some undetermined criterion>)
1117                   (error "~@<don't know how to get an fd for ~A, and so ~
1118                              can't ensure that copying its data to the ~
1119                              child process won't hang~:>" object))
1120                 |#
1121                 (let ((fd (make-temp-fd))
1122                       (et (stream-element-type object)))
1123                   (cond ((member et '(character base-char))
1124                          (loop
1125                            (multiple-value-bind
1126                                  (line no-cr)
1127                                (read-line object nil nil)
1128                              (unless line
1129                                (return))
1130                              (let ((vector (string-to-octets
1131                                             line
1132                                             :external-format external-format)))
1133                                (sb-unix:unix-write
1134                                 fd vector 0 (length vector)))
1135                              (if no-cr
1136                                (return)
1137                                (sb-unix:unix-write
1138                                 fd #.(string #\Newline) 0 1)))))
1139                         ((member et '(:default (unsigned-byte 8))
1140                                  :test 'equal)
1141                          (loop with buf = (make-array 256 :element-type '(unsigned-byte 8))
1142                                for p = (read-sequence buf object)
1143                                until (zerop p)
1144                                do (sb-unix:unix-write fd buf 0 p)))
1145                         (t
1146                          (error "Don't know how to copy from stream of element-type ~S"
1147                                 et)))
1148                   (sb-unix:unix-lseek fd 0 sb-unix:l_set)
1149                   (push fd *close-in-parent*)
1150                   (return (values fd nil)))))
1151              (:output
1152               (block nil
1153                 ;; Similar to the :input trick above, except we
1154                 ;; arrange to copy data from the stream.  This is
1155                 ;; slightly saner than the input case, since we don't
1156                 ;; buffer to a file, but I think we may still lose if
1157                 ;; there's unflushed data in the stream buffer and we
1158                 ;; give the file descriptor to the child.
1159                 (multiple-value-bind (fd stream format)
1160                     (get-stream-fd-and-external-format object :output)
1161                   (declare (ignore format))
1162                   (when fd
1163                     (return (values fd stream))))
1164                 (multiple-value-bind (read-fd write-fd)
1165                     (sb-unix:unix-pipe)
1166                   (unless read-fd
1167                     (error "couldn't create pipe: ~S" (strerror write-fd)))
1168                   (copy-descriptor-to-stream read-fd object cookie
1169                                              external-format)
1170                   (push read-fd *close-on-error*)
1171                   (push write-fd *close-in-parent*)
1172                   (return (values write-fd nil)))))
1173              (t
1174               (error "invalid option to RUN-PROGRAM: ~S" object))))))))