src/runtime/alpha-arch.c

   1 /*
   2  * This software is part of the SBCL system. See the README file for
   3  * more information.
   4  *
   5  * This software is derived from the CMU CL system, which was
   6  * written at Carnegie Mellon University and released into the
   7  * public domain. The software is in the public domain and is
   8  * provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
   9  * files for more information.
  10  */
  11
  12 /* Note that although superficially it appears that we use
  13  * os_context_t like we ought to, we actually just assume its a
  14  * ucontext in places.  Naughty */
  15
  16 #include <stdio.h>
  17 #include <string.h>
  18 #include <asm/pal.h>            /* for PAL_gentrap */
  19
  20 #include "runtime.h"
  21 #include "sbcl.h"
  22 #include "globals.h"
  23 #include "validate.h"
  24 #include "os.h"
  25 #include "arch.h"
  26 #include "lispregs.h"
  27 #include "signal.h"
  28 #include "alloc.h"
  29 #include "interrupt.h"
  30 #include "interr.h"
  31 #include "breakpoint.h"
  32
  33 extern char call_into_lisp_LRA[], call_into_lisp_end[];
  34 extern size_t os_vm_page_size;
  35 #define BREAKPOINT_INST 0x80
  36
  37 void arch_init(void)
  38 {
  39     /* this must be called _after_ os_init, so we know what the page size is */
  40     if(mmap((os_vm_address_t) call_into_lisp_LRA_page,os_vm_page_size,
  41             OS_VM_PROT_ALL,MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED,-1,0)
  42        == (os_vm_address_t) -1)
  43         perror("mmap");
  44
  45     /* call_into_lisp_LRA is a collection of trampolines written in asm -
  46      * see alpha-assem.S.  We copy it to call_into_lisp_LRA_page where
  47      * VOPs and things can find it (I don't know why they can't find it
  48      * where it was to start with). */
  49     bcopy(call_into_lisp_LRA,(void *)call_into_lisp_LRA_page,os_vm_page_size);
  50
  51     os_flush_icache((os_vm_address_t)call_into_lisp_LRA_page,
  52                     os_vm_page_size);
  53     return;
  54 }
  55
  56 os_vm_address_t
  57 arch_get_bad_addr (int sig, siginfo_t *code, os_context_t *context)
  58 {
  59   unsigned int badinst;
  60
  61   /* instructions are 32 bit quantities */
  62   unsigned int *pc ;
  63   /*  fprintf(stderr,"arch_get_bad_addr %d %p %p\n",
  64       sig, code, context); */
  65   pc= (unsigned int *)(*os_context_pc_addr(context));
  66
  67   if(((unsigned long)pc) & 3)
  68       return NULL;              /* in what case would pc be unaligned? */
  69
  70   if( (pc < READ_ONLY_SPACE_START ||
  71        pc >= READ_ONLY_SPACE_START+READ_ONLY_SPACE_SIZE) &&
  72       (pc < current_dynamic_space ||
  73        pc >= current_dynamic_space + DYNAMIC_SPACE_SIZE))
  74     return NULL;
  75
  76   badinst = *pc;
  77
  78   if(((badinst>>27)!=0x16)      /* STL or STQ */
  79      && ((badinst>>27)!=0x13))  /* STS or STT */
  80     return NULL;                /* Otherwise forget about address */
  81
  82   return (os_vm_address_t)
  83     (*os_context_register_addr(context,((badinst>>16)&0x1f))
  84      +(badinst&0xffff));
  85 }
  86
  87 void arch_skip_instruction(os_context_t *context)
  88 {
  89     /* this may be complete rubbish, as (at least for traps) pc points
  90      * _after_ the instruction that caused us to be here anyway
  91      */
  92     ((char*)*os_context_pc_addr(context)) +=4; }
  93
  94 unsigned char *arch_internal_error_arguments(os_context_t *context)
  95 {
  96   return (unsigned char *)(*os_context_pc_addr(context)+4);
  97 }
  98
  99 boolean arch_pseudo_atomic_atomic(os_context_t *context)
 100 {
 101   return ((*os_context_register_addr(context,reg_ALLOC)) & 1);
 102 }
 103
 104 void arch_set_pseudo_atomic_interrupted(os_context_t *context)
 105 {
 106     /* On coming out of an atomic section, we subtract 1 from
 107      * reg_Alloc, then try to store something at that address.  On
 108      * OSF/1 we add 1 to reg_Alloc here so that the end-of-atomic code
 109      * will raise SIGTRAP for "unaligned access".  Linux catches
 110      * unaligned accesses in the kernel and fixes them up[1], so there
 111      * we toggle bit 63 instead.  The resulting address is somewhere
 112      * out in no-man's land, so we get SIGSEGV when we try to access
 113      * it.  We catch whichever signal it is (see the appropriate
 114      * *-os.c) and call interrupt_handle_pending() from it */
 115
 116     /* [1] This behaviour can be changed with osf_setsysinfo, but cmucl
 117      * didn't use that */
 118
 119 #ifdef __linux__
 120   *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) |=  (1L<<63);
 121 #else
 122   *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) |=  2;
 123 #endif
 124 }
 125
 126 /* XXX but is the caller of this storing all 64 bits? */
 127 unsigned long arch_install_breakpoint(void *pc)
 128 {
 129     unsigned int *ptr = (unsigned int *)pc;
 130     unsigned long result = (unsigned long) *ptr;
 131     *ptr = BREAKPOINT_INST;
 132     *(ptr+1)=trap_Breakpoint;
 133
 134     os_flush_icache((os_vm_address_t)ptr, sizeof(unsigned long));
 135
 136     return result;
 137 }
 138
 139 void arch_remove_breakpoint(void *pc, unsigned long orig_inst)
 140 {
 141   /* was (unsigned int) but gcc complains.  Changed to mirror
 142      install_breakpoint above */
 143   unsigned long *ptr=(unsigned long *)pc;
 144   *ptr = orig_inst;
 145   os_flush_icache((os_vm_address_t)pc, sizeof(unsigned long));
 146 }
 147
 148 static unsigned int *skipped_break_addr, displaced_after_inst,
 149      after_breakpoint;
 150
 151
 152 /* Returns a PC value.  Lisp code is all in the 32-bit-addressable
 153    space,so we should be ok with an unsigned int */
 154
 155 unsigned int
 156 emulate_branch(os_context_t *context,unsigned long orig_inst)
 157 {
 158   int op = orig_inst >> 26;
 159   int reg_a = (orig_inst >> 21) & 0x1f;
 160   int reg_b = (orig_inst >> 16) & 0x1f;
 161   int fn = orig_inst & 0xffff;
 162   int disp = (orig_inst&(1<<20)) ? orig_inst | (-1 << 21) : orig_inst&0x1fffff;
 163   int next_pc = *os_context_pc_addr(context);
 164   int branch = 0; /* was NULL;         */
 165
 166   switch(op) {
 167   case 0x1a: /* jmp, jsr, jsr_coroutine, ret */
 168     *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 169     *os_context_pc_addr(context)=*os_context_register_addr(context,reg_b)& ~3;
 170     break;
 171   case 0x30: /* br */
 172     *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 173     branch = 1;
 174     break;
 175   case 0x31: /* fbeq */
 176     if(*(os_context_fpregister_addr(context,reg_a))==0) branch = 1;
 177     break;
 178   case 0x32: /* fblt */
 179     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)<0) branch = 1;
 180     break;
 181   case 0x33: /* fble */
 182     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)<=0) branch = 1;
 183     break;
 184   case 0x34: /* bsr */
 185     *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 186     branch = 1;
 187     break;
 188   case 0x35: /* fbne */
 189     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)!=0) branch = 1;
 190     break;
 191   case 0x36: /* fbge */
 192     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)>=0) branch = 1;
 193     break;
 194   case 0x37: /* fbgt */
 195     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)>0) branch = 1;
 196     break;
 197   case 0x38: /* blbc */
 198     if((*os_context_register_addr(context,reg_a)&1) == 0) branch = 1;
 199     break;
 200   case 0x39: /* beq */
 201     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)==0) branch = 1;
 202     break;
 203   case 0x3a: /* blt */
 204     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)<0) branch = 1;
 205     break;
 206   case 0x3b: /* ble */
 207     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)<=0) branch = 1;
 208     break;
 209   case 0x3c: /* blbs */
 210     if((*os_context_register_addr(context,reg_a)&1)!=0) branch = 1;
 211     break;
 212   case 0x3d: /* bne */
 213     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)!=0) branch = 1;
 214     break;
 215   case 0x3e: /* bge */
 216     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)>=0) branch = 1;
 217     break;
 218   case 0x3f: /* bgt */
 219     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)>0) branch = 1;
 220     break;
 221   }
 222   if(branch) next_pc += disp*4;
 223   return next_pc;
 224 }
 225
 226 static sigset_t orig_sigmask;
 227
 228 void arch_do_displaced_inst(os_context_t *context,unsigned int orig_inst)
 229 {
 230   unsigned int *pc=(unsigned int *)(*os_context_pc_addr(context));
 231   unsigned int *next_pc;
 232   unsigned int next_inst;
 233   int op = orig_inst >> 26;;
 234   fprintf(stderr,"arch_do_displaced_inst depends on sigreturn, which is not implemented and will\nalways fail\n");
 235   orig_sigmask = *os_context_sigmask_addr(context);
 236   sigaddset_blockable(os_context_sigmask_addr(context));
 237
 238   /* Figure out where the displaced inst is going */
 239   if(op == 0x1a || (op&0xf) == 0x30) /* branch...ugh */
 240     /* the cast to long is just to shut gcc up */
 241     next_pc = (unsigned int *)((long)emulate_branch(context,orig_inst));
 242   else
 243     next_pc = pc+1;
 244
 245   /* Put the original instruction back. */
 246   *pc = orig_inst;
 247   os_flush_icache((os_vm_address_t)pc, sizeof(unsigned long));
 248   skipped_break_addr = pc;
 249
 250   /* set the after breakpoint */
 251   displaced_after_inst = *next_pc;
 252   *next_pc = BREAKPOINT_INST;
 253   after_breakpoint=1;
 254   os_flush_icache((os_vm_address_t)next_pc, sizeof(unsigned long));
 255
 256   ldb_monitor("sigreturn is not implemented and just failed");
 257   sigreturn(context);
 258 }
 259
 260 #define AfterBreakpoint 100
 261
 262 static void sigill_handler(int signal, siginfo_t *siginfo, os_context_t *context) {
 263     fake_foreign_function_call(context);
 264     ldb_monitor();
 265 }
 266
 267 static void sigtrap_handler(int signal, siginfo_t *siginfo, os_context_t *context)
 268 {
 269     /* Don't disallow recursive breakpoint traps.  Otherwise, we can't */
 270     /* use debugger breakpoints anywhere in here. */
 271
 272     sigset_t *mask=(os_context_sigmask_addr(context));
 273     unsigned int code;
 274     fprintf(stderr,"sigtrap_handler:signal %d context=%p ",signal,context);
 275     sigsetmask(mask);
 276
 277     /* this is different from how CMUCL does it.  CMUCL used
 278      * "call_pal PAL_gentrap", which doesn't do anything on Linux
 279      * so screwed up our offsets in odd ways.  We use "bpt" instead
 280      */
 281
 282     /* probably we should
 283     assert(*(unsigned int*)(*os_context_pc_addr(context)-4) == BREAKPOINT_INST)
 284     but I've not decided a good way to handle it if it turns out not to be
 285     */
 286     code=*((u32 *)(*os_context_pc_addr(context)));
 287     fprintf(stderr,"pc=%lx  code=%d, inst=%x\n",
 288             *os_context_pc_addr(context),  code,
 289             *(unsigned int*)(*os_context_pc_addr(context)-4));
 290     switch (code) {
 291       case trap_PendingInterrupt:
 292         arch_skip_instruction(context);
 293         interrupt_handle_pending(context);
 294         break;
 295
 296       case trap_Halt:
 297         fake_foreign_function_call(context);
 298         lose("%%primitive halt called; the party is over.\n");
 299
 300       case trap_Error:
 301       case trap_Cerror:
 302         interrupt_internal_error(signal, siginfo, context, code==trap_Cerror);
 303         break;
 304
 305       case trap_Breakpoint:
 306         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 307         handle_breakpoint(signal, siginfo, context);
 308         break;
 309
 310       case trap_FunctionEndBreakpoint:
 311         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 312         *os_context_pc_addr(context) = (int)handle_function_end_breakpoint(signal, siginfo, context);
 313         break;
 314
 315       case AfterBreakpoint:
 316         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 317         *skipped_break_addr = BREAKPOINT_INST;
 318         os_flush_icache((os_vm_address_t)skipped_break_addr,
 319                         sizeof(unsigned long));
 320         skipped_break_addr = NULL;
 321         *(unsigned int *)*os_context_pc_addr(context) = displaced_after_inst;
 322         os_flush_icache((os_vm_address_t)*os_context_pc_addr(context), sizeof(unsigned long));
 323         *os_context_sigmask_addr(context)= orig_sigmask;
 324         after_breakpoint=0; /* NULL; */
 325         break;
 326
 327       default:
 328         interrupt_handle_now(signal, siginfo, context);
 329         break;
 330     }
 331 }
 332
 333 #define FIXNUM_VALUE(lispobj) (((int)lispobj)>>2)
 334
 335 static void sigfpe_handler(int signal, int code, os_context_t *context)
 336 {
 337 }
 338
 339 void arch_install_interrupt_handlers()
 340 {
 341     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGILL,  sigill_handler);
 342     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGTRAP, sigtrap_handler);
 343     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGFPE,  sigfpe_handler);
 344 }
 345
 346 extern lispobj call_into_lisp(lispobj fun, lispobj *args, int nargs);
 347
 348 lispobj funcall0(lispobj function)
 349 {
 350     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 351
 352     return call_into_lisp(function, args, 0);
 353 }
 354
 355 lispobj funcall1(lispobj function, lispobj arg0)
 356 {
 357     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 358
 359     current_control_stack_pointer += 1;
 360     args[0] = arg0;
 361
 362     return call_into_lisp(function, args, 1);
 363 }
 364
 365 lispobj funcall2(lispobj function, lispobj arg0, lispobj arg1)
 366 {
 367     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 368
 369     current_control_stack_pointer += 2;
 370     args[0] = arg0;
 371     args[1] = arg1;
 372
 373     return call_into_lisp(function, args, 2);
 374 }
 375
 376 lispobj funcall3(lispobj function, lispobj arg0, lispobj arg1, lispobj arg2)
 377 {
 378     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 379
 380     current_control_stack_pointer += 3;
 381     args[0] = arg0;
 382     args[1] = arg1;
 383     args[2] = arg2;
 384
 385     return call_into_lisp(function, args, 3);
 386 }
 387
 388
 389 /* This is apparently called by emulate_branch, but isn't defined.  So */
 390 /* just do nothing and hope it works... */
 391
 392 void cacheflush(void)
 393 {
 394     /* hoping probably isn't _actually_ enough.  we should call_pal imb,
 395        according to the arch ref manual
 396     */
 397 }