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
  19 #include "sbcl.h"
  20 #include "runtime.h"
  21 #include "globals.h"
  22 #include "validate.h"
  23 #include "os.h"
  24 #include "arch.h"
  25 #include "lispregs.h"
  26 #include "signal.h"
  27 #include "alloc.h"
  28 #include "interrupt.h"
  29 #include "interr.h"
  30 #include "breakpoint.h"
  31
  32 extern char call_into_lisp_LRA[], call_into_lisp_end[];
  33
  34 extern size_t os_vm_page_size;
  35 #define BREAKPOINT_INST 0x80
  36
  37
  38 void
  39 arch_init(void)
  40 {
  41     /* This must be called _after_ os_init(), so that we know what the
  42      * page size is. */
  43
  44     if (mmap((os_vm_address_t) call_into_lisp_LRA_page,os_vm_page_size,
  45              OS_VM_PROT_ALL,MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED,-1,0)
  46         == (os_vm_address_t) -1)
  47         perror("mmap");
  48
  49     /* call_into_lisp_LRA is a collection of trampolines written in asm -
  50      * see alpha-assem.S.  We copy it to call_into_lisp_LRA_page where
  51      * VOPs and things can find it. (I don't know why they can't find it
  52      * where it was to start with.) */
  53     bcopy(call_into_lisp_LRA,(void *)call_into_lisp_LRA_page,os_vm_page_size);
  54
  55     os_flush_icache((os_vm_address_t)call_into_lisp_LRA_page,
  56                     os_vm_page_size);
  57     return;
  58 }
  59
  60 os_vm_address_t
  61 arch_get_bad_addr (int sig, siginfo_t *code, os_context_t *context)
  62 {
  63     unsigned int badinst;
  64
  65     /* Instructions are 32 bit quantities. */
  66     unsigned int *pc ;
  67     /*  fprintf(stderr,"arch_get_bad_addr %d %p %p\n",
  68         sig, code, context); */
  69     pc= (unsigned int *)(*os_context_pc_addr(context));
  70
  71     if (((unsigned long)pc) & 3) {
  72         return NULL;            /* In what case would pc be unaligned?? */
  73     }
  74
  75     if ( (pc < READ_ONLY_SPACE_START ||
  76           pc >= READ_ONLY_SPACE_START+READ_ONLY_SPACE_SIZE) &&
  77          (pc < current_dynamic_space ||
  78           pc >= current_dynamic_space + DYNAMIC_SPACE_SIZE))
  79         return NULL;
  80
  81     return context->uc_mcontext.sc_traparg_a0;
  82 }
  83
  84 void
  85 arch_skip_instruction(os_context_t *context)
  86 {
  87     /* This may be complete rubbish, as (at least for traps) pc points
  88      * _after_ the instruction that caused us to be here anyway.
  89      */
  90     ((char*)*os_context_pc_addr(context)) +=4; }
  91
  92 unsigned char *
  93 arch_internal_error_arguments(os_context_t *context)
  94 {
  95     return (unsigned char *)(*os_context_pc_addr(context)+4);
  96 }
  97
  98 boolean
  99 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.  So,
 108      * to signal that it was interrupted and a signal should be handled,
 109      * we set bit 63 of reg_ALLOC here so that the end-of-atomic code
 110      * will raise SIGSEGV (no ram mapped there).  We catch the signal
 111      * (see the appropriate *-os.c) and call interrupt_handle_pending()
 112      * for the saved signal instead */
 113
 114     *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) |=  (1L<<63);
 115 }
 116
 117 void arch_clear_pseudo_atomic_interrupted(os_context_t *context)
 118 {
 119     *os_context_register_addr(context, reg_ALLOC) &= ~(1L<<63);
 120 }
 121
 122 unsigned int arch_install_breakpoint(void *pc)
 123 {
 124     unsigned int *ptr = (unsigned int *)pc;
 125     unsigned int result = *ptr;
 126     *ptr = BREAKPOINT_INST;
 127
 128     os_flush_icache((os_vm_address_t)ptr, sizeof(unsigned int));
 129
 130     return result;
 131 }
 132
 133 void arch_remove_breakpoint(void *pc, unsigned int orig_inst)
 134 {
 135     unsigned int *ptr = (unsigned int *)pc;
 136     *ptr = orig_inst;
 137     os_flush_icache((os_vm_address_t)pc, sizeof(unsigned int));
 138 }
 139
 140 static unsigned int *skipped_break_addr, displaced_after_inst,
 141      after_breakpoint;
 142
 143
 144 /* This returns a PC value.  Lisp code is all in the 32-bit-addressable
 145  * space, so we should be ok with an unsigned int. */
 146 unsigned int
 147 emulate_branch(os_context_t *context, unsigned int orig_inst)
 148 {
 149     int op = orig_inst >> 26;
 150     int reg_a = (orig_inst >> 21) & 0x1f;
 151     int reg_b = (orig_inst >> 16) & 0x1f;
 152     int disp =
 153         (orig_inst&(1<<20)) ?
 154         orig_inst | (-1 << 21) :
 155         orig_inst&0x1fffff;
 156     int next_pc = *os_context_pc_addr(context);
 157     int branch = 0; /* was NULL;               */
 158
 159     switch(op) {
 160     case 0x1a: /* jmp, jsr, jsr_coroutine, ret */
 161         *os_context_register_addr(context,reg_a) =
 162             *os_context_pc_addr(context);
 163         *os_context_pc_addr(context) =
 164             *os_context_register_addr(context,reg_b)& ~3;
 165         break;
 166     case 0x30: /* br */
 167         *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 168         branch = 1;
 169         break;
 170     case 0x31: /* fbeq */
 171         if (*(os_context_float_register_addr(context,reg_a))==0) branch = 1;
 172         break;
 173     case 0x32: /* fblt */
 174         if (*os_context_float_register_addr(context,reg_a)<0) branch = 1;
 175         break;
 176     case 0x33: /* fble */
 177         if (*os_context_float_register_addr(context,reg_a)<=0) branch = 1;
 178         break;
 179     case 0x34: /* bsr */
 180         *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 181         branch = 1;
 182         break;
 183     case 0x35: /* fbne */
 184         if (*os_context_register_addr(context,reg_a)!=0) branch = 1;
 185         break;
 186     case 0x36: /* fbge */
 187         if (*os_context_float_register_addr(context,reg_a)>=0) branch = 1;
 188         break;
 189     case 0x37: /* fbgt */
 190         if (*os_context_float_register_addr(context,reg_a)>0) branch = 1;
 191         break;
 192     case 0x38: /* blbc */
 193         if ((*os_context_register_addr(context,reg_a)&1) == 0) branch = 1;
 194         break;
 195     case 0x39: /* beq */
 196         if (*os_context_register_addr(context,reg_a)==0) branch = 1;
 197         break;
 198     case 0x3a: /* blt */
 199         if (*os_context_register_addr(context,reg_a)<0) branch = 1;
 200         break;
 201     case 0x3b: /* ble */
 202         if (*os_context_register_addr(context,reg_a)<=0) branch = 1;
 203         break;
 204     case 0x3c: /* blbs */
 205         if ((*os_context_register_addr(context,reg_a)&1)!=0) branch = 1;
 206         break;
 207     case 0x3d: /* bne */
 208         if (*os_context_register_addr(context,reg_a)!=0) branch = 1;
 209         break;
 210     case 0x3e: /* bge */
 211         if (*os_context_register_addr(context,reg_a)>=0) branch = 1;
 212         break;
 213     case 0x3f: /* bgt */
 214         if (*os_context_register_addr(context,reg_a)>0) branch = 1;
 215         break;
 216     }
 217     if (branch)
 218         next_pc += disp*4;
 219     return next_pc;
 220 }
 221
 222 static sigset_t orig_sigmask;
 223
 224 /* Perform the instruction that we overwrote with a breakpoint.  As we
 225  * don't have a single-step facility, this means we have to:
 226  * - put the instruction back
 227  * - put a second breakpoint at the following instruction,
 228  *   set after_breakpoint and continue execution.
 229  *
 230  * When the second breakpoint is hit (very shortly thereafter, we hope)
 231  * sigtrap_handler gets called again, but follows the AfterBreakpoint
 232  * arm, which
 233  * - puts a bpt back in the first breakpoint place (running across a
 234  *   breakpoint shouldn't cause it to be uninstalled)
 235  * - replaces the second bpt with the instruction it was meant to be
 236  * - carries on
 237  *
 238  * Clear?
 239  */
 240
 241 void arch_do_displaced_inst(os_context_t *context,unsigned int orig_inst)
 242 {
 243     /* Apparent off-by-one errors ahoy.  If you consult the Alpha ARM,
 244      * it will tell you that after a BPT, the saved PC is the address
 245      * of the instruction _after_ the instruction that caused the trap.
 246      *
 247      * However, we decremented PC by 4 before calling the Lisp-level
 248      * handler that calls this routine (see alpha-arch.c line 322 and
 249      * friends) so when we get to this point PC is actually pointing
 250      * at the BPT instruction itself.  This is good, because this is
 251      * where we want to restart execution when we do that */
 252
 253     unsigned int *pc=(unsigned int *)(*os_context_pc_addr(context));
 254     unsigned int *next_pc;
 255     int op = orig_inst >> 26;;
 256
 257     orig_sigmask = *os_context_sigmask_addr(context);
 258     sigaddset_blockable(os_context_sigmask_addr(context));
 259
 260     /* Put the original instruction back. */
 261     *pc = orig_inst;
 262     os_flush_icache((os_vm_address_t)pc, sizeof(unsigned int));
 263     skipped_break_addr = pc;
 264
 265     /* Figure out where we will end up after running the displaced
 266      * instruction */
 267     if (op == 0x1a || (op&0xf) == 0x30) /* a branch */
 268         /* The cast to long is just to shut gcc up. */
 269         next_pc = (unsigned int *)((long)emulate_branch(context,orig_inst));
 270     else
 271         next_pc = pc+1;
 272
 273     /* Set the after breakpoint. */
 274     displaced_after_inst = *next_pc;
 275     *next_pc = BREAKPOINT_INST;
 276     after_breakpoint=1;
 277     os_flush_icache((os_vm_address_t)next_pc, sizeof(unsigned int));
 278 }
 279
 280 static void
 281 sigtrap_handler(int signal, siginfo_t *siginfo, os_context_t *context)
 282 {
 283     unsigned int code;
 284 #ifdef LISP_FEATURE_LINUX
 285     os_restore_fp_control(context);
 286 #endif
 287
 288     /* this is different from how CMUCL does it.  CMUCL used "call_pal
 289      * PAL_gentrap", which doesn't do anything on Linux (unless NL0
 290      * contains certain specific values).  We use "bugchk" instead.
 291      * It's (for our purposes) just the same as bpt but has a
 292      * different opcode so we can test whether we're dealing with a
 293      * breakpoint or a "system service" */
 294
 295     if ((*(unsigned int*)(*os_context_pc_addr(context)-4))==BREAKPOINT_INST) {
 296         if (after_breakpoint) {
 297             /* see comments above arch_do_displaced_inst.  This is where
 298              * we reinsert the breakpoint that we removed earlier */
 299
 300             *os_context_pc_addr(context) -=4;
 301             *skipped_break_addr = BREAKPOINT_INST;
 302             os_flush_icache((os_vm_address_t)skipped_break_addr,
 303                             sizeof(unsigned int));
 304             skipped_break_addr = NULL;
 305             *(unsigned int *)*os_context_pc_addr(context) =
 306                 displaced_after_inst;
 307             os_flush_icache((os_vm_address_t)*os_context_pc_addr(context), sizeof(unsigned int));
 308             *os_context_sigmask_addr(context)= orig_sigmask;
 309             after_breakpoint=0; /* false */
 310             return;
 311         } else
 312             code = trap_Breakpoint;
 313     } else
 314         /* a "system service" */
 315     code=*((u32 *)(*os_context_pc_addr(context)));
 316
 317     switch (code) {
 318       case trap_PendingInterrupt:
 319         arch_skip_instruction(context);
 320         interrupt_handle_pending(context);
 321         break;
 322
 323       case trap_Halt:
 324         fake_foreign_function_call(context);
 325         lose("%%primitive halt called; the party is over.\n");
 326
 327       case trap_Error:
 328       case trap_Cerror:
 329         interrupt_internal_error(signal, siginfo, context, code==trap_Cerror);
 330         break;
 331
 332     case trap_Breakpoint:        /* call lisp-level handler */
 333         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 334         handle_breakpoint(signal, siginfo, context);
 335         break;
 336
 337       case trap_FunEndBreakpoint:
 338         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 339         *os_context_pc_addr(context) =
 340             (int)handle_fun_end_breakpoint(signal, siginfo, context);
 341         break;
 342
 343       default:
 344         fprintf(stderr, "unidentified breakpoint/trap %d\n",code);
 345         interrupt_handle_now(signal, siginfo, context);
 346         break;
 347     }
 348 }
 349
 350 unsigned long
 351 arch_get_fp_control()
 352 {
 353     return ieee_get_fp_control();
 354 }
 355
 356 void
 357 arch_set_fp_control(unsigned long fp)
 358 {
 359     ieee_set_fp_control(fp);
 360 }
 361
 362
 363 void arch_install_interrupt_handlers()
 364 {
 365     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGTRAP, sigtrap_handler);
 366 }
 367
 368 extern lispobj call_into_lisp(lispobj fun, lispobj *args, int nargs);
 369
 370 lispobj funcall0(lispobj function)
 371 {
 372     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 373
 374     return call_into_lisp(function, args, 0);
 375 }
 376
 377 lispobj funcall1(lispobj function, lispobj arg0)
 378 {
 379     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 380
 381     current_control_stack_pointer += 1;
 382     args[0] = arg0;
 383
 384     return call_into_lisp(function, args, 1);
 385 }
 386
 387 lispobj funcall2(lispobj function, lispobj arg0, lispobj arg1)
 388 {
 389     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 390
 391     current_control_stack_pointer += 2;
 392     args[0] = arg0;
 393     args[1] = arg1;
 394
 395     return call_into_lisp(function, args, 2);
 396 }
 397
 398 lispobj funcall3(lispobj function, lispobj arg0, lispobj arg1, lispobj arg2)
 399 {
 400     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 401
 402     current_control_stack_pointer += 3;
 403     args[0] = arg0;
 404     args[1] = arg1;
 405     args[2] = arg2;
 406
 407     return call_into_lisp(function, args, 3);
 408 }
 409