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 #include "monitor.h"
  33
  34 extern char call_into_lisp_LRA[], call_into_lisp_end[];
  35 extern size_t os_vm_page_size;
  36 #define BREAKPOINT_INST 0x80
  37
  38 void
  39 arch_init(void)
  40 {
  41     /* This must be called _after_ os_init, so we know what the page
  42      * size is. */
  43     if(mmap((os_vm_address_t) call_into_lisp_LRA_page,os_vm_page_size,
  44             OS_VM_PROT_ALL,MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS|MAP_FIXED,-1,0)
  45        == (os_vm_address_t) -1)
  46         perror("mmap");
  47
  48     /* call_into_lisp_LRA is a collection of trampolines written in asm -
  49      * see alpha-assem.S.  We copy it to call_into_lisp_LRA_page where
  50      * VOPs and things can find it. (I don't know why they can't find it
  51      * where it was to start with.) */
  52     bcopy(call_into_lisp_LRA,(void *)call_into_lisp_LRA_page,os_vm_page_size);
  53
  54     os_flush_icache((os_vm_address_t)call_into_lisp_LRA_page,
  55                     os_vm_page_size);
  56     return;
  57 }
  58
  59 os_vm_address_t
  60 arch_get_bad_addr (int sig, siginfo_t *code, os_context_t *context)
  61 {
  62     unsigned int badinst;
  63
  64     /* Instructions are 32 bit quantities. */
  65     unsigned int *pc ;
  66     /*  fprintf(stderr,"arch_get_bad_addr %d %p %p\n",
  67         sig, code, context); */
  68     pc= (unsigned int *)(*os_context_pc_addr(context));
  69
  70     if(((unsigned long)pc) & 3) {
  71         return NULL;            /* In what case would pc be unaligned?? */
  72     }
  73
  74     if( (pc < READ_ONLY_SPACE_START ||
  75          pc >= READ_ONLY_SPACE_START+READ_ONLY_SPACE_SIZE) &&
  76         (pc < current_dynamic_space ||
  77          pc >= current_dynamic_space + DYNAMIC_SPACE_SIZE))
  78         return NULL;
  79
  80     badinst = *pc;
  81
  82     if(((badinst>>27)!=0x16)      /* STL or STQ */
  83        && ((badinst>>27)!=0x13))  /* STS or STT */
  84         return NULL;                /* Otherwise forget about address. */
  85
  86     return (os_vm_address_t)
  87         (*os_context_register_addr(context,((badinst>>16)&0x1f))
  88          +(badinst&0xffff));
  89 }
  90
  91 void
  92 arch_skip_instruction(os_context_t *context)
  93 {
  94     /* This may be complete rubbish, as (at least for traps) pc points
  95      * _after_ the instruction that caused us to be here anyway.
  96      */
  97     ((char*)*os_context_pc_addr(context)) +=4; }
  98
  99 unsigned char *
 100 arch_internal_error_arguments(os_context_t *context)
 101 {
 102   return (unsigned char *)(*os_context_pc_addr(context)+4);
 103 }
 104
 105 boolean
 106 arch_pseudo_atomic_atomic(os_context_t *context)
 107 {
 108     return ((*os_context_register_addr(context,reg_ALLOC)) & 1);
 109 }
 110
 111 void arch_set_pseudo_atomic_interrupted(os_context_t *context)
 112 {
 113     /* On coming out of an atomic section, we subtract 1 from
 114      * reg_Alloc, then try to store something at that address.  On
 115      * OSF/1 we add 1 to reg_Alloc here so that the end-of-atomic code
 116      * will raise SIGTRAP for "unaligned access".  Linux catches
 117      * unaligned accesses in the kernel and fixes them up[1], so there
 118      * we toggle bit 63 instead.  The resulting address is somewhere
 119      * out in no-man's land, so we get SIGSEGV when we try to access
 120      * it.  We catch whichever signal it is (see the appropriate
 121      * *-os.c) and call interrupt_handle_pending() from it */
 122
 123     /* [1] This behaviour can be changed with osf_setsysinfo, but cmucl
 124      * didn't use that */
 125
 126 #ifdef __linux__
 127   *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) |=  (1L<<63);
 128 #else
 129   *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) |=  2;
 130 #endif
 131 }
 132
 133 /* XXX but is the caller of this storing all 64 bits? */
 134 unsigned long arch_install_breakpoint(void *pc)
 135 {
 136     unsigned int *ptr = (unsigned int *)pc;
 137     unsigned long result = (unsigned long) *ptr;
 138     *ptr = BREAKPOINT_INST;
 139     *(ptr+1)=trap_Breakpoint;
 140
 141     os_flush_icache((os_vm_address_t)ptr, sizeof(unsigned long));
 142
 143     return result;
 144 }
 145
 146 void arch_remove_breakpoint(void *pc, unsigned long orig_inst)
 147 {
 148   /* was (unsigned int) but gcc complains.  Changed to mirror
 149    * install_breakpoint() above */
 150   unsigned long *ptr=(unsigned long *)pc;
 151   *ptr = orig_inst;
 152   os_flush_icache((os_vm_address_t)pc, sizeof(unsigned long));
 153 }
 154
 155 static unsigned int *skipped_break_addr, displaced_after_inst,
 156      after_breakpoint;
 157
 158
 159 /* This returns a PC value.  Lisp code is all in the 32-bit-addressable
 160  * space,so we should be ok with an unsigned int. */
 161 unsigned int
 162 emulate_branch(os_context_t *context,unsigned long orig_inst)
 163 {
 164   int op = orig_inst >> 26;
 165   int reg_a = (orig_inst >> 21) & 0x1f;
 166   int reg_b = (orig_inst >> 16) & 0x1f;
 167   int fn = orig_inst & 0xffff;
 168   int disp = (orig_inst&(1<<20)) ? orig_inst | (-1 << 21) : orig_inst&0x1fffff;
 169   int next_pc = *os_context_pc_addr(context);
 170   int branch = 0; /* was NULL;         */
 171
 172   switch(op) {
 173   case 0x1a: /* jmp, jsr, jsr_coroutine, ret */
 174     *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 175     *os_context_pc_addr(context)=*os_context_register_addr(context,reg_b)& ~3;
 176     break;
 177   case 0x30: /* br */
 178     *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 179     branch = 1;
 180     break;
 181   case 0x31: /* fbeq */
 182     if(*(os_context_fpregister_addr(context,reg_a))==0) branch = 1;
 183     break;
 184   case 0x32: /* fblt */
 185     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)<0) branch = 1;
 186     break;
 187   case 0x33: /* fble */
 188     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)<=0) branch = 1;
 189     break;
 190   case 0x34: /* bsr */
 191     *os_context_register_addr(context,reg_a)=*os_context_pc_addr(context);
 192     branch = 1;
 193     break;
 194   case 0x35: /* fbne */
 195     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)!=0) branch = 1;
 196     break;
 197   case 0x36: /* fbge */
 198     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)>=0) branch = 1;
 199     break;
 200   case 0x37: /* fbgt */
 201     if(*os_context_fpregister_addr(context,reg_a)>0) branch = 1;
 202     break;
 203   case 0x38: /* blbc */
 204     if((*os_context_register_addr(context,reg_a)&1) == 0) branch = 1;
 205     break;
 206   case 0x39: /* beq */
 207     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)==0) branch = 1;
 208     break;
 209   case 0x3a: /* blt */
 210     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)<0) branch = 1;
 211     break;
 212   case 0x3b: /* ble */
 213     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)<=0) branch = 1;
 214     break;
 215   case 0x3c: /* blbs */
 216     if((*os_context_register_addr(context,reg_a)&1)!=0) branch = 1;
 217     break;
 218   case 0x3d: /* bne */
 219     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)!=0) branch = 1;
 220     break;
 221   case 0x3e: /* bge */
 222     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)>=0) branch = 1;
 223     break;
 224   case 0x3f: /* bgt */
 225     if(*os_context_register_addr(context,reg_a)>0) branch = 1;
 226     break;
 227   }
 228   if(branch) next_pc += disp*4;
 229   return next_pc;
 230 }
 231
 232 static sigset_t orig_sigmask;
 233
 234 void arch_do_displaced_inst(os_context_t *context,unsigned int orig_inst)
 235 {
 236   unsigned int *pc=(unsigned int *)(*os_context_pc_addr(context));
 237   unsigned int *next_pc;
 238   unsigned int next_inst;
 239   int op = orig_inst >> 26;;
 240   fprintf(stderr,"arch_do_displaced_inst depends on sigreturn, which is not implemented and will\nalways fail\n");
 241   orig_sigmask = *os_context_sigmask_addr(context);
 242   sigaddset_blockable(os_context_sigmask_addr(context));
 243
 244   /* Figure out where the displaced inst is going. */
 245   if(op == 0x1a || (op&0xf) == 0x30) /* branch...ugh */
 246     /* The cast to long is just to shut gcc up. */
 247     next_pc = (unsigned int *)((long)emulate_branch(context,orig_inst));
 248   else
 249     next_pc = pc+1;
 250
 251   /* Put the original instruction back. */
 252   *pc = orig_inst;
 253   os_flush_icache((os_vm_address_t)pc, sizeof(unsigned long));
 254   skipped_break_addr = pc;
 255
 256   /* Set the after breakpoint. */
 257   displaced_after_inst = *next_pc;
 258   *next_pc = BREAKPOINT_INST;
 259   after_breakpoint=1;
 260   os_flush_icache((os_vm_address_t)next_pc, sizeof(unsigned long));
 261
 262   ldb_monitor();
 263   sigreturn(context);
 264 }
 265
 266 #define AfterBreakpoint 100
 267
 268 static void
 269 sigill_handler(int signal, siginfo_t *siginfo, os_context_t *context) {
 270     fake_foreign_function_call(context);
 271     ldb_monitor();
 272 }
 273
 274 static void
 275 sigtrap_handler(int signal, siginfo_t *siginfo, os_context_t *context)
 276 {
 277     /* Don't disallow recursive breakpoint traps.  Otherwise, we can't */
 278     /* use debugger breakpoints anywhere in here. */
 279
 280     sigset_t *mask=(os_context_sigmask_addr(context));
 281     unsigned int code;
 282     fprintf(stderr,"sigtrap_handler:signal %d context=%p ",signal,context);
 283     sigsetmask(mask);
 284
 285     /* this is different from how CMUCL does it.  CMUCL used
 286      * "call_pal PAL_gentrap", which doesn't do anything on Linux
 287      * so screwed up our offsets in odd ways.  We use "bpt" instead
 288      */
 289
 290     /* probably we should
 291     assert(*(unsigned int*)(*os_context_pc_addr(context)-4) == BREAKPOINT_INST)
 292     but I've not decided a good way to handle it if it turns out not to be
 293     */
 294     code=*((u32 *)(*os_context_pc_addr(context)));
 295     fprintf(stderr,"pc=%lx  code=%d, inst=%x\n",
 296             *os_context_pc_addr(context),  code,
 297             *(unsigned int*)(*os_context_pc_addr(context)-4));
 298     switch (code) {
 299       case trap_PendingInterrupt:
 300         arch_skip_instruction(context);
 301         interrupt_handle_pending(context);
 302         break;
 303
 304       case trap_Halt:
 305         fake_foreign_function_call(context);
 306         lose("%%primitive halt called; the party is over.\n");
 307
 308       case trap_Error:
 309       case trap_Cerror:
 310         interrupt_internal_error(signal, siginfo, context, code==trap_Cerror);
 311         break;
 312
 313       case trap_Breakpoint:
 314         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 315         handle_breakpoint(signal, siginfo, context);
 316         break;
 317
 318       case trap_FunctionEndBreakpoint:
 319         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 320         *os_context_pc_addr(context) = (int)handle_function_end_breakpoint(signal, siginfo, context);
 321         break;
 322
 323       case AfterBreakpoint:
 324         *os_context_pc_addr(context) -=4;
 325         *skipped_break_addr = BREAKPOINT_INST;
 326         os_flush_icache((os_vm_address_t)skipped_break_addr,
 327                         sizeof(unsigned long));
 328         skipped_break_addr = NULL;
 329         *(unsigned int *)*os_context_pc_addr(context) = displaced_after_inst;
 330         os_flush_icache((os_vm_address_t)*os_context_pc_addr(context), sizeof(unsigned long));
 331         *os_context_sigmask_addr(context)= orig_sigmask;
 332         after_breakpoint=0; /* NULL; */
 333         break;
 334
 335       default:
 336         interrupt_handle_now(signal, siginfo, context);
 337         break;
 338     }
 339 }
 340
 341 #define FIXNUM_VALUE(lispobj) (((int)lispobj)>>2)
 342
 343 static void sigfpe_handler(int signal, int code, os_context_t *context)
 344 {
 345 }
 346
 347 void arch_install_interrupt_handlers()
 348 {
 349     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGILL,  sigill_handler);
 350     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGTRAP, sigtrap_handler);
 351     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGFPE,  sigfpe_handler);
 352 }
 353
 354 extern lispobj call_into_lisp(lispobj fun, lispobj *args, int nargs);
 355
 356 lispobj funcall0(lispobj function)
 357 {
 358     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 359
 360     return call_into_lisp(function, args, 0);
 361 }
 362
 363 lispobj funcall1(lispobj function, lispobj arg0)
 364 {
 365     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 366
 367     current_control_stack_pointer += 1;
 368     args[0] = arg0;
 369
 370     return call_into_lisp(function, args, 1);
 371 }
 372
 373 lispobj funcall2(lispobj function, lispobj arg0, lispobj arg1)
 374 {
 375     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 376
 377     current_control_stack_pointer += 2;
 378     args[0] = arg0;
 379     args[1] = arg1;
 380
 381     return call_into_lisp(function, args, 2);
 382 }
 383
 384 lispobj funcall3(lispobj function, lispobj arg0, lispobj arg1, lispobj arg2)
 385 {
 386     lispobj *args = current_control_stack_pointer;
 387
 388     current_control_stack_pointer += 3;
 389     args[0] = arg0;
 390     args[1] = arg1;
 391     args[2] = arg2;
 392
 393     return call_into_lisp(function, args, 3);
 394 }
 395
 396
 397 /* This is apparently called by emulate_branch, but isn't defined.  So */
 398 /* just do nothing and hope it works... */
 399 void cacheflush(void)
 400 {
 401     /* hoping probably isn't _actually_ enough.  we should call_pal imb,
 402        according to the arch ref manual
 403     */
 404 }