src/runtime/bsd-os.c

   1 /*
   2  * OS-dependent routines for BSD-ish systems
   3  *
   4  * This file (along with os.h) exports an OS-independent interface to
   5  * the operating system VM facilities. This interface looks a lot like
   6  * the Mach interface (but simpler in some places). For some operating
   7  * systems, a subset of these functions will have to be emulated.
   8  */
   9
  10 /*
  11  * This software is part of the SBCL system. See the README file for
  12  * more information.
  13  *
  14  * This software is derived from the CMU CL system, which was
  15  * written at Carnegie Mellon University and released into the
  16  * public domain. The software is in the public domain and is
  17  * provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
  18  * files for more information.
  19  */
  20
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <sys/param.h>
  23 #include <sys/file.h>
  24 #include <unistd.h>
  25 #include <assert.h>
  26 #include <errno.h>
  27 #include "sbcl.h"
  28 #include "./signal.h"
  29 #include "os.h"
  30 #include "arch.h"
  31 #include "globals.h"
  32 #include "interrupt.h"
  33 #include "interr.h"
  34 #include "lispregs.h"
  35 #include "thread.h"
  36 #include "runtime.h"
  37 #include "genesis/static-symbols.h"
  38 #include "genesis/fdefn.h"
  39
  40 #include <sys/types.h>
  41 #include <signal.h>
  42 /* #include <sys/sysinfo.h> */
  43 #include "validate.h"
  44 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
  45 #include "gencgc-internal.h"
  46 #endif
  47 \f
  48 os_vm_size_t os_vm_page_size;
  49
  50 #ifdef __NetBSD__
  51 #include <sys/resource.h>
  52 #include <sys/sysctl.h>
  53 #include <string.h>
  54 #include <sys/stat.h> /* For the stat-family wrappers. */
  55 #include <dirent.h>   /* For the opendir()/readdir() wrappers */
  56 #include <sys/socket.h> /* For the socket() wrapper */
  57 static void netbsd_init();
  58 #endif /* __NetBSD__ */
  59
  60 #ifdef __FreeBSD__
  61 #include <sys/sysctl.h>
  62 #if defined(LISP_FEATURE_SB_THREAD) && !defined(LISP_FEATURE_SB_PTHREAD_FUTEX)
  63 #include <sys/umtx.h>
  64 #endif
  65
  66 static void freebsd_init();
  67 #endif /* __FreeBSD__ */
  68
  69 #ifdef __OpenBSD__
  70 #include <sys/types.h>
  71 #include <sys/resource.h>
  72 #include <sys/stat.h>
  73 #include <dlfcn.h>
  74
  75 static void openbsd_init();
  76 #endif
  77
  78 void
  79 os_init(char *argv[], char *envp[])
  80 {
  81     os_vm_page_size = getpagesize();
  82
  83 #ifdef __NetBSD__
  84     netbsd_init();
  85 #elif defined(__FreeBSD__)
  86     freebsd_init();
  87 #elif defined(__OpenBSD__)
  88     openbsd_init();
  89 #endif
  90 }
  91
  92 sigset_t *
  93 os_context_sigmask_addr(os_context_t *context)
  94 {
  95     /* (Unlike most of the other context fields that we access, the
  96      * signal mask field is a field of the basic, outermost context
  97      * struct itself both in FreeBSD 4.0 and in OpenBSD 2.6.) */
  98 #if defined(__FreeBSD__)  || defined(__NetBSD__) || defined(LISP_FEATURE_DARWIN)
  99     return &context->uc_sigmask;
 100 #elif defined (__OpenBSD__)
 101     return &context->sc_mask;
 102 #else
 103 #error unsupported BSD variant
 104 #endif
 105 }
 106
 107 os_vm_address_t
 108 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 109 {
 110     int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANON;
 111
 112     if (addr)
 113         flags |= MAP_FIXED;
 114
 115     addr = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 116
 117     if (addr == MAP_FAILED) {
 118         perror("mmap");
 119         return NULL;
 120     }
 121
 122     return addr;
 123 }
 124
 125 void
 126 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 127 {
 128     if (munmap(addr, len) == -1)
 129         perror("munmap");
 130 }
 131
 132 os_vm_address_t
 133 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 134 {
 135     addr = mmap(addr, len,
 136                 OS_VM_PROT_ALL,
 137                 MAP_PRIVATE | MAP_FILE | MAP_FIXED,
 138                 fd, (off_t) offset);
 139
 140     if (addr == MAP_FAILED) {
 141         perror("mmap");
 142         lose("unexpected mmap(..) failure\n");
 143     }
 144
 145     return addr;
 146 }
 147
 148 void
 149 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 150 {
 151     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 152         perror("mprotect");
 153     }
 154 }
 155 \f
 156 static boolean
 157 in_range_p(os_vm_address_t a, lispobj sbeg, size_t slen)
 158 {
 159     char* beg = (char*) sbeg;
 160     char* end = (char*) sbeg + slen;
 161     char* adr = (char*) a;
 162     return (adr >= beg && adr < end);
 163 }
 164
 165 boolean
 166 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 167 {
 168     struct thread *th;
 169
 170     if (in_range_p(addr, READ_ONLY_SPACE_START, READ_ONLY_SPACE_SIZE) ||
 171         in_range_p(addr, STATIC_SPACE_START, STATIC_SPACE_SIZE) ||
 172         in_range_p(addr, DYNAMIC_SPACE_START, dynamic_space_size))
 173         return 1;
 174     for_each_thread(th) {
 175         if (((os_vm_address_t)th->control_stack_start <= addr) &&
 176             (addr < (os_vm_address_t)th->control_stack_end))
 177             return 1;
 178         if (in_range_p(addr, (lispobj) th->binding_stack_start,
 179                        BINDING_STACK_SIZE))
 180             return 1;
 181     }
 182     return 0;
 183 }
 184 \f
 185 /*
 186  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 187  */
 188
 189 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 190
 191 /*
 192  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 193  * page fault on this OS.
 194  */
 195
 196 void
 197 memory_fault_handler(int signal, siginfo_t *siginfo, void *void_context
 198 #if defined(LISP_FEATURE_FREEBSD) && defined(LISP_FEATURE_X86_64)
 199 /* FreeBSD/amd64 stores fault address only in undocumented 4th arg. */
 200                      ,void *fault_addr
 201 #endif
 202     )
 203 {
 204     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 205 #if defined(LISP_FEATURE_FREEBSD) && defined(LISP_FEATURE_X86_64)
 206     /* KLUDGE: Store fault address into si_addr for compatibilities. */
 207     siginfo->si_addr = fault_addr;
 208 #else
 209     void *fault_addr = arch_get_bad_addr(signal, siginfo, context);
 210 #endif
 211
 212 #if defined(LISP_FEATURE_RESTORE_TLS_SEGMENT_REGISTER_FROM_CONTEXT)
 213     FSHOW_SIGNAL((stderr, "/ TLS: restoring fs: %p in memory_fault_handler\n",
 214                   *CONTEXT_ADDR_FROM_STEM(fs)));
 215     os_restore_tls_segment_register(context);
 216 #endif
 217
 218     FSHOW((stderr, "Memory fault at: %p, PC: %p\n", fault_addr, *os_context_pc_addr(context)));
 219
 220     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr))
 221         if(!handle_guard_page_triggered(context,fault_addr)) {
 222 #ifdef LISP_FEATURE_C_STACK_IS_CONTROL_STACK
 223             lisp_memory_fault_error(context, fault_addr);
 224 #else
 225
 226             /* this disabled section is what used to be here: */
 227 #if 0
 228             /* FIXME: never returns 0 */
 229             if (!maybe_gc(context)) {
 230                 interrupt_handle_now(signal, siginfo, context);
 231             }
 232 #endif
 233             /* FIXME: Nowadays, maybe_gc does return 1 to indicate
 234              * that GC did happen, but I'm keeping the code as it
 235              * was. */
 236             maybe_gc(context);
 237             interrupt_handle_now(signal, siginfo, context);
 238 #endif
 239         }
 240 }
 241
 242 #if defined(LISP_FEATURE_MACH_EXCEPTION_HANDLER)
 243 void
 244 mach_error_memory_fault_handler(int signal, siginfo_t *siginfo, void *void_context) {
 245     lose("Unhandled memory fault. Exiting.");
 246 }
 247 #endif
 248
 249 void
 250 os_install_interrupt_handlers(void)
 251 {
 252     SHOW("os_install_interrupt_handlers()/bsd-os/defined(GENCGC)");
 253 #if defined(LISP_FEATURE_MACH_EXCEPTION_HANDLER)
 254     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 255                                                  mach_error_memory_fault_handler);
 256 #else
 257     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 258 #ifdef LISP_FEATURE_FREEBSD
 259                                                  (__siginfohandler_t *)
 260 #endif
 261                                                  memory_fault_handler);
 262 #endif
 263
 264 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 265     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 266                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 267 #endif
 268     SHOW("leaving os_install_interrupt_handlers()");
 269 }
 270
 271 #else /* Currently PPC/Darwin/Cheney only */
 272
 273 static void
 274 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 275 {
 276     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 277 #if 0
 278     unsigned int pc =  (unsigned int *)(*os_context_pc_addr(context));
 279 #endif
 280     os_vm_address_t addr;
 281
 282     addr = arch_get_bad_addr(signal, info, context);
 283     if (!cheneygc_handle_wp_violation(context, addr))
 284         if (!handle_guard_page_triggered(context, addr))
 285             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 286 }
 287
 288 void
 289 os_install_interrupt_handlers(void)
 290 {
 291     SHOW("os_install_interrupt_handlers()/bsd-os/!defined(GENCGC)");
 292     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 293                                                  sigsegv_handler);
 294 }
 295
 296 #endif /* defined GENCGC */
 297
 298 #ifdef __NetBSD__
 299 static void netbsd_init()
 300 {
 301     struct rlimit rl;
 302     int mib[2], osrev;
 303     size_t len;
 304
 305     /* Are we running on a sufficiently functional kernel? */
 306     mib[0] = CTL_KERN;
 307     mib[1] = KERN_OSREV;
 308
 309     len = sizeof(osrev);
 310     sysctl(mib, 2, &osrev, &len, NULL, 0);
 311
 312     /* If we're older than 2.0... */
 313     if (osrev < 200000000) {
 314         fprintf(stderr, "osrev = %d (needed at least 200000000).\n", osrev);
 315         lose("NetBSD kernel too old to run sbcl.\n");
 316     }
 317
 318     /* NetBSD counts mmap()ed space against the process's data size limit,
 319      * so yank it up. This might be a nasty thing to do? */
 320     getrlimit (RLIMIT_DATA, &rl);
 321     /* Amazingly for such a new port, the provenance and meaning of
 322        this number are unknown.  It might just mean REALLY_BIG_LIMIT,
 323        or possibly it should be calculated from dynamic space size.
 324        -- CSR, 2004-04-08 */
 325     rl.rlim_cur = 1073741824;
 326     if (setrlimit (RLIMIT_DATA, &rl) < 0) {
 327         fprintf (stderr,
 328                  "RUNTIME WARNING: unable to raise process data size limit:\n\
 329   %s.\n\
 330 The system may fail to start.\n",
 331                  strerror(errno));
 332     }
 333 }
 334
 335 /* Various routines in NetBSD's C library are compatibility wrappers
 336    for old versions. Programs must be processed by the C toolchain in
 337    order to get up-to-date definitions of such routines. */
 338 /* The stat-family, opendir, and readdir are used only in sb-posix, as
 339    of 2007-01-16. -- RMK */
 340 int
 341 _stat(const char *path, struct stat *sb)
 342 {
 343     return stat(path, sb);
 344 }
 345 int
 346 _lstat(const char *path, struct stat *sb)
 347 {
 348     return lstat(path, sb);
 349 }
 350 int
 351 _fstat(int fd, struct stat *sb)
 352 {
 353     return fstat(fd, sb);
 354 }
 355
 356 DIR *
 357 _opendir(const char *filename)
 358 {
 359     return opendir(filename);
 360 }
 361 struct dirent *
 362 _readdir(DIR *dirp)
 363 {
 364     return readdir(dirp);
 365 }
 366
 367 /* Used in sb-bsd-sockets. */
 368 int
 369 _socket(int domain, int type, int protocol)
 370 {
 371     return socket(domain, type, protocol);
 372 }
 373 #endif /* __NetBSD__ */
 374
 375 #ifdef __FreeBSD__
 376 extern int getosreldate(void);
 377
 378 int sig_memory_fault;
 379
 380 static void freebsd_init()
 381 {
 382     /* Memory fault signal on FreeBSD was changed from SIGBUS to
 383      * SIGSEGV. */
 384     if (getosreldate() < 700004)
 385         sig_memory_fault = SIGBUS;
 386     else
 387         sig_memory_fault = SIGSEGV;
 388
 389     /* Quote from sbcl-devel (NIIMI Satoshi): "Some OSes, like FreeBSD
 390      * 4.x with GENERIC kernel, does not enable SSE support even on
 391      * SSE capable CPUs". Detect this situation and skip the
 392      * fast_bzero sse/base selection logic that's normally done in
 393      * x86-assem.S.
 394      */
 395 #ifdef LISP_FEATURE_X86
 396     {
 397         size_t len;
 398         int instruction_sse;
 399
 400         len = sizeof(instruction_sse);
 401         if (sysctlbyname("hw.instruction_sse", &instruction_sse, &len,
 402                          NULL, 0) == 0 && instruction_sse != 0) {
 403             /* Use the SSE detector */
 404             fast_bzero_pointer = fast_bzero_detect;
 405         }
 406     }
 407 #endif /* LISP_FEATURE_X86 */
 408 }
 409
 410 #if defined(LISP_FEATURE_SB_THREAD) && !defined(LISP_FEATURE_SB_PTHREAD_FUTEX)
 411 int
 412 futex_wait(int *lock_word, long oldval, long sec, unsigned long usec)
 413 {
 414     struct timespec timeout;
 415     int ret;
 416
 417     if (sec < 0)
 418         ret = umtx_wait((void *)lock_word, oldval, NULL);
 419     else {
 420         timeout.tv_sec = sec;
 421         timeout.tv_nsec = usec * 1000;
 422         ret = umtx_wait((void *)lock_word, oldval, &timeout);
 423     }
 424
 425     switch (ret) {
 426     case 0:
 427         return 0;
 428     case ETIMEDOUT:
 429         return 1;
 430     case EINTR:
 431         return 2;
 432     default:
 433         /* EWOULDBLOCK and others, need to check the lock */
 434         return -1;
 435     }
 436 }
 437
 438 int
 439 futex_wake(int *lock_word, int n)
 440 {
 441     return umtx_wake((void *)lock_word, n);
 442 }
 443 #endif
 444 #endif /* __FreeBSD__ */
 445
 446 #ifdef LISP_FEATURE_DARWIN
 447 /* defined in ppc-darwin-os.c instead */
 448 #elif defined(LISP_FEATURE_FREEBSD)
 449 #ifndef KERN_PROC_PATHNAME
 450 #define KERN_PROC_PATHNAME 12
 451 #endif
 452
 453 char *
 454 os_get_runtime_executable_path()
 455 {
 456     char path[PATH_MAX + 1];
 457
 458     if (getosreldate() >= 600024) {
 459         /* KERN_PROC_PATHNAME is available */
 460         size_t len = PATH_MAX + 1;
 461         int mib[4];
 462
 463         mib[0] = CTL_KERN;
 464         mib[1] = KERN_PROC;
 465         mib[2] = KERN_PROC_PATHNAME;
 466         mib[3] = -1;
 467         if (sysctl(mib, 4, &path, &len, NULL, 0) != 0)
 468             return NULL;
 469     } else {
 470         int size;
 471         size = readlink("/proc/curproc/file", path, sizeof(path) - 1);
 472         if (size < 0)
 473             return NULL;
 474         path[size] = '\0';
 475     }
 476     if (strcmp(path, "unknown") == 0)
 477         return NULL;
 478     return copied_string(path);
 479 }
 480 #elif defined(LISP_FEATURE_NETBSD) || defined(LISP_FEATURE_OPENBSD)
 481 char *
 482 os_get_runtime_executable_path()
 483 {
 484     struct stat sb;
 485     char *path = strdup("/proc/curproc/file");
 486     if (path && ((stat(path, &sb)) == 0))
 487         return path;
 488     else {
 489         fprintf(stderr, "Couldn't stat /proc/curproc/file; is /proc mounted?\n");
 490         return NULL;
 491     }
 492 }
 493 #else /* Not DARWIN or FREEBSD or NETBSD or OPENBSD */
 494 char *
 495 os_get_runtime_executable_path()
 496 {
 497     return NULL;
 498 }
 499 #endif
 500
 501 #ifdef __OpenBSD__
 502 void
 503 openbsd_init()
 504 {
 505     struct rlimit rl;
 506
 507     /* OpenBSD, like NetBSD, counts mmap()ed space against the
 508      * process's data size limit. If the soft limit is lower than the
 509      * hard limit then try to yank it up, this lets users in the
 510      * "staff" login class run sbcl with a default /etc/login.conf
 511      */
 512     getrlimit (RLIMIT_DATA, &rl);
 513     if (rl.rlim_cur < rl.rlim_max) {
 514         rl.rlim_cur = rl.rlim_max;
 515         if (setrlimit (RLIMIT_DATA, &rl) < 0) {
 516             fprintf (stderr,
 517                      "RUNTIME WARNING: unable to raise process data size limit:\n\
 518   %s.\n\
 519 The system may fail to start.\n",
 520                      strerror(errno));
 521         }
 522     }
 523
 524     /* Display a (hopefully) helpful warning if it looks like we won't
 525      * be able to allocate enough memory. In testing I found that on
 526      * my system at least, a minimum of 25M on top of the three space
 527      * sizes was needed to start SBCL. Show a warning below 32M so as
 528      * to leave a little breathing room.
 529      */
 530     getrlimit (RLIMIT_DATA, &rl);
 531     if (dynamic_space_size + READ_ONLY_SPACE_SIZE + STATIC_SPACE_SIZE +
 532         LINKAGE_TABLE_SPACE_SIZE + (32*1024*1024) > rl.rlim_cur)
 533         fprintf (stderr,
 534                  "RUNTIME WARNING: data size resource limit may be too low,\n"
 535                  "  try decreasing the dynamic space size with --dynamic-space-size\n");
 536 }
 537
 538 /* OpenBSD's dlsym() relies on the gcc bulitin
 539  * __builtin_return_address(0) returning an address in the
 540  * executable's text segment, but when called from lisp it will return
 541  * an address in the dynamic space.  Work around this by calling this
 542  * wrapper function instead. Note that tail-call optimization will
 543  * defeat this, disable it by saving the dlsym() return value in a
 544  * volatile variable.
 545 */
 546 void *
 547 os_dlsym(void *handle, const char *symbol)
 548 {
 549     void * volatile ret = dlsym(handle, symbol);
 550     return ret;
 551 }
 552
 553 #endif