src/runtime/linux-os.c

   1 /*
   2  * the Linux incarnation of OS-dependent routines.  See also
   3  * $(sbcl_arch)-linux-os.c
   4  *
   5  * This file (along with os.h) exports an OS-independent interface to
   6  * the operating system VM facilities. Surprise surprise, this
   7  * interface looks a lot like the Mach interface (but simpler in some
   8  * places). For some operating systems, a subset of these functions
   9  * will have to be emulated.
  10  */
  11
  12 /*
  13  * This software is part of the SBCL system. See the README file for
  14  * more information.
  15  *
  16  * This software is derived from the CMU CL system, which was
  17  * written at Carnegie Mellon University and released into the
  18  * public domain. The software is in the public domain and is
  19  * provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
  20  * files for more information.
  21  */
  22
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <sys/param.h>
  25 #include <sys/file.h>
  26 #include "sbcl.h"
  27 #include "./signal.h"
  28 #include "os.h"
  29 #include "arch.h"
  30 #include "globals.h"
  31 #include "interrupt.h"
  32 #include "interr.h"
  33 #include "lispregs.h"
  34 #include "runtime.h"
  35 #include "genesis/static-symbols.h"
  36 #include "genesis/fdefn.h"
  37 #include <sys/socket.h>
  38 #include <sys/utsname.h>
  39
  40 #include <sys/types.h>
  41 #include <signal.h>
  42 /* #include <sys/sysinfo.h> */
  43 #include <sys/time.h>
  44 #include <sys/stat.h>
  45 #include <unistd.h>
  46 #include <linux/version.h>
  47
  48 #include "validate.h"
  49 #include "thread.h"
  50 #include "gc.h"
  51 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
  52 #include "gencgc-internal.h"
  53 #endif
  54
  55 #ifdef LISP_FEATURE_X86
  56 /* Prototype for personality(2). Done inline here since the header file
  57  * for this isn't available on old versions of glibc. */
  58 int personality (unsigned long);
  59 #endif
  60
  61 size_t os_vm_page_size;
  62
  63 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
  64 #include <sys/syscall.h>
  65 #include <unistd.h>
  66 #include <errno.h>
  67
  68 /* values taken from the kernel's linux/futex.h.  This header file
  69    doesn't exist in userspace, which is our excuse for not grovelling
  70    them automatically */
  71 #define FUTEX_WAIT (0)
  72 #define FUTEX_WAKE (1)
  73 #define FUTEX_FD (2)
  74 #define FUTEX_REQUEUE (3)
  75
  76 #define sys_futex sbcl_sys_futex
  77 static inline int sys_futex (void *futex, int op, int val, struct timespec *rel)
  78 {
  79     return syscall (SYS_futex, futex, op, val, rel);
  80 }
  81
  82 int
  83 futex_wait(int *lock_word, int oldval)
  84 {
  85     int t= sys_futex(lock_word,FUTEX_WAIT,oldval, 0);
  86     return t;
  87 }
  88
  89 int
  90 futex_wake(int *lock_word, int n)
  91 {
  92     return sys_futex(lock_word,FUTEX_WAKE,n,0);
  93 }
  94 #endif
  95
  96 \f
  97 int linux_sparc_siginfo_bug = 0;
  98 int linux_no_threads_p = 0;
  99
 100 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 101 int
 102 isnptl (void)
 103 {
 104   size_t n = confstr (_CS_GNU_LIBPTHREAD_VERSION, NULL, 0);
 105   if (n > 0) {
 106       char *buf = alloca (n);
 107       confstr (_CS_GNU_LIBPTHREAD_VERSION, buf, n);
 108       if (strstr (buf, "NPTL")) {
 109           return 1;
 110       }
 111   }
 112   return 0;
 113 }
 114 #endif
 115
 116 void
 117 os_init(char *argv[], char *envp[])
 118 {
 119     /* Conduct various version checks: do we have enough mmap(), is
 120      * this a sparc running 2.2, can we do threads? */
 121 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 122     int *futex=0;
 123 #endif
 124     struct utsname name;
 125     int major_version;
 126     int minor_version;
 127     int patch_version;
 128     char *p;
 129     uname(&name);
 130     p=name.release;
 131     major_version = atoi(p);
 132     p=strchr(p,'.')+1;
 133     minor_version = atoi(p);
 134     p=strchr(p,'.')+1;
 135     patch_version = atoi(p);
 136     if (major_version<2) {
 137         lose("linux kernel version too old: major version=%d (can't run in version < 2.0.0)\n",
 138              major_version);
 139     }
 140     if (!(major_version>2 || minor_version >= 4)) {
 141 #ifdef LISP_FEATURE_SPARC
 142         FSHOW((stderr,"linux kernel %d.%d predates 2.4;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", major_version,minor_version));
 143         linux_sparc_siginfo_bug = 1;
 144 #endif
 145     }
 146 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 147     futex_wait(futex,-1);
 148     if(errno==ENOSYS) {
 149        lose("This version of SBCL is compiled with threading support, but your kernel\n"
 150             "is too old to support this. Please use a more recent kernel or\n"
 151             "a version of SBCL without threading support.\n");
 152     }
 153     if(! isnptl()) {
 154        lose("This version of SBCL only works correctly with the NPTL threading\n"
 155             "library. Please use a newer glibc, use an older SBCL, or stop using\n"
 156             "LD_ASSUME_KERNEL\n");
 157     }
 158 #endif
 159     os_vm_page_size = getpagesize();
 160
 161     /* KLUDGE: Disable memory randomization on new Linux kernels
 162      * by setting a personality flag and re-executing. (We need
 163      * to re-execute, since the memory maps that can conflict with
 164      * the SBCL spaces have already been done at this point).
 165      *
 166      * Since randomization is currently implemented only on x86 kernels,
 167      * don't do this trick on other platforms.
 168      */
 169 #ifdef LISP_FEATURE_X86
 170     if ((major_version == 2
 171          /* Some old kernels will apparently lose unsupported personality flags
 172           * on exec() */
 173          && ((minor_version == 6 && patch_version >= 11)
 174              || (minor_version > 6)))
 175         || major_version >= 3)
 176     {
 177         int pers = personality(0xffffffffUL);
 178         /* 0x40000 aka. ADDR_NO_RANDOMIZE */
 179         if (!(pers & 0x40000)) {
 180             int retval = personality(pers | 0x40000);
 181             /* Allegedly some Linux kernels (the reported case was
 182              * "hardened Linux 2.6.7") won't set the new personality,
 183              * but nor will they return -1 for an error. So as a
 184              * workaround query the new personality...
 185              */
 186             int newpers = personality(0xffffffffUL);
 187             /* ... and don't re-execute if either the setting resulted
 188              * in an error or if the value didn't change. Otherwise
 189              * this might result in an infinite loop.
 190              */
 191             if (retval != -1 && newpers != pers) {
 192                 /* Use /proc/self/exe instead of trying to figure out
 193                  * the executable path from PATH and argv[0], since
 194                  * that's unreliable. We follow the symlink instead of
 195                  * executing the file directly in order to prevent top
 196                  * from displaying the name of the process as "exe". */
 197                 char runtime[PATH_MAX+1];
 198                 int i = readlink("/proc/self/exe", runtime, PATH_MAX);
 199                 if (i != -1) {
 200                     runtime[i] = '\0';
 201                     execve(runtime, argv, envp);
 202                 }
 203             }
 204             /* Either changing the personality or execve() failed. Either
 205              * way we might as well continue, and hope that the random
 206              * memory maps are ok this time around.
 207              */
 208             fprintf(stderr, "WARNING: Couldn't re-execute SBCL with the proper personality flags (maybe /proc isn't mounted?). Trying to continue anyway.\n");
 209         }
 210     }
 211     /* Use SSE detector.  Recent versions of Linux enable SSE support
 212      * on SSE capable CPUs.  */
 213     /* FIXME: Are there any old versions that does not support SSE?  */
 214     fast_bzero_pointer = fast_bzero_detect;
 215 #endif
 216 }
 217
 218
 219 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 220 /* The Alpha is a 64 bit CPU.  SBCL is a 32 bit application.  Due to all
 221  * the places that assume we can get a pointer into a fixnum with no
 222  * information loss, we have to make sure it allocates all its ram in the
 223  * 0-2Gb region.  */
 224
 225 static void * under_2gb_free_pointer=DYNAMIC_1_SPACE_END;
 226 #endif
 227
 228 os_vm_address_t
 229 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 230 {
 231     int flags =  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_NORESERVE;
 232     os_vm_address_t actual;
 233
 234 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 235     if (!addr) {
 236         addr=under_2gb_free_pointer;
 237     }
 238 #endif
 239     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 240     if (actual == MAP_FAILED) {
 241         perror("mmap");
 242         return 0;               /* caller should check this */
 243     }
 244
 245     if (addr && (addr!=actual)) {
 246         fprintf(stderr, "mmap: wanted %lu bytes at %p, actually mapped at %p\n",
 247                 (unsigned long) len, addr, actual);
 248         return 0;
 249     }
 250
 251 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 252
 253     len=(len+(os_vm_page_size-1))&(~(os_vm_page_size-1));
 254     under_2gb_free_pointer+=len;
 255 #endif
 256
 257     return actual;
 258 }
 259
 260 void
 261 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 262 {
 263     if (munmap(addr,len) == -1) {
 264         perror("munmap");
 265     }
 266 }
 267
 268 os_vm_address_t
 269 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 270 {
 271     os_vm_address_t actual;
 272
 273     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, MAP_PRIVATE | MAP_FIXED,
 274                   fd, (off_t) offset);
 275     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr != actual))) {
 276         perror("mmap");
 277         lose("unexpected mmap(..) failure\n");
 278     }
 279
 280     return actual;
 281 }
 282
 283 void
 284 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 285 {
 286     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 287         perror("mprotect");
 288     }
 289 }
 290 \f
 291 boolean
 292 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 293 {
 294     struct thread *th;
 295     size_t ad = (size_t) addr;
 296
 297     if ((READ_ONLY_SPACE_START <= ad && ad < READ_ONLY_SPACE_END)
 298         || (STATIC_SPACE_START <= ad && ad < STATIC_SPACE_END)
 299 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 300         || (DYNAMIC_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_SPACE_END)
 301 #else
 302         || (DYNAMIC_0_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_0_SPACE_END)
 303         || (DYNAMIC_1_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_1_SPACE_END)
 304 #endif
 305         )
 306         return 1;
 307     for_each_thread(th) {
 308         if((size_t)(th->control_stack_start) <= ad
 309            && ad < (size_t)(th->control_stack_end))
 310             return 1;
 311         if((size_t)(th->binding_stack_start) <= ad
 312            && ad < (size_t)(th->binding_stack_start + BINDING_STACK_SIZE))
 313             return 1;
 314     }
 315     return 0;
 316 }
 317 \f
 318 /*
 319  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 320  */
 321
 322 /*
 323  * The GC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 324  * page fault on this OS.
 325  */
 326 static void
 327 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 328 {
 329     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 330     os_vm_address_t addr = arch_get_bad_addr(signal, info, context);
 331
 332 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 333     /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section during
 334        which a signal was received.  We must deal with the pending
 335        interrupt (see also interrupt.c, ../code/interrupt.lisp)
 336
 337        (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in reg_ALLOC.
 338        At the end of the atomic section we tried to write to reg_ALLOC,
 339        got a SIGSEGV (there's nothing mapped there) so ended up here. */
 340     if (addr != NULL &&
 341         *os_context_register_addr(context, reg_ALLOC) & (1L<<63)) {
 342         *os_context_register_addr(context, reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 343         interrupt_handle_pending(context);
 344         return;
 345     }
 346 #endif
 347
 348 #ifdef LISP_FEATURE_GENCGC
 349     if (!gencgc_handle_wp_violation(addr))
 350 #else
 351     if (!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 352 #endif
 353         if (!handle_guard_page_triggered(context, addr))
 354 #ifdef LISP_FEATURE_C_STACK_IS_CONTROL_STACK
 355             arrange_return_to_lisp_function(context, SymbolFunction(MEMORY_FAULT_ERROR));
 356 #else
 357             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 358 #endif
 359 }
 360
 361 void
 362 os_install_interrupt_handlers(void)
 363 {
 364     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 365                                                  sigsegv_handler);
 366 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 367     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_INTERRUPT_THREAD,
 368                                                  interrupt_thread_handler);
 369     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 370                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 371 #endif
 372 }