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 "./signal.h"
  27 #include "os.h"
  28 #include "arch.h"
  29 #include "globals.h"
  30 #include "interrupt.h"
  31 #include "interr.h"
  32 #include "lispregs.h"
  33 #include "sbcl.h"
  34 #include <sys/socket.h>
  35 #include <sys/utsname.h>
  36
  37 #include <sys/types.h>
  38 #include <signal.h>
  39 /* #include <sys/sysinfo.h> */
  40 #include <sys/time.h>
  41 #include <sys/stat.h>
  42 #include <unistd.h>
  43
  44 #include "validate.h"
  45 size_t os_vm_page_size;
  46
  47 #include "gc.h"
  48 \f
  49
  50 #ifdef sparc
  51 int early_kernel = 0;
  52 #endif
  53 void os_init(void)
  54 {
  55     /* Early versions of Linux don't support the mmap(..) functionality
  56      * that we need. */
  57     {
  58         struct utsname name;
  59         int major_version;
  60 #ifdef sparc
  61         int minor_version;
  62 #endif
  63         uname(&name);
  64         major_version = atoi(name.release);
  65         if (major_version < 2) {
  66             lose("linux major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
  67                  major_version);
  68         }
  69 #ifdef sparc
  70         /* KLUDGE: This will break if Linux moves to a uname() version number
  71          * that has more than one digit initially -- CSR, 2002-02-12 */
  72         minor_version = atoi(name.release+2);
  73         if (minor_version < 4) {
  74             FSHOW((stderr,"linux minor version=%d;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", minor_version));
  75             early_kernel = 1;
  76         }
  77 #endif
  78     }
  79
  80     os_vm_page_size = getpagesize();
  81     /* This could just as well be in arch_init(), but it's not. */
  82 #ifdef __i386__
  83     /* FIXME: This used to be here.  However, I have just removed it
  84        with no apparent ill effects (it may be that earlier kernels
  85        started up a process with a different set of traps, or
  86        something?) Find out what this was meant to do, and reenable it
  87        or delete it if possible. -- CSR, 2002-07-15 */
  88     /* SET_FPU_CONTROL_WORD(0x1372|4|8|16|32);  no interrupts */
  89 #endif
  90 }
  91
  92 /* In Debian CMU CL ca. 2.4.9, it was possible to get an infinite
  93  * cascade of errors from do_mmap(..). This variable is a counter to
  94  * prevent that; when it counts down to zero, an error in do_mmap
  95  * causes the low-level monitor to be called. */
  96 int n_do_mmap_ignorable_errors = 3;
  97
  98 /* Return 0 for success. */
  99 static int
 100 do_mmap(os_vm_address_t *addr, os_vm_size_t len, int flags)
 101 {
 102     /* We *must* have the memory where we expect it. */
 103     os_vm_address_t old_addr = *addr;
 104
 105     *addr = mmap(*addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 106     if (*addr == MAP_FAILED ||
 107         ((old_addr != NULL) && (*addr != old_addr))) {
 108         FSHOW((stderr,
 109                "/retryable error in allocating memory from the OS\n"
 110                "(addr=0x%lx, len=0x%lx, flags=0x%lx)\n",
 111                (long) addr,
 112                (long) len,
 113                (long) flags));
 114         if (n_do_mmap_ignorable_errors > 0) {
 115             --n_do_mmap_ignorable_errors;
 116         } else {
 117             lose("too many errors in allocating memory from the OS");
 118         }
 119         perror("mmap");
 120         return 1;
 121     }
 122     return 0;
 123 }
 124
 125 os_vm_address_t
 126 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 127 {
 128     if (addr) {
 129         int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED;
 130         os_vm_address_t base_addr = addr;
 131         do {
 132             /* KLUDGE: It looks as though this code allocates memory
 133              * in chunks of size no larger than 'magic', but why? What
 134              * is the significance of 0x1000000 here? Also, can it be
 135              * right that if the first few 'do_mmap' calls succeed,
 136              * then one fails, we leave the memory allocated by the
 137              * first few in place even while we return a code for
 138              * complete failure? -- WHN 19991020
 139              *
 140              * Peter Van Eynde writes (20000211)
 141              *     This was done because the kernel would only check for
 142              *   overcommit for every allocation seperately. So if you
 143              *   had 16MB of free mem+swap you could allocate 16M. And
 144              *   again, and again, etc.
 145              *     This in [Linux] 2.X could be bad as they changed the memory
 146              *   system. A side effect was/is (I don't really know) that
 147              *   programs with a lot of memory mappings run slower. But
 148              *   of course for 2.2.2X we now have the NO_RESERVE flag that
 149              *   helps...
 150              *
 151              * FIXME: The logic is also flaky w.r.t. failed
 152              * allocations. If we make one or more successful calls to
 153              * do_mmap(..) before one fails, then we've allocated
 154              * memory, and we should ensure that it gets deallocated
 155              * sometime somehow. If this function's response to any
 156              * failed do_mmap(..) is to give up and return NULL (as in
 157              * sbcl-0.6.7), then any failed do_mmap(..) after any
 158              * successful do_mmap(..) causes a memory leak. */
 159             int magic = 0x1000000;
 160             if (len <= magic) {
 161                 if (do_mmap(&addr, len, flags)) {
 162                     return NULL;
 163                 }
 164                 len = 0;
 165             } else {
 166                 if (do_mmap(&addr, magic, flags)) {
 167                     return NULL;
 168                 }
 169                 addr += magic;
 170                 len = len - magic;
 171             }
 172         } while (len > 0);
 173         return base_addr;
 174     } else {
 175         int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
 176         if (do_mmap(&addr, len, flags)) {
 177             return NULL;
 178         } else {
 179             return addr;
 180         }
 181     }
 182 }
 183
 184 void
 185 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 186 {
 187     if (munmap(addr,len) == -1) {
 188         perror("munmap");
 189     }
 190 }
 191
 192 os_vm_address_t
 193 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 194 {
 195     addr = mmap(addr, len,
 196                 OS_VM_PROT_ALL,
 197                 MAP_PRIVATE | MAP_FILE | MAP_FIXED,
 198                 fd, (off_t) offset);
 199
 200     if (addr == MAP_FAILED) {
 201         perror("mmap");
 202         lose("unexpected mmap(..) failure");
 203     }
 204
 205     return addr;
 206 }
 207
 208 void
 209 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 210 {
 211     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 212         perror("mprotect");
 213     }
 214 }
 215 \f
 216 /* FIXME: Now that FOO_END, rather than FOO_SIZE, is the fundamental
 217  * description of a space, we could probably punt this and just do
 218  * (FOO_START <= x && x < FOO_END) everywhere it's called. */
 219 static boolean
 220 in_range_p(os_vm_address_t a, lispobj sbeg, size_t slen)
 221 {
 222     char* beg = (char*)((long)sbeg);
 223     char* end = (char*)((long)sbeg) + slen;
 224     char* adr = (char*)a;
 225     return (adr >= beg && adr < end);
 226 }
 227
 228 boolean
 229 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 230 {
 231     return
 232         in_range_p(addr, READ_ONLY_SPACE_START, READ_ONLY_SPACE_SIZE) ||
 233         in_range_p(addr, STATIC_SPACE_START   , STATIC_SPACE_SIZE) ||
 234         in_range_p(addr, DYNAMIC_SPACE_START  , DYNAMIC_SPACE_SIZE) ||
 235         in_range_p(addr, CONTROL_STACK_START  , CONTROL_STACK_SIZE) ||
 236         in_range_p(addr, BINDING_STACK_START  , BINDING_STACK_SIZE);
 237 }
 238 \f
 239 /*
 240  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 241  */
 242
 243
 244 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 245
 246 /*
 247  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 248  * page fault on this OS.
 249  */
 250 void
 251 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 252 {
 253     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 254     void* fault_addr = (void*)context->uc_mcontext.cr2;
 255     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr))
 256         if(!handle_control_stack_guard_triggered(context,fault_addr))
 257             interrupt_handle_now(signal, info, void_context);
 258 }
 259
 260 #else
 261
 262 static void
 263 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 264 {
 265     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 266     os_vm_address_t addr;
 267
 268     addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 269     if (addr != NULL &&
 270         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 271
 272         /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section
 273          * during which a signal was received.  We must deal with the
 274          * pending interrupt (see also interrupt.c,
 275          * ../code/interrupt.lisp)
 276          */
 277         /* (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in
 278          * reg_Alloc.  At the end of the atomic section we tried to
 279          * write to reg_ALLOC, got a SIGSEGV (there's nothing mapped
 280          * there) so ended up here
 281          */
 282         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 283         interrupt_handle_pending(context);
 284     } else {
 285         if(!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 286             if(!handle_control_stack_guard_triggered(context,addr))
 287                 interrupt_handle_now(signal, info, context);
 288     }
 289 }
 290 #endif
 291
 292 void
 293 os_install_interrupt_handlers(void)
 294 {
 295     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 296                                                  sigsegv_handler);
 297 }
 298