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 size_t os_vm_page_size;
  51
  52 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
  53 #include <linux/unistd.h>
  54 #include <errno.h>
  55
  56 /* values taken from the kernel's linux/futex.h.  This header file
  57    doesn't exist in userspace, which is our excuse for not grovelling
  58    them automatically */
  59 #define FUTEX_WAIT (0)
  60 #define FUTEX_WAKE (1)
  61 #define FUTEX_FD (2)
  62 #define FUTEX_REQUEUE (3)
  63
  64 #define __NR_sys_futex __NR_futex
  65
  66 _syscall4(int,sys_futex,
  67           int *, futex,
  68           int, op,
  69           int, val,
  70           struct timespec *, rel);
  71 #endif
  72
  73 #include "gc.h"
  74 \f
  75 int linux_sparc_siginfo_bug = 0;
  76 int linux_no_threads_p = 0;
  77
  78 void os_init(void)
  79 {
  80     /* Conduct various version checks: do we have enough mmap(), is
  81      * this a sparc running 2.2, can we do threads? */
  82     int *futex=0;
  83     struct utsname name;
  84     int major_version;
  85     int minor_version;
  86     char *p;
  87     uname(&name);
  88     p=name.release;
  89     major_version = atoi(p);
  90     p=strchr(p,'.')+1;
  91     minor_version = atoi(p);
  92     if (major_version<2) {
  93         lose("linux kernel version too old: major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
  94              major_version);
  95     }
  96     if (!(major_version>2 || minor_version >= 4)) {
  97 #ifdef LISP_FEATURE_SPARC
  98         FSHOW((stderr,"linux kernel %d.%d predates 2.4;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", major_version,minor_version));
  99         linux_sparc_siginfo_bug = 1;
 100 #endif
 101     }
 102 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 103     futex_wait(futex,-1);
 104     if(errno==ENOSYS)  linux_no_threads_p = 1;
 105     if(linux_no_threads_p)
 106         fprintf(stderr,"Linux with NPTL support (e.g. kernel 2.6 or newer) required for \nthread-enabled SBCL.  Disabling thread support.\n\n");
 107 #endif
 108     os_vm_page_size = getpagesize();
 109 }
 110
 111
 112 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 113 /* The Alpha is a 64 bit CPU.  SBCL is a 32 bit application.  Due to all
 114  * the places that assume we can get a pointer into a fixnum with no
 115  * information loss, we have to make sure it allocates all its ram in the
 116  * 0-2Gb region.  */
 117
 118 static void * under_2gb_free_pointer=DYNAMIC_1_SPACE_END;
 119 #endif
 120
 121 os_vm_address_t
 122 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 123 {
 124     int flags =  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_NORESERVE;
 125     os_vm_address_t actual ;
 126
 127     if (addr)
 128         flags |= MAP_FIXED;
 129 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 130     else {
 131         flags |= MAP_FIXED;
 132         addr=under_2gb_free_pointer;
 133     }
 134 #endif
 135     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 136     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr!=actual))) {
 137         perror("mmap");
 138         return 0;               /* caller should check this */
 139     }
 140
 141 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 142
 143     len=(len+(os_vm_page_size-1))&(~(os_vm_page_size-1));
 144     under_2gb_free_pointer+=len;
 145 #endif
 146
 147     return actual;
 148 }
 149
 150 void
 151 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 152 {
 153     if (munmap(addr,len) == -1) {
 154         perror("munmap");
 155     }
 156 }
 157
 158 os_vm_address_t
 159 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 160 {
 161     addr = mmap(addr, len,
 162                 OS_VM_PROT_ALL,
 163                 MAP_PRIVATE | MAP_FILE | MAP_FIXED,
 164                 fd, (off_t) offset);
 165
 166     if (addr == MAP_FAILED) {
 167         perror("mmap");
 168         lose("unexpected mmap(..) failure");
 169     }
 170
 171     return addr;
 172 }
 173
 174 void
 175 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 176 {
 177     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 178         perror("mprotect");
 179     }
 180 }
 181 \f
 182 /* FIXME: Now that FOO_END, rather than FOO_SIZE, is the fundamental
 183  * description of a space, we could probably punt this and just do
 184  * (FOO_START <= x && x < FOO_END) everywhere it's called. */
 185 static boolean
 186 in_range_p(os_vm_address_t a, lispobj sbeg, size_t slen)
 187 {
 188     char* beg = (char*)((long)sbeg);
 189     char* end = (char*)((long)sbeg) + slen;
 190     char* adr = (char*)a;
 191     return (adr >= beg && adr < end);
 192 }
 193
 194 boolean
 195 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 196 {
 197     struct thread *th;
 198     if(in_range_p(addr, READ_ONLY_SPACE_START, READ_ONLY_SPACE_SIZE) ||
 199        in_range_p(addr, STATIC_SPACE_START   , STATIC_SPACE_SIZE) ||
 200        in_range_p(addr, DYNAMIC_SPACE_START  , DYNAMIC_SPACE_SIZE))
 201         return 1;
 202     for_each_thread(th) {
 203         if((th->control_stack_start <= addr) && (addr < th->control_stack_end))
 204             return 1;
 205         if(in_range_p(addr, th->binding_stack_start, BINDING_STACK_SIZE))
 206             return 1;
 207     }
 208     return 0;
 209 }
 210 \f
 211 /*
 212  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 213  */
 214
 215
 216 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 217
 218 /*
 219  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 220  * page fault on this OS.
 221  */
 222 void
 223 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 224 {
 225     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 226     void* fault_addr = (void*)info->si_addr;
 227     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr))
 228         if(!handle_guard_page_triggered(context,fault_addr))
 229 #ifdef LISP_FEATURE_C_STACK_IS_CONTROL_STACK
 230             arrange_return_to_lisp_function(context, SymbolFunction(MEMORY_FAULT_ERROR));
 231 #else
 232             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 233 #endif
 234 }
 235
 236 #else
 237
 238 static void
 239 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 240 {
 241     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 242     os_vm_address_t addr;
 243
 244     addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 245     if (addr != NULL &&
 246         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 247
 248         /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section
 249          * during which a signal was received.  We must deal with the
 250          * pending interrupt (see also interrupt.c,
 251          * ../code/interrupt.lisp)
 252          */
 253         /* (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in
 254          * reg_Alloc.  At the end of the atomic section we tried to
 255          * write to reg_ALLOC, got a SIGSEGV (there's nothing mapped
 256          * there) so ended up here
 257          */
 258         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 259         interrupt_handle_pending(context);
 260     } else {
 261         if(!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 262             if(!handle_guard_page_triggered(context,addr))
 263                 interrupt_handle_now(signal, info, context);
 264     }
 265 }
 266 #endif
 267
 268 void sigcont_handler(int signal, siginfo_t *info, void *void_context)
 269 {
 270     /* We need to have a handler installed for this signal so that
 271      * sigwaitinfo() for it actually returns at the appropriate time.
 272      * We don't need it to actually do anything.  This mkes it
 273      * possibly the only signal handler in SBCL that doesn't depend on
 274      * not-guaranteed-by-POSIX features
 275      */
 276 }
 277
 278 void
 279 os_install_interrupt_handlers(void)
 280 {
 281     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 282                                                  sigsegv_handler);
 283 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 284     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_INTERRUPT_THREAD,
 285                                                  interrupt_thread_handler);
 286     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 287                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 288     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_THREAD_EXIT,
 289                                                  thread_exit_handler);
 290 #endif
 291 }
 292
 293 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 294 int futex_wait(int *lock_word, int oldval) {
 295     int t= sys_futex(lock_word,FUTEX_WAIT,oldval, 0);
 296     return t;
 297 }
 298 int futex_wake(int *lock_word, int n){
 299     return sys_futex(lock_word,FUTEX_WAKE,n,0);
 300 }
 301 #endif