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_LINUX
  56 #include <sys/personality.h>
  57 #endif
  58
  59 size_t os_vm_page_size;
  60
  61 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
  62 #include <sys/syscall.h>
  63 #include <unistd.h>
  64 #include <errno.h>
  65
  66 /* values taken from the kernel's linux/futex.h.  This header file
  67    doesn't exist in userspace, which is our excuse for not grovelling
  68    them automatically */
  69 #define FUTEX_WAIT (0)
  70 #define FUTEX_WAKE (1)
  71 #define FUTEX_FD (2)
  72 #define FUTEX_REQUEUE (3)
  73
  74 #define sys_futex sbcl_sys_futex
  75 static inline int sys_futex (void *futex, int op, int val, struct timespec *rel)
  76 {
  77     return syscall (SYS_futex, futex, op, val, rel);
  78 }
  79
  80 int
  81 futex_wait(int *lock_word, int oldval)
  82 {
  83     int t= sys_futex(lock_word,FUTEX_WAIT,oldval, 0);
  84     return t;
  85 }
  86
  87 int
  88 futex_wake(int *lock_word, int n)
  89 {
  90     return sys_futex(lock_word,FUTEX_WAKE,n,0);
  91 }
  92 #endif
  93
  94 \f
  95 int linux_sparc_siginfo_bug = 0;
  96 int linux_no_threads_p = 0;
  97
  98 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
  99 int isnptl (void)
 100 {
 101   size_t n = confstr (_CS_GNU_LIBPTHREAD_VERSION, NULL, 0);
 102   if (n > 0)
 103     {
 104       char *buf = alloca (n);
 105       confstr (_CS_GNU_LIBPTHREAD_VERSION, buf, n);
 106       if (strstr (buf, "NPTL"))
 107         return 1;
 108     }
 109   return 0;
 110 }
 111 #endif
 112
 113 void
 114 os_init(char *argv[], char *envp[])
 115 {
 116     /* Conduct various version checks: do we have enough mmap(), is
 117      * this a sparc running 2.2, can we do threads? */
 118 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 119     int *futex=0;
 120 #endif
 121     struct utsname name;
 122     int major_version;
 123     int minor_version;
 124     char *p;
 125     uname(&name);
 126     p=name.release;
 127     major_version = atoi(p);
 128     p=strchr(p,'.')+1;
 129     minor_version = atoi(p);
 130     if (major_version<2) {
 131         lose("linux kernel version too old: major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
 132              major_version);
 133     }
 134     if (!(major_version>2 || minor_version >= 4)) {
 135 #ifdef LISP_FEATURE_SPARC
 136         FSHOW((stderr,"linux kernel %d.%d predates 2.4;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", major_version,minor_version));
 137         linux_sparc_siginfo_bug = 1;
 138 #endif
 139     }
 140 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 141     futex_wait(futex,-1);
 142     if(errno==ENOSYS) {
 143        lose("This version of sbcl is compiled with threading support, but your kernel is too old to support this.\n\
 144 Please use a more recent kernel or a version of sbcl without threading support.\n");
 145     }
 146     if(! isnptl()) {
 147        lose("This version of sbcl only works correctly with the NPTL threading library. Please use a newer glibc, older sbcl or stop using LD_ASSUME_KERNEL");
 148     }
 149 #endif
 150     os_vm_page_size = getpagesize();
 151
 152     /* KLUDGE: Disable memory randomization on new Linux kernels
 153      * by setting a personality flag and re-executing. (We need
 154      * to re-execute, since the memory maps that can conflict with
 155      * the SBCL spaces have already been done at this point).
 156      */
 157 #if defined(LISP_FEATURE_X86)
 158     if ((major_version == 2 && minor_version >= 6)
 159         || major_version >= 3)
 160      {
 161        long pers = personality(-1);
 162        /* 0x40000 aka. ADDR_NO_RANDOMIZE */
 163        if (!(pers & 0x40000)) {
 164           if (personality(pers | 0x40000) != -1) {
 165               /* Use /proc/self/exe instead of trying to figure out the
 166                * executable path from PATH and argv[0], since that's
 167                * unreliable. We follow the symlink instead of executing
 168                * the file directly to avoid top from displaying the
 169                * name of the process as "exe".
 170                */
 171               char runtime[PATH_MAX+1];
 172               int i = readlink("/proc/self/exe", runtime, PATH_MAX);
 173               if (i != -1) {
 174                   runtime[i] = '\0';
 175                   execve(runtime, argv, envp);
 176               }
 177           }
 178           /* Either changing the personality or execve() failed. Either
 179            * way we might as well continue, and hope that the random
 180            * memory maps are ok this time around.
 181            */
 182           fprintf(stderr, "WARNING: Couldn't re-execute SBCL with the proper personality flags (maybe /proc isn't mounted?). Trying to continue anyway.\n");
 183        }
 184     }
 185 #endif
 186 }
 187
 188
 189 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 190 /* The Alpha is a 64 bit CPU.  SBCL is a 32 bit application.  Due to all
 191  * the places that assume we can get a pointer into a fixnum with no
 192  * information loss, we have to make sure it allocates all its ram in the
 193  * 0-2Gb region.  */
 194
 195 static void * under_2gb_free_pointer=DYNAMIC_1_SPACE_END;
 196 #endif
 197
 198 os_vm_address_t
 199 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 200 {
 201     int flags =  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_NORESERVE;
 202     os_vm_address_t actual;
 203
 204 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 205     if (!addr) {
 206         addr=under_2gb_free_pointer;
 207     }
 208 #endif
 209     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 210     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr!=actual))) {
 211         perror("mmap");
 212         return 0;               /* caller should check this */
 213     }
 214
 215 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 216
 217     len=(len+(os_vm_page_size-1))&(~(os_vm_page_size-1));
 218     under_2gb_free_pointer+=len;
 219 #endif
 220
 221     return actual;
 222 }
 223
 224 void
 225 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 226 {
 227     if (munmap(addr,len) == -1) {
 228         perror("munmap");
 229     }
 230 }
 231
 232 os_vm_address_t
 233 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 234 {
 235     os_vm_address_t actual;
 236
 237     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, MAP_PRIVATE | MAP_FIXED,
 238                   fd, (off_t) offset);
 239     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr != actual))) {
 240         perror("mmap");
 241         lose("unexpected mmap(..) failure");
 242     }
 243
 244     return actual;
 245 }
 246
 247 void
 248 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 249 {
 250     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 251         perror("mprotect");
 252     }
 253 }
 254 \f
 255 boolean
 256 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 257 {
 258     struct thread *th;
 259     size_t ad = (size_t) addr;
 260
 261     if ((READ_ONLY_SPACE_START <= ad && ad < READ_ONLY_SPACE_END)
 262         || (STATIC_SPACE_START <= ad && ad < STATIC_SPACE_END)
 263 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 264         || (DYNAMIC_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_SPACE_END)
 265 #else
 266         || (DYNAMIC_0_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_0_SPACE_END)
 267         || (DYNAMIC_1_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_1_SPACE_END)
 268 #endif
 269         )
 270         return 1;
 271     for_each_thread(th) {
 272         if((size_t)(th->control_stack_start) <= ad
 273            && ad < (size_t)(th->control_stack_end))
 274             return 1;
 275         if((size_t)(th->binding_stack_start) <= ad
 276            && ad < (size_t)(th->binding_stack_start + BINDING_STACK_SIZE))
 277             return 1;
 278     }
 279     return 0;
 280 }
 281 \f
 282 /*
 283  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 284  */
 285
 286
 287 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 288
 289 /*
 290  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 291  * page fault on this OS.
 292  */
 293 static void
 294 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 295 {
 296     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 297     void* fault_addr = (void*)info->si_addr;
 298     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr))
 299         if(!handle_guard_page_triggered(context,fault_addr))
 300 #ifdef LISP_FEATURE_C_STACK_IS_CONTROL_STACK
 301             arrange_return_to_lisp_function(context, SymbolFunction(MEMORY_FAULT_ERROR));
 302 #else
 303             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 304 #endif
 305 }
 306
 307 #else
 308
 309 static void
 310 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 311 {
 312     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 313     os_vm_address_t addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 314
 315 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 316     /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section during
 317        which a signal was received.  We must deal with the pending
 318        interrupt (see also interrupt.c, ../code/interrupt.lisp)
 319
 320        (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in reg_ALLOC.
 321        At the end of the atomic section we tried to write to reg_ALLOC,
 322        got a SIGSEGV (there's nothing mapped there) so ended up here. */
 323     if (addr != NULL &&
 324         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 325         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 326         interrupt_handle_pending(context);
 327         return;
 328     }
 329 #endif
 330
 331     if(!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 332         if(!handle_guard_page_triggered(context,addr))
 333             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 334 }
 335 #endif
 336
 337 void
 338 os_install_interrupt_handlers(void)
 339 {
 340     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 341                                                  sigsegv_handler);
 342 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 343     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_INTERRUPT_THREAD,
 344                                                  interrupt_thread_handler);
 345     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 346                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 347 #endif
 348 }