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 "sbcl.h"
  32 #include "interrupt.h"
  33 #include "interr.h"
  34 #include "lispregs.h"
  35 #include <sys/socket.h>
  36 #include <sys/utsname.h>
  37
  38 #include <sys/types.h>
  39 #include <signal.h>
  40 /* #include <sys/sysinfo.h> */
  41 #include <sys/time.h>
  42 #include <sys/stat.h>
  43 #include <unistd.h>
  44 #include <linux/version.h>
  45
  46 #include "validate.h"
  47 #include "thread.h"
  48 size_t os_vm_page_size;
  49
  50 #ifdef LISP_FEATURE_SB_FUTEX
  51 #include <asm/unistd.h>
  52 #include <errno.h>
  53
  54 /* values taken from the kernel's linux/futex.h.  This header file
  55    doesn't exist in userspace, which is our excuse for not grovelling
  56    them automatically */
  57 #define FUTEX_WAIT (0)
  58 #define FUTEX_WAKE (1)
  59 #define FUTEX_FD (2)
  60 #define FUTEX_REQUEUE (3)
  61
  62 #define __NR_sys_futex __NR_futex
  63
  64 _syscall4(int,sys_futex,
  65           int *, futex,
  66           int, op,
  67           int, val,
  68           struct timespec *, rel);
  69 #endif
  70
  71 #include "gc.h"
  72 \f
  73 int linux_sparc_siginfo_bug = 0;
  74 int linux_supports_futex=0;
  75
  76 void os_init(void)
  77 {
  78     /* Conduct various version checks: do we have enough mmap(), is
  79      * this a sparc running 2.2, can we do threads? */
  80     int *futex=0;
  81     struct utsname name;
  82     int major_version;
  83     int minor_version;
  84     char *p;
  85     uname(&name);
  86     p=name.release;
  87     major_version = atoi(p);
  88     p=strchr(p,'.')+1;
  89     minor_version = atoi(p);
  90     if (major_version<2) {
  91         lose("linux kernel version too old: major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
  92              major_version);
  93     }
  94     if (!(major_version>2 || minor_version >= 4)) {
  95 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
  96         lose("linux kernel 2.4 required for thread-enabled SBCL");
  97 #endif
  98 #ifdef LISP_FEATURE_SPARC
  99         FSHOW((stderr,"linux kernel %d.%d predates 2.4;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", major_version,minor_version));
 100         linux_sparc_siginfo_bug = 1;
 101 #endif
 102     }
 103 #ifdef LISP_FEATURE_SB_FUTEX
 104     futex_wait(futex,-1);
 105     if(errno!=ENOSYS) linux_supports_futex=1;
 106 #endif
 107     os_vm_page_size = getpagesize();
 108 }
 109
 110
 111 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 112 /* The Alpha is a 64 bit CPU.  SBCL is a 32 bit application.  Due to all
 113  * the places that assume we can get a pointer into a fixnum with no
 114  * information loss, we have to make sure it allocates all its ram in the
 115  * 0-2Gb region.  */
 116
 117 static void * under_2gb_free_pointer=DYNAMIC_1_SPACE_END;
 118 #endif
 119
 120 os_vm_address_t
 121 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 122 {
 123     int flags =  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_NORESERVE;
 124     os_vm_address_t actual ;
 125
 126     if (addr)
 127         flags |= MAP_FIXED;
 128 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 129     else {
 130         flags |= MAP_FIXED;
 131         addr=under_2gb_free_pointer;
 132     }
 133 #endif
 134     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 135     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr!=actual))) {
 136         perror("mmap");
 137         return 0;               /* caller should check this */
 138     }
 139
 140 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 141
 142     len=(len+(os_vm_page_size-1))&(~(os_vm_page_size-1));
 143     under_2gb_free_pointer+=len;
 144 #endif
 145
 146     return actual;
 147 }
 148
 149 void
 150 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 151 {
 152     if (munmap(addr,len) == -1) {
 153         perror("munmap");
 154     }
 155 }
 156
 157 os_vm_address_t
 158 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 159 {
 160     addr = mmap(addr, len,
 161                 OS_VM_PROT_ALL,
 162                 MAP_PRIVATE | MAP_FILE | MAP_FIXED,
 163                 fd, (off_t) offset);
 164
 165     if (addr == MAP_FAILED) {
 166         perror("mmap");
 167         lose("unexpected mmap(..) failure");
 168     }
 169
 170     return addr;
 171 }
 172
 173 void
 174 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 175 {
 176     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 177         perror("mprotect");
 178     }
 179 }
 180 \f
 181 /* FIXME: Now that FOO_END, rather than FOO_SIZE, is the fundamental
 182  * description of a space, we could probably punt this and just do
 183  * (FOO_START <= x && x < FOO_END) everywhere it's called. */
 184 static boolean
 185 in_range_p(os_vm_address_t a, lispobj sbeg, size_t slen)
 186 {
 187     char* beg = (char*)((long)sbeg);
 188     char* end = (char*)((long)sbeg) + slen;
 189     char* adr = (char*)a;
 190     return (adr >= beg && adr < end);
 191 }
 192
 193 boolean
 194 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 195 {
 196     struct thread *th;
 197     if(in_range_p(addr, READ_ONLY_SPACE_START, READ_ONLY_SPACE_SIZE) ||
 198        in_range_p(addr, STATIC_SPACE_START   , STATIC_SPACE_SIZE) ||
 199        in_range_p(addr, DYNAMIC_SPACE_START  , DYNAMIC_SPACE_SIZE))
 200         return 1;
 201     for_each_thread(th) {
 202         if((th->control_stack_start <= addr) && (addr < th->control_stack_end))
 203             return 1;
 204         if(in_range_p(addr, th->binding_stack_start, BINDING_STACK_SIZE))
 205             return 1;
 206     }
 207     return 0;
 208 }
 209 \f
 210 /*
 211  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 212  */
 213
 214
 215 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 216
 217 /*
 218  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 219  * page fault on this OS.
 220  */
 221 void
 222 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 223 {
 224     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 225     void* fault_addr = (void*)info->si_addr;
 226     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr))
 227         if(!handle_control_stack_guard_triggered(context,fault_addr))
 228             interrupt_handle_now(signal, info, void_context);
 229 }
 230
 231 #else
 232
 233 static void
 234 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 235 {
 236     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 237     os_vm_address_t addr;
 238
 239     addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 240     if (addr != NULL &&
 241         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 242
 243         /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section
 244          * during which a signal was received.  We must deal with the
 245          * pending interrupt (see also interrupt.c,
 246          * ../code/interrupt.lisp)
 247          */
 248         /* (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in
 249          * reg_Alloc.  At the end of the atomic section we tried to
 250          * write to reg_ALLOC, got a SIGSEGV (there's nothing mapped
 251          * there) so ended up here
 252          */
 253         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 254         interrupt_handle_pending(context);
 255     } else {
 256         if(!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 257             if(!handle_control_stack_guard_triggered(context,addr))
 258                 interrupt_handle_now(signal, info, context);
 259     }
 260 }
 261 #endif
 262
 263 void sigcont_handler(int signal, siginfo_t *info, void *void_context)
 264 {
 265     /* We need to have a handler installed for this signal so that
 266      * sigwaitinfo() for it actually returns at the appropriate time.
 267      * We don't need it to actually do anything.  This mkes it
 268      * possibly the only signal handler in SBCL that doesn't depend on
 269      * not-guaranteed-by-POSIX features
 270      */
 271 }
 272
 273 void
 274 os_install_interrupt_handlers(void)
 275 {
 276     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 277                                                  sigsegv_handler);
 278 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 279     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_INTERRUPT_THREAD,
 280                                                  interrupt_thread_handler);
 281     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 282                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 283     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_THREAD_EXIT,
 284                                                  thread_exit_handler);
 285     if(!linux_supports_futex)
 286         undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_DEQUEUE,
 287                                                      sigcont_handler);
 288 #endif
 289 }
 290
 291 #ifdef LISP_FEATURE_SB_FUTEX
 292 int futex_wait(int *lock_word, int oldval) {
 293     int t= sys_futex(lock_word,FUTEX_WAIT,oldval, 0);
 294     return t;
 295 }
 296 int futex_wake(int *lock_word, int n){
 297     return sys_futex(lock_word,FUTEX_WAKE,n,0);
 298 }
 299 #endif