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 void
  99 os_init(char *argv[], char *envp[])
 100 {
 101     /* Conduct various version checks: do we have enough mmap(), is
 102      * this a sparc running 2.2, can we do threads? */
 103 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 104     int *futex=0;
 105 #endif
 106     struct utsname name;
 107     int major_version;
 108     int minor_version;
 109     char *p;
 110     uname(&name);
 111     p=name.release;
 112     major_version = atoi(p);
 113     p=strchr(p,'.')+1;
 114     minor_version = atoi(p);
 115     if (major_version<2) {
 116         lose("linux kernel version too old: major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
 117              major_version);
 118     }
 119     if (!(major_version>2 || minor_version >= 4)) {
 120 #ifdef LISP_FEATURE_SPARC
 121         FSHOW((stderr,"linux kernel %d.%d predates 2.4;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", major_version,minor_version));
 122         linux_sparc_siginfo_bug = 1;
 123 #endif
 124     }
 125 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 126     futex_wait(futex,-1);
 127     if(errno==ENOSYS)  linux_no_threads_p = 1;
 128     if(linux_no_threads_p)
 129         fprintf(stderr,"Linux with NPTL support (e.g. kernel 2.6 or newer) required for \nthread-enabled SBCL.  Disabling thread support.\n\n");
 130 #endif
 131     os_vm_page_size = getpagesize();
 132
 133     /* KLUDGE: Disable memory randomization on new Linux kernels
 134      * by setting a personality flag and re-executing. (We need
 135      * to re-execute, since the memory maps that can conflict with
 136      * the SBCL spaces have already been done at this point).
 137      */
 138 #if defined(LISP_FEATURE_X86)
 139     if ((major_version == 2 && minor_version >= 6)
 140         || major_version >= 3)
 141      {
 142        long pers = personality(-1);
 143        /* 0x40000 aka. ADDR_NO_RANDOMIZE */
 144        if (!(pers & 0x40000)) {
 145           if (personality(pers | 0x40000) != -1) {
 146              char runtime[PATH_MAX+1];
 147              /* Use /proc/self/exe instead of trying to figure out the
 148               * executable path from PATH and argv[0], since that's
 149               * unreliable.
 150               */
 151              if (readlink("/proc/self/exe", runtime, PATH_MAX) != -1) {
 152                 execve(runtime, argv, envp);
 153              }
 154           }
 155           /* Either changing the personality or execve() failed. Either
 156            * way we might as well continue, and hope that the random
 157            * memory maps are ok this time around.
 158            */
 159           fprintf(stderr, "WARNING: Couldn't re-execute SBCL with the proper personality flags (maybe /proc isn't mounted?). Trying to continue anyway.\n");
 160        }
 161     }
 162 #endif
 163 }
 164
 165
 166 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 167 /* The Alpha is a 64 bit CPU.  SBCL is a 32 bit application.  Due to all
 168  * the places that assume we can get a pointer into a fixnum with no
 169  * information loss, we have to make sure it allocates all its ram in the
 170  * 0-2Gb region.  */
 171
 172 static void * under_2gb_free_pointer=DYNAMIC_1_SPACE_END;
 173 #endif
 174
 175 os_vm_address_t
 176 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 177 {
 178     int flags =  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_NORESERVE;
 179     os_vm_address_t actual;
 180
 181 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 182     if (!addr) {
 183         addr=under_2gb_free_pointer;
 184     }
 185 #endif
 186     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 187     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr!=actual))) {
 188         perror("mmap");
 189         return 0;               /* caller should check this */
 190     }
 191
 192 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 193
 194     len=(len+(os_vm_page_size-1))&(~(os_vm_page_size-1));
 195     under_2gb_free_pointer+=len;
 196 #endif
 197
 198     return actual;
 199 }
 200
 201 void
 202 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 203 {
 204     if (munmap(addr,len) == -1) {
 205         perror("munmap");
 206     }
 207 }
 208
 209 os_vm_address_t
 210 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 211 {
 212     os_vm_address_t actual;
 213
 214     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, MAP_PRIVATE | MAP_FIXED,
 215                   fd, (off_t) offset);
 216     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr != actual))) {
 217         perror("mmap");
 218         lose("unexpected mmap(..) failure");
 219     }
 220
 221     return actual;
 222 }
 223
 224 void
 225 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 226 {
 227     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 228         perror("mprotect");
 229     }
 230 }
 231 \f
 232 boolean
 233 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 234 {
 235     struct thread *th;
 236     size_t ad = (size_t) addr;
 237
 238     if ((READ_ONLY_SPACE_START <= ad && ad < READ_ONLY_SPACE_END)
 239         || (STATIC_SPACE_START <= ad && ad < STATIC_SPACE_END)
 240 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 241         || (DYNAMIC_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_SPACE_END)
 242 #else
 243         || (DYNAMIC_0_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_0_SPACE_END)
 244         || (DYNAMIC_1_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_1_SPACE_END)
 245 #endif
 246         )
 247         return 1;
 248     for_each_thread(th) {
 249         if((size_t)(th->control_stack_start) <= ad
 250            && ad < (size_t)(th->control_stack_end))
 251             return 1;
 252         if((size_t)(th->binding_stack_start) <= ad
 253            && ad < (size_t)(th->binding_stack_start + BINDING_STACK_SIZE))
 254             return 1;
 255     }
 256     return 0;
 257 }
 258 \f
 259 /*
 260  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 261  */
 262
 263
 264 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 265
 266 /*
 267  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 268  * page fault on this OS.
 269  */
 270 static void
 271 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 272 {
 273     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 274     void* fault_addr = (void*)info->si_addr;
 275     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr))
 276         if(!handle_guard_page_triggered(context,fault_addr))
 277 #ifdef LISP_FEATURE_C_STACK_IS_CONTROL_STACK
 278             arrange_return_to_lisp_function(context, SymbolFunction(MEMORY_FAULT_ERROR));
 279 #else
 280             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 281 #endif
 282 }
 283
 284 #else
 285
 286 static void
 287 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 288 {
 289     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 290     os_vm_address_t addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 291
 292 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 293     /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section during
 294        which a signal was received.  We must deal with the pending
 295        interrupt (see also interrupt.c, ../code/interrupt.lisp)
 296
 297        (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in reg_ALLOC.
 298        At the end of the atomic section we tried to write to reg_ALLOC,
 299        got a SIGSEGV (there's nothing mapped there) so ended up here. */
 300     if (addr != NULL &&
 301         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 302         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 303         interrupt_handle_pending(context);
 304         return;
 305     }
 306 #endif
 307
 308     if(!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 309         if(!handle_guard_page_triggered(context,addr))
 310             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 311 }
 312 #endif
 313
 314 void
 315 os_install_interrupt_handlers(void)
 316 {
 317     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 318                                                  sigsegv_handler);
 319 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 320     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_INTERRUPT_THREAD,
 321                                                  interrupt_thread_handler);
 322     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 323                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 324 #endif
 325 }