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 #if defined GENCGC
  48 #include "gencgc.h"
  49 #endif
  50 \f
  51
  52 #ifdef sparc
  53 int early_kernel = 0;
  54 #endif
  55 void os_init(void)
  56 {
  57     /* Early versions of Linux don't support the mmap(..) functionality
  58      * that we need. */
  59     {
  60         struct utsname name;
  61         int major_version;
  62 #ifdef sparc
  63         int minor_version;
  64 #endif
  65         uname(&name);
  66         major_version = atoi(name.release);
  67         if (major_version < 2) {
  68             lose("linux major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
  69                  major_version);
  70         }
  71 #ifdef sparc
  72         /* KLUDGE: This will break if Linux moves to a uname() version number
  73          * that has more than one digit initially -- CSR, 2002-02-12 */
  74         minor_version = atoi(name.release+2);
  75         if (minor_version < 4) {
  76             FSHOW((stderr,"linux minor version=%d;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", minor_version));
  77             early_kernel = 1;
  78         }
  79 #endif
  80     }
  81
  82     os_vm_page_size = getpagesize();
  83     /* This could just as well be in arch_init(), but it's not. */
  84 #ifdef __i386__
  85     /* FIXME: This used to be here.  However, I have just removed it
  86        with no apparent ill effects (it may be that earlier kernels
  87        started up a process with a different set of traps, or
  88        something?) Find out what this was meant to do, and reenable it
  89        or delete it if possible. -- CSR, 2002-07-15 */
  90     /* SET_FPU_CONTROL_WORD(0x1372|4|8|16|32); /* no interrupts */
  91 #endif
  92 }
  93
  94 /* In Debian CMU CL ca. 2.4.9, it was possible to get an infinite
  95  * cascade of errors from do_mmap(..). This variable is a counter to
  96  * prevent that; when it counts down to zero, an error in do_mmap
  97  * causes the low-level monitor to be called. */
  98 int n_do_mmap_ignorable_errors = 3;
  99
 100 /* Return 0 for success. */
 101 static int
 102 do_mmap(os_vm_address_t *addr, os_vm_size_t len, int flags)
 103 {
 104     /* We *must* have the memory where we expect it. */
 105     os_vm_address_t old_addr = *addr;
 106
 107     *addr = mmap(*addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 108     if (*addr == MAP_FAILED ||
 109         ((old_addr != NULL) && (*addr != old_addr))) {
 110         FSHOW((stderr,
 111                "/retryable error in allocating memory from the OS\n"
 112                "(addr=0x%lx, len=0x%lx, flags=0x%lx)\n",
 113                (long) addr,
 114                (long) len,
 115                (long) flags));
 116         if (n_do_mmap_ignorable_errors > 0) {
 117             --n_do_mmap_ignorable_errors;
 118         } else {
 119             lose("too many errors in allocating memory from the OS");
 120         }
 121         perror("mmap");
 122         return 1;
 123     }
 124     return 0;
 125 }
 126
 127 os_vm_address_t
 128 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 129 {
 130     if (addr) {
 131         int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED;
 132         os_vm_address_t base_addr = addr;
 133         do {
 134             /* KLUDGE: It looks as though this code allocates memory
 135              * in chunks of size no larger than 'magic', but why? What
 136              * is the significance of 0x1000000 here? Also, can it be
 137              * right that if the first few 'do_mmap' calls succeed,
 138              * then one fails, we leave the memory allocated by the
 139              * first few in place even while we return a code for
 140              * complete failure? -- WHN 19991020
 141              *
 142              * Peter Van Eynde writes (20000211)
 143              *     This was done because the kernel would only check for
 144              *   overcommit for every allocation seperately. So if you
 145              *   had 16MB of free mem+swap you could allocate 16M. And
 146              *   again, and again, etc.
 147              *     This in [Linux] 2.X could be bad as they changed the memory
 148              *   system. A side effect was/is (I don't really know) that
 149              *   programs with a lot of memory mappings run slower. But
 150              *   of course for 2.2.2X we now have the NO_RESERVE flag that
 151              *   helps...
 152              *
 153              * FIXME: The logic is also flaky w.r.t. failed
 154              * allocations. If we make one or more successful calls to
 155              * do_mmap(..) before one fails, then we've allocated
 156              * memory, and we should ensure that it gets deallocated
 157              * sometime somehow. If this function's response to any
 158              * failed do_mmap(..) is to give up and return NULL (as in
 159              * sbcl-0.6.7), then any failed do_mmap(..) after any
 160              * successful do_mmap(..) causes a memory leak. */
 161             int magic = 0x1000000;
 162             if (len <= magic) {
 163                 if (do_mmap(&addr, len, flags)) {
 164                     return NULL;
 165                 }
 166                 len = 0;
 167             } else {
 168                 if (do_mmap(&addr, magic, flags)) {
 169                     return NULL;
 170                 }
 171                 addr += magic;
 172                 len = len - magic;
 173             }
 174         } while (len > 0);
 175         return base_addr;
 176     } else {
 177         int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
 178         if (do_mmap(&addr, len, flags)) {
 179             return NULL;
 180         } else {
 181             return addr;
 182         }
 183     }
 184 }
 185
 186 void
 187 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 188 {
 189     if (munmap(addr,len) == -1) {
 190         perror("munmap");
 191     }
 192 }
 193
 194 os_vm_address_t
 195 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 196 {
 197     addr = mmap(addr, len,
 198                 OS_VM_PROT_ALL,
 199                 MAP_PRIVATE | MAP_FILE | MAP_FIXED,
 200                 fd, (off_t) offset);
 201
 202     if (addr == MAP_FAILED) {
 203         perror("mmap");
 204         lose("unexpected mmap(..) failure");
 205     }
 206
 207     return addr;
 208 }
 209
 210 void
 211 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 212 {
 213     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 214         perror("mprotect");
 215     }
 216 }
 217 \f
 218 /* FIXME: Now that FOO_END, rather than FOO_SIZE, is the fundamental
 219  * description of a space, we could probably punt this and just do
 220  * (FOO_START <= x && x < FOO_END) everywhere it's called. */
 221 static boolean
 222 in_range_p(os_vm_address_t a, lispobj sbeg, size_t slen)
 223 {
 224     char* beg = (char*)((long)sbeg);
 225     char* end = (char*)((long)sbeg) + slen;
 226     char* adr = (char*)a;
 227     return (adr >= beg && adr < end);
 228 }
 229
 230 boolean
 231 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 232 {
 233     return
 234         in_range_p(addr, READ_ONLY_SPACE_START, READ_ONLY_SPACE_SIZE) ||
 235         in_range_p(addr, STATIC_SPACE_START   , STATIC_SPACE_SIZE) ||
 236         in_range_p(addr, DYNAMIC_SPACE_START  , DYNAMIC_SPACE_SIZE) ||
 237         in_range_p(addr, CONTROL_STACK_START  , CONTROL_STACK_SIZE) ||
 238         in_range_p(addr, BINDING_STACK_START  , BINDING_STACK_SIZE);
 239 }
 240 \f
 241 /*
 242  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 243  */
 244
 245 #if defined GENCGC
 246
 247 /*
 248  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 249  * page fault on this OS.
 250  */
 251 void
 252 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 253 {
 254     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 255     void* fault_addr = (void*)context->uc_mcontext.cr2;
 256     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr)) {
 257         interrupt_handle_now(signal, info, void_context);
 258     }
 259 }
 260
 261 #else
 262
 263 static void
 264 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 265 {
 266     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 267     os_vm_address_t addr;
 268
 269 #ifdef __i386__
 270     interrupt_handle_now(signal,contextstruct);
 271 #else
 272     char *control_stack_top = (char*)CONTROL_STACK_START + CONTROL_STACK_SIZE;
 273
 274     addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 275
 276     if (addr != NULL &&
 277        *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 278
 279         /* This is the end of a pseudo-atomic section during which
 280          * a signal was received.  We must deal with the pending interrupt
 281          * (see also interrupt.c, ../code/interrupt.lisp)
 282          */
 283         /* (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in
 284          * reg_Alloc.  At the end of the atomic section we tried to
 285          * write to reg_ALLOC, got a SIGSEGV (there's nothing mapped
 286          * there) so ended up here
 287          */
 288         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 289         interrupt_handle_pending(context);
 290     } else if (addr > control_stack_top && addr < BINDING_STACK_START) {
 291         fprintf(stderr,
 292                 "Possible stack overflow at 0x%016lX:\n"
 293                 "control_stack_top=%lx, BINDING_STACK_START=%lx\n",
 294                 addr,
 295                 control_stack_top,
 296                 BINDING_STACK_START);
 297         /* Try to fix control frame pointer. */
 298         while ( ! (CONTROL_STACK_START <= *current_control_frame_pointer &&
 299                    *current_control_frame_pointer <= control_stack_top))
 300             ((char*)current_control_frame_pointer) -= sizeof(lispobj);
 301         monitor_or_something();
 302     } else if (!interrupt_maybe_gc(signal, info, context)) {
 303         interrupt_handle_now(signal, info, context);
 304     }
 305 #endif
 306 }
 307 #endif
 308
 309 void
 310 os_install_interrupt_handlers(void)
 311 {
 312     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGSEGV, sigsegv_handler);
 313 }
 314