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_X86
  56 /* Prototype for personality(2). Done inline here since the header file
  57  * for this isn't available on old versions of glibc. */
  58 int personality (unsigned long);
  59 #endif
  60
  61 size_t os_vm_page_size;
  62
  63 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
  64 #include <sys/syscall.h>
  65 #include <unistd.h>
  66 #include <errno.h>
  67
  68 /* values taken from the kernel's linux/futex.h.  This header file
  69    doesn't exist in userspace, which is our excuse for not grovelling
  70    them automatically */
  71 #define FUTEX_WAIT (0)
  72 #define FUTEX_WAKE (1)
  73 #define FUTEX_FD (2)
  74 #define FUTEX_REQUEUE (3)
  75
  76 #define sys_futex sbcl_sys_futex
  77 static inline int sys_futex (void *futex, int op, int val, struct timespec *rel)
  78 {
  79     return syscall (SYS_futex, futex, op, val, rel);
  80 }
  81
  82 int
  83 futex_wait(int *lock_word, int oldval)
  84 {
  85     int t= sys_futex(lock_word,FUTEX_WAIT,oldval, 0);
  86     return t;
  87 }
  88
  89 int
  90 futex_wake(int *lock_word, int n)
  91 {
  92     return sys_futex(lock_word,FUTEX_WAKE,n,0);
  93 }
  94 #endif
  95
  96 \f
  97 int linux_sparc_siginfo_bug = 0;
  98 int linux_no_threads_p = 0;
  99
 100 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 101 int
 102 isnptl (void)
 103 {
 104   size_t n = confstr (_CS_GNU_LIBPTHREAD_VERSION, NULL, 0);
 105   if (n > 0) {
 106       char *buf = alloca (n);
 107       confstr (_CS_GNU_LIBPTHREAD_VERSION, buf, n);
 108       if (strstr (buf, "NPTL")) {
 109           return 1;
 110       }
 111   }
 112   return 0;
 113 }
 114 #endif
 115
 116 void
 117 os_init(char *argv[], char *envp[])
 118 {
 119     /* Conduct various version checks: do we have enough mmap(), is
 120      * this a sparc running 2.2, can we do threads? */
 121 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 122     int *futex=0;
 123 #endif
 124     struct utsname name;
 125     int major_version;
 126     int minor_version;
 127     int patch_version;
 128     char *p;
 129     uname(&name);
 130     p=name.release;
 131     major_version = atoi(p);
 132     p=strchr(p,'.')+1;
 133     minor_version = atoi(p);
 134     p=strchr(p,'.')+1;
 135     patch_version = atoi(p);
 136     if (major_version<2) {
 137         lose("linux kernel version too old: major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
 138              major_version);
 139     }
 140     if (!(major_version>2 || minor_version >= 4)) {
 141 #ifdef LISP_FEATURE_SPARC
 142         FSHOW((stderr,"linux kernel %d.%d predates 2.4;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", major_version,minor_version));
 143         linux_sparc_siginfo_bug = 1;
 144 #endif
 145     }
 146 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 147     futex_wait(futex,-1);
 148     if(errno==ENOSYS) {
 149        lose("This version of SBCL is compiled with threading support, but your kernel is too old to support this.\n\
 150 Please use a more recent kernel or a version of SBCL without threading support.\n");
 151     }
 152     if(! isnptl()) {
 153        lose("This version of SBCL only works correctly with the NPTL threading library. Please use a newer glibc, use an older SBCL, or stop using LD_ASSUME_KERNEL");
 154     }
 155 #endif
 156     os_vm_page_size = getpagesize();
 157
 158     /* KLUDGE: Disable memory randomization on new Linux kernels
 159      * by setting a personality flag and re-executing. (We need
 160      * to re-execute, since the memory maps that can conflict with
 161      * the SBCL spaces have already been done at this point).
 162      *
 163      * Since randomization is currently implemented only on x86 kernels,
 164      * don't do this trick on other platforms.
 165      */
 166 #ifdef LISP_FEATURE_X86
 167     if ((major_version == 2
 168          /* Some old kernels will apparently lose unsupported personality flags
 169           * on exec() */
 170          && ((minor_version == 6 && patch_version >= 11)
 171              || (minor_version > 6)))
 172         || major_version >= 3)
 173     {
 174         int pers = personality(0xffffffffUL);
 175         /* 0x40000 aka. ADDR_NO_RANDOMIZE */
 176         if (!(pers & 0x40000)) {
 177             int retval = personality(pers | 0x40000);
 178             /* Allegedly some Linux kernels (the reported case was
 179              * "hardened Linux 2.6.7") won't set the new personality,
 180              * but nor will they return -1 for an error. So as a
 181              * workaround query the new personality...
 182              */
 183             int newpers = personality(0xffffffffUL);
 184             /* ... and don't re-execute if either the setting resulted
 185              * in an error or if the value didn't change. Otherwise
 186              * this might result in an infinite loop.
 187              */
 188             if (retval != -1 && newpers != pers) {
 189                 /* Use /proc/self/exe instead of trying to figure out
 190                  * the executable path from PATH and argv[0], since
 191                  * that's unreliable. We follow the symlink instead of
 192                  * executing the file directly in order to prevent top
 193                  * from displaying the name of the process as "exe". */
 194                 char runtime[PATH_MAX+1];
 195                 int i = readlink("/proc/self/exe", runtime, PATH_MAX);
 196                 if (i != -1) {
 197                     runtime[i] = '\0';
 198                     execve(runtime, argv, envp);
 199                 }
 200             }
 201             /* Either changing the personality or execve() failed. Either
 202              * way we might as well continue, and hope that the random
 203              * memory maps are ok this time around.
 204              */
 205             fprintf(stderr, "WARNING: Couldn't re-execute SBCL with the proper personality flags (maybe /proc isn't mounted?). Trying to continue anyway.\n");
 206         }
 207     }
 208 #endif
 209 }
 210
 211
 212 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 213 /* The Alpha is a 64 bit CPU.  SBCL is a 32 bit application.  Due to all
 214  * the places that assume we can get a pointer into a fixnum with no
 215  * information loss, we have to make sure it allocates all its ram in the
 216  * 0-2Gb region.  */
 217
 218 static void * under_2gb_free_pointer=DYNAMIC_1_SPACE_END;
 219 #endif
 220
 221 os_vm_address_t
 222 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 223 {
 224     int flags =  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_NORESERVE;
 225     os_vm_address_t actual;
 226
 227 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 228     if (!addr) {
 229         addr=under_2gb_free_pointer;
 230     }
 231 #endif
 232     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 233     if (actual == MAP_FAILED) {
 234         perror("mmap");
 235         return 0;               /* caller should check this */
 236     }
 237
 238     if (addr && (addr!=actual)) {
 239         fprintf(stderr, "mmap: wanted %lu bytes at %p, actually mapped at %p\n",
 240                 (unsigned long) len, addr, actual);
 241         return 0;
 242     }
 243
 244 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 245
 246     len=(len+(os_vm_page_size-1))&(~(os_vm_page_size-1));
 247     under_2gb_free_pointer+=len;
 248 #endif
 249
 250     return actual;
 251 }
 252
 253 void
 254 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 255 {
 256     if (munmap(addr,len) == -1) {
 257         perror("munmap");
 258     }
 259 }
 260
 261 os_vm_address_t
 262 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 263 {
 264     os_vm_address_t actual;
 265
 266     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, MAP_PRIVATE | MAP_FIXED,
 267                   fd, (off_t) offset);
 268     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr != actual))) {
 269         perror("mmap");
 270         lose("unexpected mmap(..) failure");
 271     }
 272
 273     return actual;
 274 }
 275
 276 void
 277 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 278 {
 279     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 280         perror("mprotect");
 281     }
 282 }
 283 \f
 284 boolean
 285 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 286 {
 287     struct thread *th;
 288     size_t ad = (size_t) addr;
 289
 290     if ((READ_ONLY_SPACE_START <= ad && ad < READ_ONLY_SPACE_END)
 291         || (STATIC_SPACE_START <= ad && ad < STATIC_SPACE_END)
 292 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 293         || (DYNAMIC_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_SPACE_END)
 294 #else
 295         || (DYNAMIC_0_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_0_SPACE_END)
 296         || (DYNAMIC_1_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_1_SPACE_END)
 297 #endif
 298         )
 299         return 1;
 300     for_each_thread(th) {
 301         if((size_t)(th->control_stack_start) <= ad
 302            && ad < (size_t)(th->control_stack_end))
 303             return 1;
 304         if((size_t)(th->binding_stack_start) <= ad
 305            && ad < (size_t)(th->binding_stack_start + BINDING_STACK_SIZE))
 306             return 1;
 307     }
 308     return 0;
 309 }
 310 \f
 311 /*
 312  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 313  */
 314
 315 /*
 316  * The GC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 317  * page fault on this OS.
 318  */
 319 static void
 320 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 321 {
 322     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 323     os_vm_address_t addr = arch_get_bad_addr(signal, info, context);
 324
 325 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 326     /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section during
 327        which a signal was received.  We must deal with the pending
 328        interrupt (see also interrupt.c, ../code/interrupt.lisp)
 329
 330        (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in reg_ALLOC.
 331        At the end of the atomic section we tried to write to reg_ALLOC,
 332        got a SIGSEGV (there's nothing mapped there) so ended up here. */
 333     if (addr != NULL &&
 334         *os_context_register_addr(context, reg_ALLOC) & (1L<<63)) {
 335         *os_context_register_addr(context, reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 336         interrupt_handle_pending(context);
 337         return;
 338     }
 339 #endif
 340
 341 #ifdef LISP_FEATURE_GENCGC
 342     if (!gencgc_handle_wp_violation(addr))
 343 #else
 344     if (!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 345 #endif
 346         if (!handle_guard_page_triggered(context, addr))
 347 #ifdef LISP_FEATURE_C_STACK_IS_CONTROL_STACK
 348             arrange_return_to_lisp_function(context, SymbolFunction(MEMORY_FAULT_ERROR));
 349 #else
 350             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 351 #endif
 352 }
 353
 354 void
 355 os_install_interrupt_handlers(void)
 356 {
 357     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 358                                                  sigsegv_handler);
 359 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 360     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_INTERRUPT_THREAD,
 361                                                  interrupt_thread_handler);
 362     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 363                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 364 #endif
 365 }