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     SET_FPU_CONTROL_WORD(0x1372|4|8|16|32); /* no interrupts */
  86 #endif
  87 }
  88
  89 /* various os_context_*_addr accessors moved to {x86,alpha}-linux-os.c
  90  * -dan 20010125
  91  */
  92
  93 /* In Debian CMU CL ca. 2.4.9, it was possible to get an infinite
  94  * cascade of errors from do_mmap(..). This variable is a counter to
  95  * prevent that; when it counts down to zero, an error in do_mmap
  96  * causes the low-level monitor to be called. */
  97 int n_do_mmap_ignorable_errors = 3;
  98
  99 /* Return 0 for success. */
 100 static int
 101 do_mmap(os_vm_address_t *addr, os_vm_size_t len, int flags)
 102 {
 103     /* We *must* have the memory where we expect it. */
 104     os_vm_address_t old_addr = *addr;
 105
 106     *addr = mmap(*addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 107     if (*addr == MAP_FAILED ||
 108         ((old_addr != NULL) && (*addr != old_addr))) {
 109         FSHOW((stderr,
 110                "/retryable error in allocating memory from the OS\n"
 111                "(addr=0x%lx, len=0x%lx, flags=0x%lx)\n",
 112                (long) addr,
 113                (long) len,
 114                (long) flags));
 115         if (n_do_mmap_ignorable_errors > 0) {
 116             --n_do_mmap_ignorable_errors;
 117         } else {
 118             lose("too many errors in allocating memory from the OS");
 119         }
 120         perror("mmap");
 121         return 1;
 122     }
 123     return 0;
 124 }
 125
 126 os_vm_address_t
 127 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 128 {
 129     if (addr) {
 130         int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED;
 131         os_vm_address_t base_addr = addr;
 132         do {
 133             /* KLUDGE: It looks as though this code allocates memory
 134              * in chunks of size no larger than 'magic', but why? What
 135              * is the significance of 0x1000000 here? Also, can it be
 136              * right that if the first few 'do_mmap' calls succeed,
 137              * then one fails, we leave the memory allocated by the
 138              * first few in place even while we return a code for
 139              * complete failure? -- WHN 19991020
 140              *
 141              * Peter Van Eynde writes (20000211)
 142              *     This was done because the kernel would only check for
 143              *   overcommit for every allocation seperately. So if you
 144              *   had 16MB of free mem+swap you could allocate 16M. And
 145              *   again, and again, etc.
 146              *     This in [Linux] 2.X could be bad as they changed the memory
 147              *   system. A side effect was/is (I don't really know) that
 148              *   programs with a lot of memory mappings run slower. But
 149              *   of course for 2.2.2X we now have the NO_RESERVE flag that
 150              *   helps...
 151              *
 152              * FIXME: The logic is also flaky w.r.t. failed
 153              * allocations. If we make one or more successful calls to
 154              * do_mmap(..) before one fails, then we've allocated
 155              * memory, and we should ensure that it gets deallocated
 156              * sometime somehow. If this function's response to any
 157              * failed do_mmap(..) is to give up and return NULL (as in
 158              * sbcl-0.6.7), then any failed do_mmap(..) after any
 159              * successful do_mmap(..) causes a memory leak. */
 160             int magic = 0x1000000;
 161             if (len <= magic) {
 162                 if (do_mmap(&addr, len, flags)) {
 163                     return NULL;
 164                 }
 165                 len = 0;
 166             } else {
 167                 if (do_mmap(&addr, magic, flags)) {
 168                     return NULL;
 169                 }
 170                 addr += magic;
 171                 len = len - magic;
 172             }
 173         } while (len > 0);
 174         return base_addr;
 175     } else {
 176         int flags = MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS;
 177         if (do_mmap(&addr, len, flags)) {
 178             return NULL;
 179         } else {
 180             return addr;
 181         }
 182     }
 183 }
 184
 185 void
 186 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 187 {
 188     if (munmap(addr,len) == -1) {
 189         perror("munmap");
 190     }
 191 }
 192
 193 os_vm_address_t
 194 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 195 {
 196     addr = mmap(addr, len,
 197                 OS_VM_PROT_ALL,
 198                 MAP_PRIVATE | MAP_FILE | MAP_FIXED,
 199                 fd, (off_t) offset);
 200
 201     if (addr == MAP_FAILED) {
 202         perror("mmap");
 203         lose("unexpected mmap(..) failure");
 204     }
 205
 206     return addr;
 207 }
 208
 209 void
 210 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 211 {
 212     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 213         perror("mprotect");
 214     }
 215 }
 216 \f
 217 /* FIXME: Now that FOO_END, rather than FOO_SIZE, is the fundamental
 218  * description of a space, we could probably punt this and just do
 219  * (FOO_START <= x && x < FOO_END) everywhere it's called. */
 220 static boolean
 221 in_range_p(os_vm_address_t a, lispobj sbeg, size_t slen)
 222 {
 223     char* beg = (char*)((long)sbeg);
 224     char* end = (char*)((long)sbeg) + slen;
 225     char* adr = (char*)a;
 226     return (adr >= beg && adr < end);
 227 }
 228
 229 boolean
 230 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 231 {
 232     return
 233         in_range_p(addr, READ_ONLY_SPACE_START, READ_ONLY_SPACE_SIZE) ||
 234         in_range_p(addr, STATIC_SPACE_START   , STATIC_SPACE_SIZE) ||
 235         in_range_p(addr, DYNAMIC_SPACE_START  , DYNAMIC_SPACE_SIZE) ||
 236         in_range_p(addr, CONTROL_STACK_START  , CONTROL_STACK_SIZE) ||
 237         in_range_p(addr, BINDING_STACK_START  , BINDING_STACK_SIZE);
 238 }
 239 \f
 240 /*
 241  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 242  */
 243
 244 #if defined GENCGC
 245
 246 /*
 247  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 248  * page fault on this OS.
 249  */
 250 void
 251 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 252 {
 253     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 254     void* fault_addr = (void*)context->uc_mcontext.cr2;
 255     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr)) {
 256         interrupt_handle_now(signal, info, void_context);
 257     }
 258 }
 259
 260 #else
 261
 262 static void
 263 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 264 {
 265     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 266     os_vm_address_t addr;
 267
 268 #ifdef __i386__
 269     interrupt_handle_now(signal,contextstruct);
 270 #else
 271     char *control_stack_top = (char*)CONTROL_STACK_START + CONTROL_STACK_SIZE;
 272
 273     addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 274
 275     if (addr != NULL &&
 276        *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 277
 278         /* This is the end of a pseudo-atomic section during which
 279          * a signal was received.  We must deal with the pending interrupt
 280          * (see also interrupt.c, ../code/interrupt.lisp)
 281          */
 282         /* (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in
 283          * reg_Alloc.  At the end of the atomic section we tried to
 284          * write to reg_ALLOC, got a SIGSEGV (there's nothing mapped
 285          * there) so ended up here
 286          */
 287         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 288         interrupt_handle_pending(context);
 289     } else if (addr > control_stack_top && addr < BINDING_STACK_START) {
 290         fprintf(stderr,
 291                 "Possible stack overflow at 0x%016lX:\n"
 292                 "control_stack_top=%lx, BINDING_STACK_START=%lx\n",
 293                 addr,
 294                 control_stack_top,
 295                 BINDING_STACK_START);
 296         /* Try to fix control frame pointer. */
 297         while ( ! (CONTROL_STACK_START <= *current_control_frame_pointer &&
 298                    *current_control_frame_pointer <= control_stack_top))
 299             ((char*)current_control_frame_pointer) -= sizeof(lispobj);
 300         monitor_or_something();
 301     } else if (!interrupt_maybe_gc(signal, info, context)) {
 302         interrupt_handle_now(signal, info, context);
 303     }
 304 #endif
 305 }
 306 #endif
 307
 308 void
 309 os_install_interrupt_handlers(void)
 310 {
 311     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIGSEGV, sigsegv_handler);
 312 }
 313