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     char *p;
 128     uname(&name);
 129     p=name.release;
 130     major_version = atoi(p);
 131     p=strchr(p,'.')+1;
 132     minor_version = atoi(p);
 133     if (major_version<2) {
 134         lose("linux kernel version too old: major version=%d (can't run in version < 2.0.0)",
 135              major_version);
 136     }
 137     if (!(major_version>2 || minor_version >= 4)) {
 138 #ifdef LISP_FEATURE_SPARC
 139         FSHOW((stderr,"linux kernel %d.%d predates 2.4;\n enabling workarounds for SPARC kernel bugs in signal handling.\n", major_version,minor_version));
 140         linux_sparc_siginfo_bug = 1;
 141 #endif
 142     }
 143 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 144     futex_wait(futex,-1);
 145     if(errno==ENOSYS) {
 146        lose("This version of SBCL is compiled with threading support, but your kernel is too old to support this.\n\
 147 Please use a more recent kernel or a version of SBCL without threading support.\n");
 148     }
 149     if(! isnptl()) {
 150        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");
 151     }
 152 #endif
 153     os_vm_page_size = getpagesize();
 154
 155     /* KLUDGE: Disable memory randomization on new Linux kernels
 156      * by setting a personality flag and re-executing. (We need
 157      * to re-execute, since the memory maps that can conflict with
 158      * the SBCL spaces have already been done at this point).
 159      *
 160      * Since randomization is currently implemented only on x86 kernels,
 161      * don't do this trick on other platforms.
 162      */
 163 #ifdef LISP_FEATURE_X86
 164     if ((major_version == 2 && minor_version >= 6)
 165         || major_version >= 3)
 166     {
 167         int pers = personality(0xffffffffUL);
 168         /* 0x40000 aka. ADDR_NO_RANDOMIZE */
 169         if (!(pers & 0x40000)) {
 170             int retval = personality(pers | 0x40000);
 171             /* Allegedly some Linux kernels (the reported case was
 172              * "hardened Linux 2.6.7") won't set the new personality,
 173              * but nor will they return -1 for an error. So as a
 174              * workaround query the new personality...
 175              */
 176             int newpers = personality(0xffffffffUL);
 177             /* ... and don't re-execute if either the setting resulted
 178              * in an error or if the value didn't change. Otherwise
 179              * this might result in an infinite loop.
 180              */
 181             if (retval != -1 && newpers != pers) {
 182                 /* Use /proc/self/exe instead of trying to figure out
 183                  * the executable path from PATH and argv[0], since
 184                  * that's unreliable. We follow the symlink instead of
 185                  * executing the file directly in order to prevent top
 186                  * from displaying the name of the process as "exe". */
 187                 char runtime[PATH_MAX+1];
 188                 int i = readlink("/proc/self/exe", runtime, PATH_MAX);
 189                 if (i != -1) {
 190                     runtime[i] = '\0';
 191                     execve(runtime, argv, envp);
 192                 }
 193             }
 194             /* Either changing the personality or execve() failed. Either
 195              * way we might as well continue, and hope that the random
 196              * memory maps are ok this time around.
 197              */
 198             fprintf(stderr, "WARNING: Couldn't re-execute SBCL with the proper personality flags (maybe /proc isn't mounted?). Trying to continue anyway.\n");
 199         }
 200     }
 201 #endif
 202 }
 203
 204
 205 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 206 /* The Alpha is a 64 bit CPU.  SBCL is a 32 bit application.  Due to all
 207  * the places that assume we can get a pointer into a fixnum with no
 208  * information loss, we have to make sure it allocates all its ram in the
 209  * 0-2Gb region.  */
 210
 211 static void * under_2gb_free_pointer=DYNAMIC_1_SPACE_END;
 212 #endif
 213
 214 os_vm_address_t
 215 os_validate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 216 {
 217     int flags =  MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_NORESERVE;
 218     os_vm_address_t actual;
 219
 220 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 221     if (!addr) {
 222         addr=under_2gb_free_pointer;
 223     }
 224 #endif
 225     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, flags, -1, 0);
 226     if (actual == MAP_FAILED) {
 227         perror("mmap");
 228         return 0;               /* caller should check this */
 229     }
 230
 231     if (addr && (addr!=actual)) {
 232         fprintf(stderr, "mmap: wanted %lu bytes at %p, actually mapped at %p\n",
 233                 (unsigned long) len, addr, actual);
 234         return 0;
 235     }
 236
 237 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 238
 239     len=(len+(os_vm_page_size-1))&(~(os_vm_page_size-1));
 240     under_2gb_free_pointer+=len;
 241 #endif
 242
 243     return actual;
 244 }
 245
 246 void
 247 os_invalidate(os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 248 {
 249     if (munmap(addr,len) == -1) {
 250         perror("munmap");
 251     }
 252 }
 253
 254 os_vm_address_t
 255 os_map(int fd, int offset, os_vm_address_t addr, os_vm_size_t len)
 256 {
 257     os_vm_address_t actual;
 258
 259     actual = mmap(addr, len, OS_VM_PROT_ALL, MAP_PRIVATE | MAP_FIXED,
 260                   fd, (off_t) offset);
 261     if (actual == MAP_FAILED || (addr && (addr != actual))) {
 262         perror("mmap");
 263         lose("unexpected mmap(..) failure");
 264     }
 265
 266     return actual;
 267 }
 268
 269 void
 270 os_protect(os_vm_address_t address, os_vm_size_t length, os_vm_prot_t prot)
 271 {
 272     if (mprotect(address, length, prot) == -1) {
 273         perror("mprotect");
 274     }
 275 }
 276 \f
 277 boolean
 278 is_valid_lisp_addr(os_vm_address_t addr)
 279 {
 280     struct thread *th;
 281     size_t ad = (size_t) addr;
 282
 283     if ((READ_ONLY_SPACE_START <= ad && ad < READ_ONLY_SPACE_END)
 284         || (STATIC_SPACE_START <= ad && ad < STATIC_SPACE_END)
 285 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 286         || (DYNAMIC_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_SPACE_END)
 287 #else
 288         || (DYNAMIC_0_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_0_SPACE_END)
 289         || (DYNAMIC_1_SPACE_START <= ad && ad < DYNAMIC_1_SPACE_END)
 290 #endif
 291         )
 292         return 1;
 293     for_each_thread(th) {
 294         if((size_t)(th->control_stack_start) <= ad
 295            && ad < (size_t)(th->control_stack_end))
 296             return 1;
 297         if((size_t)(th->binding_stack_start) <= ad
 298            && ad < (size_t)(th->binding_stack_start + BINDING_STACK_SIZE))
 299             return 1;
 300     }
 301     return 0;
 302 }
 303 \f
 304 /*
 305  * any OS-dependent special low-level handling for signals
 306  */
 307
 308
 309 #if defined LISP_FEATURE_GENCGC
 310
 311 /*
 312  * The GENCGC needs to be hooked into whatever signal is raised for
 313  * page fault on this OS.
 314  */
 315 static void
 316 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 317 {
 318     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 319     void* fault_addr = (void*)info->si_addr;
 320     if (!gencgc_handle_wp_violation(fault_addr))
 321         if(!handle_guard_page_triggered(context,fault_addr))
 322 #ifdef LISP_FEATURE_C_STACK_IS_CONTROL_STACK
 323             arrange_return_to_lisp_function(context, SymbolFunction(MEMORY_FAULT_ERROR));
 324 #else
 325             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 326 #endif
 327 }
 328
 329 #else
 330
 331 static void
 332 sigsegv_handler(int signal, siginfo_t *info, void* void_context)
 333 {
 334     os_context_t *context = arch_os_get_context(&void_context);
 335     os_vm_address_t addr = arch_get_bad_addr(signal,info,context);
 336
 337 #ifdef LISP_FEATURE_ALPHA
 338     /* Alpha stuff: This is the end of a pseudo-atomic section during
 339        which a signal was received.  We must deal with the pending
 340        interrupt (see also interrupt.c, ../code/interrupt.lisp)
 341
 342        (how we got here: when interrupting, we set bit 63 in reg_ALLOC.
 343        At the end of the atomic section we tried to write to reg_ALLOC,
 344        got a SIGSEGV (there's nothing mapped there) so ended up here. */
 345     if (addr != NULL &&
 346         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) & (1L<<63)){
 347         *os_context_register_addr(context,reg_ALLOC) -= (1L<<63);
 348         interrupt_handle_pending(context);
 349         return;
 350     }
 351 #endif
 352
 353     if(!interrupt_maybe_gc(signal, info, context))
 354         if(!handle_guard_page_triggered(context,addr))
 355             interrupt_handle_now(signal, info, context);
 356 }
 357 #endif
 358
 359 void
 360 os_install_interrupt_handlers(void)
 361 {
 362     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_MEMORY_FAULT,
 363                                                  sigsegv_handler);
 364 #ifdef LISP_FEATURE_SB_THREAD
 365     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_INTERRUPT_THREAD,
 366                                                  interrupt_thread_handler);
 367     undoably_install_low_level_interrupt_handler(SIG_STOP_FOR_GC,
 368                                                  sig_stop_for_gc_handler);
 369 #endif
 370 }