Remove *static-foreign-symbols* from #+sb-dynamic-core builds.
[sbcl.git] / src / code / foreign.lisp
index f6101db..f46b03d 100644 (file)
@@ -1,5 +1,4 @@
-;;;; support for dynamically loading foreign object files and
-;;;; resolving symbols therein
+;;;; Foreign symbol linkage
 
 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
 ;;;; more information.
 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
 ;;;; files for more information.
 
-(in-package "SB-ALIEN") ; (SB-ALIEN, not SB!ALIEN, since we're in warm load.)
-
-(defun pick-temporary-file-name (&optional
-                                ;; KLUDGE: There are various security
-                                ;; nastyisms associated with easily
-                                ;; guessable temporary file names,
-                                ;; and we haven't done anything to
-                                ;; work around them here. -- pointed
-                                ;; out by Dan Barlow on sbcl-devel
-                                ;; 20000702
-                                (base "/tmp/sbcl-tmp-~D~C"))
-  (let ((code (char-code #\A)))
-    (loop
-      (let ((name (format nil base (sb-unix:unix-getpid) (code-char code))))
-       (multiple-value-bind (fd errno)
-           (sb-unix:unix-open name
-                              (logior sb-unix:o_wronly
-                                      sb-unix:o_creat
-                                      sb-unix:o_excl)
-                              #o666)
-         (cond ((not (null fd))
-                (sb-unix:unix-close fd)
-                (return name))
-               ((not (= errno sb-unix:eexist))
-                (simple-file-perror "couldn't create temporary file ~S"
-                                    name
-                                    errno))
-               ;; KLUDGE: depends on ASCII character ordering -- WHN 20000128
-               ((= code (char-code #\Z))
-                (setf code (char-code #\a)))
-               ((= code (char-code #\z))
-                (return nil))
-               (t
-                (incf code))))))))
-
-
-;;; On any OS where we don't support foreign object file loading, any
-;;; query of a foreign symbol value is answered with "no definition
-;;; known", i.e. NIL.
-;;;
-;;; (On any OS which *does* support foreign object file loading, this
-;;; placeholder implementation is overwritten by a subsequent real
-;;; implementation.)
-;;;
-;;; You may want to use SB-SYS:FOREIGN-SYMBOL-ADDRESS instead of
-;;; calling this directly; see code/target-load.lisp.
-(defun get-dynamic-foreign-symbol-address (symbol)
-  (declare (type simple-string symbol) (ignore symbol))
-  nil)
-
-;;; dlsym()-based implementation of GET-DYNAMIC-FOREIGN-SYMBOL-ADDRESS
-;;; and functions (e.g. LOAD-FOREIGN) which affect it.  This should 
-;;; work on any ELF system with dlopen(3) and dlsym(3)
-;;; It also works on OpenBSD, which isn't ELF, but is otherwise modern
-;;; enough to have a fairly well working dlopen/dlsym implementation.
-#-(or linux FreeBSD OpenBSD)
-(macrolet ((define-unsupported-fun (fun-name)
-            `(defun ,fun-name (&rest rest)
-               "unsupported on this system"
-                (declare (ignore rest))
-               (error 'unsupported-operator :name ',fun-name))))
-  (define-unsupported-fun load-1-foreign)
-  (define-unsupported-fun load-foreign))
-#+(or linux FreeBSD OpenBSD)
-(progn
-
-;;; flags for dlopen()
-(defconstant rtld-lazy 1)              ; lazy function call binding?
-(defconstant rtld-now 2)               ; immediate function call binding?
-(defconstant rtld-global #x100)                ; symbols of loaded obj file
-                                       ; (and its dependencies) made
-                                       ; visible (as though the
-                                       ; obj file were linked directly
-                                       ; into the program)?
-
-;;; a list of handles returned from dlopen(3) (or possibly some
-;;; bogus value temporarily during initialization)
-(defvar *handles-from-dlopen* nil)
-
-;;; Dynamically loaded stuff isn't there upon restoring from a save.
-;;; Clearing the variable this way was originally done primarily for
-;;; Irix, which resolves tzname at runtime, resulting in
-;;; *HANDLES-FROM-DLOPEN* (which was then called *TABLES-FROM-DLOPEN*)
-;;; being set in the saved core image, resulting in havoc upon
-;;; restart; but it seems harmless and tidy for other OSes too.
-;;;
-;;; Of course, it can be inconvenient that dynamically loaded stuff
-;;; goes away when we save and restore. However,
-;;;  (1) trying to avoid it by system programming here could open a
-;;;      huge can of worms, since e.g. now we would need to worry about
-;;;      libraries possibly being in different locations (file locations
-;;;      or memory locations) at restore time than at save time; and
-;;;  (2) by the time the application programmer is so deep into the
-;;;      the use of hard core extension features as to be doing
-;;;      dynamic loading of foreign files and saving/restoring cores,
-;;;      he probably has the sophistication to write his own after-save
-;;;      code to reload the libraries without much difficulty.
-
-;;; dan 2001.05.10 suspects that objection (1) is bogus for
-;;; dlsym()-enabled systems
-
-(push (lambda () (setq *handles-from-dlopen* nil))
-      *after-save-initializations*)
-
-(defvar *dso-linker* "/usr/bin/ld")
-(defvar *dso-linker-options* '("-shared" "-o"))
-
-
-(sb-alien:define-alien-routine dlopen system-area-pointer
-  (file sb-alien:c-string) (mode sb-alien:int))
-(sb-alien:define-alien-routine dlsym system-area-pointer
-  (lib system-area-pointer)
-  (name sb-alien:c-string))
-(sb-alien:define-alien-routine dlerror sb-alien:c-string)
-
-;;; Ensure that we've opened our own binary so we can dynamically resolve 
-;;; symbols in the C runtime.  
-
-;;; Old comment: This used to happen only in
-;;; GET-DYNAMIC-FOREIGN-SYMBOL-ADDRESS, and only if no libraries were
-;;; dlopen()ed already, but that didn't work if something was
-;;; dlopen()ed before any problem global vars were used.  So now we do
-;;; this in any function that can add to the *HANDLES-FROM-DLOPEN*, as
-;;; well as in GET-DYNAMIC-FOREIGN-SYMBOL-ADDRESS.
-
-;;; FIXME: It would work just as well to do it once at startup, actually.
-;;; Then at least we know it's done.    -dan 2001.05.10
-
-(defun ensure-runtime-symbol-table-opened ()
-  (unless *handles-from-dlopen*
-    ;; Prevent recursive call if dlopen() isn't defined.
-    (setf *handles-from-dlopen* (int-sap 0))
-    (setf *handles-from-dlopen* (list (dlopen nil rtld-lazy)))
-    (when (zerop (sb-sys:sap-int (first *handles-from-dlopen*)))
-      (error "can't open our own binary's symbol table: ~S" (dlerror)))))
-
-(defun load-1-foreign (file)
-  "the primitive upon which the more general LOAD-FOREIGN is built: load
-  a single foreign object file
-
-  To use LOAD-1-FOREIGN, at the Unix command line do this:
-    echo 'int summish(int x, int y) { return 1 + x + y; }' > /tmp/ffi-test.c
-    make /tmp/ffi-test.o # i.e. cc -c -o /tmp/ffi-test.o /tmp/ffi-test.c
-    ld -shared -o /tmp/ffi-test.so /tmp/ffi-test.o
-  then in SBCL do this:
-    (LOAD-1-FOREIGN \"/tmp/ffi-test.so\")
-    (DEFINE-ALIEN-ROUTINE SUMMISH INT (X INT) (Y INT))
-  Now running (SUMMISH 10 20) should return 31.
-"
-  (ensure-runtime-symbol-table-opened)
-  ;; Note: We use RTLD-GLOBAL so that it can find all the symbols
-  ;; previously loaded. We use RTLD-NOW so that dlopen() will fail if
-  ;; not all symbols are defined.
-  (let* ((real-file (or (unix-namestring file) file))
-         (sap (dlopen real-file (logior rtld-now rtld-global))))
-       (if (zerop (sap-int sap))
-          (error "can't open object ~S: ~S" real-file (dlerror))
-          (pushnew sap *handles-from-dlopen* :test #'sap=)))
-  (values))
-
-(defun get-dynamic-foreign-symbol-address (symbol)
-  (ensure-runtime-symbol-table-opened)
-  ;; Find the symbol in any of the loaded object files. Search in
-  ;; reverse order of loading, so that later loadings take precedence.
-  ;;
-  ;; FIXME: The way that we use PUSHNEW SAP in LOAD-1-FOREIGN means
-  ;; that the list isn't guaranteed to be in reverse order of loading,
-  ;; at least not if a file is loaded more than once. Is this the
-  ;; right thing? (In what cases does it matter?)
-  (dolist (handle *handles-from-dlopen*)
-    ;; KLUDGE: We implicitly exclude the possibility that the variable
-    ;; could actually be NULL, but the man page for dlsym(3) 
-    ;; recommends doing a more careful test. -- WHN 20000825
-    (let ((possible-result (sap-int (dlsym handle symbol))))
-      (unless (zerop possible-result)
-       (return possible-result)))))
-
-(defun load-foreign (files
-                    &key
-                    (libraries '("-lc"))
-                    ;; FIXME: The old documentation said
-                    ;;   The BASE-FILE argument is used to specify a
-                    ;;   file to use as the starting place for
-                    ;;   defined symbols. The default is the C start
-                    ;;   up code for Lisp.
-                    ;; But the code ignored the BASE-FILE argument.
-                    ;; The comment above
-                    ;;   (DECLARE (IGNORE BASE-FILE))
-                    ;; said
-                    ;;   dlopen() remembers the name of an object,
-                    ;;   when dlopen()ing the same name twice, the
-                    ;;   old object is reused.
-                    ;; So I deleted all reference to BASE-FILE,
-                    ;; including the now-bogus reference to the
-                    ;; BASE-FILE argument in the documentation. But
-                    ;; are there any other subtleties of the new code
-                    ;; which need to be documented in its place?
-                    (env nil env-p)
-                    (environment (if env-p
-                                     (unix-environment-sbcl-from-cmu env)
-                                     (posix-environ))
-                                 environment-p))
-  #+sb-doc
-  "LOAD-FOREIGN loads a list of C object files into a running Lisp. The FILES
-  argument should be a single file or a list of files. The files may be
-  specified as namestrings or as pathnames. The libraries argument should be a
-  list of library files as would be specified to ld. They will be searched in
-  the order given. The default is just \"-lc\", i.e., the C library. The
-  ENVIRONMENT argument is a list of SIMPLE-STRINGs corresponding to the Unix
-  environment (\"man environ\") definitions for the invocation of the linker.
-  The default is the environment that Lisp is itself running in. Instead of
-  using the ENVIRONMENT argument, it is also possible to use the ENV argument,
-  using the older, lossy CMU CL representation."
-  (when (and env-p environment-p)
-    (error "can't specify :ENV and :ENVIRONMENT simultaneously"))
-  (let ((output-file (pick-temporary-file-name
-                     (concatenate 'string "/tmp/~D~C" (string (gensym)))))
-       (error-output (make-string-output-stream)))
-
-    (/show "running" *dso-linker*)
-    (force-output)
-    (unwind-protect
-       (let ((proc (sb-ext:run-program
-                    *dso-linker*
-                    (append *dso-linker-options*
-                            (list output-file)
-                            (append (mapcar (lambda (name)
-                                              (unix-namestring name nil))
-                                            (if (atom files)
-                                                (list files)
-                                              files))
-                                    libraries))
-                    :environment environment
-                    :input nil
-                    :output error-output
-                    :error :output)))
-         (unless proc
-           (error "could not run ~A" *dso-linker*))
-         (unless (zerop (sb-ext:process-exit-code proc))
-           (sb-sys:serve-all-events 0)
-           (error "~A failed:~%~A" *dso-linker*
-                  (get-output-stream-string error-output)))
-         (load-1-foreign output-file))
-      #-sb-show (sb-unix:unix-unlink output-file)
-      #+sb-show (/show "not unlinking" output-file)))) ; so we can look at it
-
-) ; PROGN
+(in-package "SB!IMPL")
+
+#!-(or elf mach-o win32)
+(error "Not an ELF, Mach-O, or Win32 platform?")
+
+(defun extern-alien-name (name)
+  (handler-case
+      (coerce name 'base-string)
+    (error ()
+      (error "invalid external alien name: ~S" name))))
+
+;;; *STATIC-FOREIGN-SYMBOLS* are static as opposed to "dynamic" (not
+;;; as opposed to C's "extern"). The table contains symbols known at
+;;; the time that the program was built, but not symbols defined in
+;;; object files which have been loaded dynamically since then.
+#!-sb-dynamic-core
+(declaim (type hash-table *static-foreign-symbols*))
+#!-sb-dynamic-core
+(defvar *static-foreign-symbols* (make-hash-table :test 'equal))
+
+(declaim
+ (ftype (sfunction (string hash-table) (or integer null)) find-foreign-symbol-in-table))
+(defun find-foreign-symbol-in-table (name table)
+  (let ((extern (extern-alien-name name)))
+    (values
+     (or (gethash extern table)
+         (gethash (concatenate 'base-string "ldso_stub__" extern) table)))))
+
+(defun find-foreign-symbol-address (name)
+  "Returns the address of the foreign symbol NAME, or NIL. Does not enter the
+symbol in the linkage table, and never returns an address in the linkage-table."
+  (or #!-sb-dynamic-core
+      (find-foreign-symbol-in-table name *static-foreign-symbols*)
+      (find-dynamic-foreign-symbol-address name)))
+
+(defun foreign-symbol-address (name &optional datap)
+  "Returns the address of the foreign symbol NAME. DATAP must be true if the
+symbol designates a variable (used only on linkage-table platforms). Returns a
+secondary value that is true if DATAP was true and the symbol is a dynamic
+foreign symbol.
+
+On linkage-table ports the returned address is always static: either direct
+address of a static symbol, or the linkage-table address of a dynamic one.
+Dynamic symbols are entered into the linkage-table if they aren't there already.
+
+On non-linkage-table ports signals an error if the symbol isn't found."
+  (declare (ignorable datap))
+  #!+sb-dynamic-core
+  (values (ensure-foreign-symbol-linkage name datap) t)
+  #!-sb-dynamic-core
+  (let ((static (find-foreign-symbol-in-table name *static-foreign-symbols*)))
+    (if static
+        (values static nil)
+        #!+os-provides-dlopen
+        (progn
+          #-sb-xc-host
+          (values #!-linkage-table
+                  (ensure-dynamic-foreign-symbol-address name)
+                  #!+linkage-table
+                  (ensure-foreign-symbol-linkage name datap)
+                  t)
+          #+sb-xc-host
+          (error 'undefined-alien-error :name name))
+        #!-os-provides-dlopen
+        (error 'undefined-alien-error :name name))))
+
+(defun foreign-symbol-sap (symbol &optional datap)
+  "Returns a SAP corresponding to the foreign symbol. DATAP must be true if the
+symbol designates a variable (used only on linkage-table platforms). May enter
+the symbol into the linkage-table. On non-linkage-table ports signals an error
+if the symbol isn't found."
+  (declare (ignorable datap))
+  #!-linkage-table
+  (int-sap (foreign-symbol-address symbol))
+  #!+linkage-table
+  (multiple-value-bind (addr sharedp)
+      (foreign-symbol-address symbol datap)
+    #+sb-xc-host #!-sb-dynamic-core (aver (not sharedp)) ()
+    ;; If the address is from linkage-table and refers to data
+    ;; we need to do a bit of juggling. It is not the address of the
+    ;; variable, but the address where the real address is stored.
+    (if (and sharedp datap)
+        (int-sap (sap-ref-word (int-sap addr) 0))
+        (int-sap addr))))
+
+#-sb-xc-host
+(defun foreign-reinit ()
+  #!+os-provides-dlopen
+  (reopen-shared-objects)
+  #!+linkage-table
+  ;; Don't warn about undefined aliens on startup. The same core can
+  ;; reasonably be expected to work with different versions of the
+  ;; same library.
+  (handler-bind ((style-warning #'muffle-warning))
+    (update-linkage-table)))
+
+;;; Cleanups before saving a core
+#-sb-xc-host
+(defun foreign-deinit ()
+  #!+(and os-provides-dlopen (not linkage-table))
+  (when (dynamic-foreign-symbols-p)
+    (warn "~@<Saving cores with alien definitions referring to non-static ~
+           foreign symbols is unsupported on this platform: references to ~
+           such foreign symbols from the restarted core will not work. You ~
+           may be able to work around this limitation by reloading all ~
+           foreign definitions and code using them in the restarted core, ~
+           but no guarantees.~%~%Dynamic foreign symbols in this core: ~
+           ~{~A~^, ~}~:@>" (list-dynamic-foreign-symbols)))
+  #!+os-provides-dlopen
+  (close-shared-objects))
+
+(declaim (maybe-inline sap-foreign-symbol))
+(defun sap-foreign-symbol (sap)
+  (declare (ignorable sap))
+  #-sb-xc-host
+  (let ((addr (sap-int sap)))
+    (declare (ignorable addr))
+    #!+linkage-table
+    (when (<= sb!vm:linkage-table-space-start
+              addr
+              sb!vm:linkage-table-space-end)
+      (dohash ((name-and-datap table-addr) *linkage-info* :locked t)
+        (when (and (<= table-addr addr)
+                   (< addr (+ table-addr sb!vm:linkage-table-entry-size)))
+          (return-from sap-foreign-symbol (car name-and-datap)))))
+    #!+os-provides-dladdr
+    (with-alien ((info (struct dl-info
+                               (filename c-string)
+                               (base unsigned)
+                               (symbol c-string)
+                               (symbol-address unsigned)))
+                 (dladdr (function unsigned unsigned (* (struct dl-info)))
+                         :extern "dladdr"))
+      (let ((err (without-gcing
+                   ;; On eg. Darwin GC can could otherwise interrupt
+                   ;; the call while dladdr is holding a lock.
+                   (alien-funcall dladdr addr (addr info)))))
+        (if (zerop err)
+            nil
+            (slot info 'symbol))))
+    ;; FIXME: Even in the absence of dladdr we could search the
+    ;; static foreign symbols (and *linkage-info*, for that matter).
+    ))
+
+;;; How we learn about foreign symbols and dlhandles initially
+(defvar *!initial-foreign-symbols*)
+
+#-sb-xc-host
+(defun !foreign-cold-init ()
+  #!-sb-dynamic-core
+  (dolist (symbol *!initial-foreign-symbols*)
+    (setf (gethash (car symbol) *static-foreign-symbols*) (cdr symbol)))
+  #!+sb-dynamic-core
+  (loop for table-address from sb!vm::linkage-table-space-start
+          by sb!vm::linkage-table-entry-size
+          and reference in sb!vm::*required-runtime-c-symbols*
+        do (setf (gethash reference *linkage-info*) table-address))
+  #!+os-provides-dlopen
+  (setf *runtime-dlhandle* (dlopen-or-lose))
+  #!+os-provides-dlopen
+  (setf *shared-objects* nil))
+
+#!-os-provides-dlopen
+(define-unsupported-fun load-shared-object)