src/org/ibex/nestedvm/UnixRuntime.java

   1 package org.ibex.nestedvm;
   2
   3 import org.ibex.nestedvm.util.*;
   4 import java.io.*;
   5 import java.util.*;
   6 import java.net.Socket;
   7 import java.net.ServerSocket;
   8
   9 // FEATURE: vfork
  10
  11 public abstract class UnixRuntime extends Runtime implements Cloneable {
  12     /** The pid of this "process" */
  13     private int pid;
  14     private UnixRuntime parent;
  15     public final int getPid() { return pid; }
  16
  17     private static final GlobalState defaultGS = new GlobalState();
  18     private GlobalState gs = defaultGS;
  19     public void setGlobalState(GlobalState gs) {
  20         if(state != STOPPED) throw new IllegalStateException("can't change GlobalState when running");
  21         this.gs = gs;
  22     }
  23
  24     /** proceses' current working directory - absolute path WITHOUT leading slash
  25         "" = root, "bin" = /bin "usr/bin" = /usr/bin */
  26     private String cwd;
  27
  28     /** The runtime that should be run next when in state == EXECED */
  29     private UnixRuntime execedRuntime;
  30
  31     private Object children; // used only for synchronizatin
  32     private Vector activeChildren;
  33     private Vector exitedChildren;
  34
  35     protected UnixRuntime(int pageSize, int totalPages) {
  36         super(pageSize,totalPages);
  37
  38         // FEATURE: Do the proper mangling for non-unix hosts
  39         String userdir = getSystemProperty("user.dir");
  40         cwd =
  41             userdir != null && userdir.startsWith("/") && File.separatorChar == '/' && getSystemProperty("nestedvm.root") == null
  42             ? userdir.substring(1) : "";
  43     }
  44
  45     // NOTE: getDisplayName() is a Java2 function
  46     private static String posixTZ() {
  47         StringBuffer sb = new StringBuffer();
  48         TimeZone zone = TimeZone.getDefault();
  49         int off = zone.getRawOffset() / 1000;
  50         sb.append(zone.getDisplayName(false,TimeZone.SHORT));
  51         if(off > 0) sb.append("-");
  52         else off = -off;
  53         sb.append(off/3600); off = off%3600;
  54         if(off > 0) sb.append(":").append(off/60); off=off%60;
  55         if(off > 0) sb.append(":").append(off);
  56         if(zone.useDaylightTime())
  57             sb.append(zone.getDisplayName(true,TimeZone.SHORT));
  58         return sb.toString();
  59     }
  60
  61     private static boolean envHas(String key,String[] environ) {
  62         for(int i=0;i<environ.length;i++)
  63             if(environ[i]!=null && environ[i].startsWith(key + "=")) return true;
  64         return false;
  65     }
  66
  67     String[] createEnv(String[] extra) {
  68         String[] defaults = new String[6];
  69         int n=0;
  70         if(extra == null) extra = new String[0];
  71         if(!envHas("USER",extra) && getSystemProperty("user.name") != null)
  72             defaults[n++] = "USER=" + getSystemProperty("user.name");
  73         if(!envHas("HOME",extra) && getSystemProperty("user.home") != null)
  74             defaults[n++] = "HOME=" + getSystemProperty("user.home");
  75         if(!envHas("SHELL",extra)) defaults[n++] = "SHELL=/bin/sh";
  76         if(!envHas("TERM",extra))  defaults[n++] = "TERM=vt100";
  77         if(!envHas("TZ",extra))    defaults[n++] = "TZ=" + posixTZ();
  78         if(!envHas("PATH",extra))  defaults[n++] = "PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/local/sbin:/usr/sbin:/sbin";
  79         String[] env = new String[extra.length+n];
  80         for(int i=0;i<n;i++) env[i] = defaults[i];
  81         for(int i=0;i<extra.length;i++) env[n++] = extra[i];
  82         return env;
  83     }
  84
  85     private static class ProcessTableFullExn extends RuntimeException { }
  86
  87     void _started() {
  88         UnixRuntime[] tasks = gs.tasks;
  89         synchronized(gs) {
  90             if(pid != 0) {
  91                 UnixRuntime prev = tasks[pid];
  92                 if(prev == null || prev == this || prev.pid != pid || prev.parent != parent)
  93                     throw new Error("should never happen");
  94                 synchronized(parent.children) {
  95                     int i = parent.activeChildren.indexOf(prev);
  96                     if(i == -1) throw new Error("should never happen");
  97                     parent.activeChildren.set(i,this);
  98                 }
  99             } else {
 100                 int newpid = -1;
 101                 int nextPID = gs.nextPID;
 102                 for(int i=nextPID;i<tasks.length;i++) if(tasks[i] == null) { newpid = i; break; }
 103                 if(newpid == -1) for(int i=1;i<nextPID;i++) if(tasks[i] == null) { newpid = i; break; }
 104                 if(newpid == -1) throw new ProcessTableFullExn();
 105                 pid = newpid;
 106                 gs.nextPID = newpid + 1;
 107             }
 108             tasks[pid] = this;
 109         }
 110     }
 111
 112     int _syscall(int syscall, int a, int b, int c, int d) throws ErrnoException, FaultException {
 113         switch(syscall) {
 114             case SYS_kill: return sys_kill(a,b);
 115             case SYS_fork: return sys_fork();
 116             case SYS_pipe: return sys_pipe(a);
 117             case SYS_dup2: return sys_dup2(a,b);
 118             case SYS_dup: return sys_dup(a);
 119             case SYS_waitpid: return sys_waitpid(a,b,c);
 120             case SYS_stat: return sys_stat(a,b);
 121             case SYS_lstat: return sys_lstat(a,b);
 122             case SYS_mkdir: return sys_mkdir(a,b);
 123             case SYS_getcwd: return sys_getcwd(a,b);
 124             case SYS_chdir: return sys_chdir(a);
 125             case SYS_exec: return sys_exec(a,b,c);
 126             case SYS_getdents: return sys_getdents(a,b,c,d);
 127             case SYS_unlink: return sys_unlink(a);
 128             case SYS_getppid: return sys_getppid();
 129             case SYS_opensocket: return sys_opensocket(a,b);
 130             case SYS_listensocket: return sys_listensocket(a);
 131             case SYS_accept: return sys_accept(a);
 132
 133             default: return super._syscall(syscall,a,b,c,d);
 134         }
 135     }
 136
 137     FD _open(String path, int flags, int mode) throws ErrnoException {
 138         return gs.open(this,normalizePath(path),flags,mode);
 139     }
 140
 141     private int sys_getppid() {
 142         return parent == null ? 1 : parent.pid;
 143     }
 144
 145     /** The kill syscall.
 146        SIGSTOP, SIGTSTO, SIGTTIN, and SIGTTOUT pause the process.
 147        SIGCONT, SIGCHLD, SIGIO, and SIGWINCH are ignored.
 148        Anything else terminates the process. */
 149     private int sys_kill(int pid, int signal) {
 150         // This will only be called by raise() in newlib to invoke the default handler
 151         // We don't have to worry about actually delivering the signal
 152         if(pid != pid) return -ESRCH;
 153         if(signal < 0 || signal >= 32) return -EINVAL;
 154         switch(signal) {
 155             case 0: return 0;
 156             case 17: // SIGSTOP
 157             case 18: // SIGTSTP
 158             case 21: // SIGTTIN
 159             case 22: // SIGTTOU
 160                 state = PAUSED;
 161                 break;
 162             case 19: // SIGCONT
 163             case 20: // SIGCHLD
 164             case 23: // SIGIO
 165             case 28: // SIGWINCH
 166                 break;
 167             default:
 168                 return syscall(SYS_exit,128+signal,0,0,0);
 169         }
 170         return 0;
 171     }
 172
 173     private int sys_waitpid(int pid, int statusAddr, int options) throws FaultException, ErrnoException {
 174         final int WNOHANG = 1;
 175         if((options & ~(WNOHANG)) != 0) return -EINVAL;
 176         if(pid == 0 || pid < -1) {
 177             if(STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: waitpid called with a pid of " + pid);
 178             return -ECHILD;
 179         }
 180         boolean blocking = (options&WNOHANG)==0;
 181
 182         if(pid !=-1 && (pid <= 0 || pid >= gs.tasks.length)) return -ECHILD;
 183         if(children == null) return blocking ? -ECHILD : 0;
 184
 185         UnixRuntime done = null;
 186
 187         synchronized(children) {
 188             for(;;) {
 189                 if(pid == -1) {
 190                     if(exitedChildren.size() > 0) done = (UnixRuntime)exitedChildren.remove(exitedChildren.size() - 1);
 191                 } else if(pid > 0) {
 192                     UnixRuntime t = gs.tasks[pid];
 193                     if(t.parent != this) return -ECHILD;
 194                     if(t.state == EXITED) {
 195                         if(!exitedChildren.remove(t)) throw new Error("should never happen");
 196                         done = t;
 197                     }
 198                 } else {
 199                     // process group stuff, EINVAL returned above
 200                         throw new Error("should never happen");
 201                 }
 202                 if(done == null) {
 203                     if(!blocking) return 0;
 204                     try { children.wait(); } catch(InterruptedException e) {}
 205                     //System.err.println("waitpid woke up: " + exitedChildren.size());
 206                 } else {
 207                     gs.tasks[done.pid] = null;
 208                     break;
 209                 }
 210             }
 211         }
 212         if(statusAddr!=0) memWrite(statusAddr,done.exitStatus()<<8);
 213         return done.pid;
 214     }
 215
 216
 217     void _exited() {
 218         if(children != null) synchronized(children) {
 219             for(Enumeration e = exitedChildren.elements(); e.hasMoreElements(); ) {
 220                 UnixRuntime child = (UnixRuntime) e.nextElement();
 221                 gs.tasks[child.pid] = null;
 222             }
 223             exitedChildren.clear();
 224             for(Enumeration e = activeChildren.elements(); e.hasMoreElements(); ) {
 225                 UnixRuntime child = (UnixRuntime) e.nextElement();
 226                 child.parent = null;
 227             }
 228             activeChildren.clear();
 229         }
 230
 231         UnixRuntime _parent = parent;
 232         if(_parent == null) {
 233             gs.tasks[pid] = null;
 234         } else {
 235             synchronized(_parent.children) {
 236                 if(parent == null) {
 237                     gs.tasks[pid] = null;
 238                 } else {
 239                     if(!parent.activeChildren.remove(this)) throw new Error("should never happen _exited: pid: " + pid);
 240                     parent.exitedChildren.add(this);
 241                     parent.children.notify();
 242                 }
 243             }
 244         }
 245     }
 246
 247     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
 248         UnixRuntime r = (UnixRuntime) super.clone();
 249         r.pid = 0;
 250         r.parent = null;
 251         r.children = null;
 252         r.activeChildren = r.exitedChildren = null;
 253         return r;
 254     }
 255
 256     private int sys_fork() {
 257         CPUState state = new CPUState();
 258         getCPUState(state);
 259         int sp = state.r[SP];
 260         final UnixRuntime r;
 261
 262         try {
 263             r = (UnixRuntime) clone();
 264         } catch(Exception e) {
 265             e.printStackTrace();
 266             return -ENOMEM;
 267         }
 268
 269         r.parent = this;
 270
 271         try {
 272             r._started();
 273         } catch(ProcessTableFullExn e) {
 274             return -ENOMEM;
 275         }
 276
 277         //System.err.println("fork " + pid + " -> " + r.pid + " tasks[" + r.pid + "] = " + gd.tasks[r.pid]);
 278         if(children == null) {
 279             children = new Object();
 280             activeChildren = new Vector();
 281             exitedChildren = new Vector();
 282         }
 283         activeChildren.add(r);
 284
 285         state.r[V0] = 0; // return 0 to child
 286         state.pc += 4; // skip over syscall instruction
 287         r.setCPUState(state);
 288         r.state = PAUSED;
 289
 290         new ForkedProcess(r);
 291
 292         return r.pid;
 293     }
 294
 295     public static final class ForkedProcess extends Thread {
 296         private final UnixRuntime initial;
 297         public ForkedProcess(UnixRuntime initial) { this.initial = initial; start(); }
 298         public void run() { UnixRuntime.executeAndExec(initial); }
 299     }
 300
 301     public static int runAndExec(UnixRuntime r, String argv0, String[] rest) { return runAndExec(r,concatArgv(argv0,rest)); }
 302     public static int runAndExec(UnixRuntime r, String[] argv) { r.start(argv); return executeAndExec(r); }
 303
 304     public static int executeAndExec(UnixRuntime r) {
 305         for(;;) {
 306             for(;;) {
 307                 if(r.execute()) break;
 308                 if(STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: Pause requested while executing runAndExec()");
 309             }
 310             if(r.state != EXECED) return r.exitStatus();
 311             r = r.execedRuntime;
 312         }
 313     }
 314
 315     private String[] readStringArray(int addr) throws ReadFaultException {
 316         int count = 0;
 317         for(int p=addr;memRead(p) != 0;p+=4) count++;
 318         String[] a = new String[count];
 319         for(int i=0,p=addr;i<count;i++,p+=4) a[i] = cstring(memRead(p));
 320         return a;
 321     }
 322
 323     private int sys_exec(int cpath, int cargv, int cenvp) throws ErrnoException, FaultException {
 324         return exec(normalizePath(cstring(cpath)),readStringArray(cargv),readStringArray(cenvp));
 325     }
 326
 327     private int exec(String normalizedPath, String[] argv, String[] envp) throws ErrnoException {
 328         if(argv.length == 0) argv = new String[]{""};
 329
 330         // NOTE: For this little hack to work nestedvm.root MUST be "."
 331         /*try {
 332             System.err.println("Execing normalized path: " + normalizedPath);
 333             if(true) return exec(new Interpreter(normalizedPath),argv,envp);
 334         } catch(IOException e) { throw new Error(e); }*/
 335
 336         Object o = gs.exec(this,normalizedPath);
 337         if(o == null) return -ENOENT;
 338
 339         if(o instanceof Class) {
 340             Class c = (Class) o;
 341             try {
 342                 return exec((UnixRuntime) c.newInstance(),argv,envp);
 343             } catch(Exception e) {
 344                 e.printStackTrace();
 345                 return -ENOEXEC;
 346             }
 347         } else {
 348             String[] command = (String[]) o;
 349             String[] newArgv = new String[argv.length + command[1] != null ? 2 : 1];
 350             int p = command[0].lastIndexOf('/');
 351             newArgv[0] = p == -1 ? command[0] : command[0].substring(p+1);
 352             p = 1;
 353             if(command[1] != null) newArgv[p++] = command[1];
 354             newArgv[p++] = "/" + normalizedPath;
 355             for(int i=1;i<argv.length;i++) newArgv[p++] = argv[i];
 356             return exec(command[0],newArgv,envp);
 357         }
 358     }
 359
 360     private int exec(UnixRuntime r, String[] argv, String[] envp) {
 361
 362         //System.err.println("Execing " + r);
 363         for(int i=0;i<OPEN_MAX;i++) if(closeOnExec[i]) closeFD(i);
 364         r.fds = fds;
 365         r.closeOnExec = closeOnExec;
 366         // make sure this doesn't get messed with these since we didn't copy them
 367         fds = null;
 368         closeOnExec = null;
 369
 370         r.gs = gs;
 371         r.sm = sm;
 372         r.cwd = cwd;
 373         r.pid = pid;
 374         r.parent = parent;
 375         r.start(argv,envp);
 376
 377         state = EXECED;
 378         execedRuntime = r;
 379
 380         return 0;
 381     }
 382
 383     // FEATURE: Make sure fstat info is correct
 384     // FEATURE: This could be faster if we did direct copies from each process' memory
 385     // FEATURE: Check this logic one more time
 386     public static class Pipe {
 387         private final byte[] pipebuf = new byte[PIPE_BUF*4];
 388         private int readPos;
 389         private int writePos;
 390
 391         public final FD reader = new Reader();
 392         public final FD writer = new Writer();
 393
 394         public class Reader extends FD {
 395             protected FStat _fstat() { return new FStat(); }
 396             public int read(byte[] buf, int off, int len) throws ErrnoException {
 397                 if(len == 0) return 0;
 398                 synchronized(Pipe.this) {
 399                     while(writePos != -1 && readPos == writePos) {
 400                         try { Pipe.this.wait(); } catch(InterruptedException e) { /* ignore */ }
 401                     }
 402                     if(writePos == -1) return 0; // eof
 403                     len = Math.min(len,writePos-readPos);
 404                     System.arraycopy(pipebuf,readPos,buf,off,len);
 405                     readPos += len;
 406                     if(readPos == writePos) Pipe.this.notify();
 407                     return len;
 408                 }
 409             }
 410             public void _close() { synchronized(Pipe.this) { readPos = -1; Pipe.this.notify(); } }
 411         }
 412
 413         public class Writer extends FD {
 414             protected FStat _fstat() { return new FStat(); }
 415             public int write(byte[] buf, int off, int len) throws ErrnoException {
 416                 if(len == 0) return 0;
 417                 synchronized(Pipe.this) {
 418                     if(readPos == -1) throw new ErrnoException(EPIPE);
 419                     if(pipebuf.length - writePos < Math.min(len,PIPE_BUF)) {
 420                         // not enough space to atomicly write the data
 421                         while(readPos != -1 && readPos != writePos) {
 422                             try { Pipe.this.wait(); } catch(InterruptedException e) { /* ignore */ }
 423                         }
 424                         if(readPos == -1) throw new ErrnoException(EPIPE);
 425                         readPos = writePos = 0;
 426                     }
 427                     len = Math.min(len,pipebuf.length - writePos);
 428                     System.arraycopy(buf,off,pipebuf,writePos,len);
 429                     if(readPos == writePos) Pipe.this.notify();
 430                     writePos += len;
 431                     return len;
 432                 }
 433             }
 434             public void _close() { synchronized(Pipe.this) { writePos = -1; Pipe.this.notify(); } }
 435         }
 436     }
 437
 438     private int sys_pipe(int addr) {
 439         Pipe pipe = new Pipe();
 440
 441         int fd1 = addFD(pipe.reader);
 442         if(fd1 < 0) return -ENFILE;
 443         int fd2 = addFD(pipe.writer);
 444         if(fd2 < 0) { closeFD(fd1); return -ENFILE; }
 445
 446         try {
 447             memWrite(addr,fd1);
 448             memWrite(addr+4,fd2);
 449         } catch(FaultException e) {
 450             closeFD(fd1);
 451             closeFD(fd2);
 452             return -EFAULT;
 453         }
 454         return 0;
 455     }
 456
 457     private int sys_dup2(int oldd, int newd) {
 458         if(oldd == newd) return 0;
 459         if(oldd < 0 || oldd >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
 460         if(newd < 0 || newd >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
 461         if(fds[oldd] == null) return -EBADFD;
 462         if(fds[newd] != null) fds[newd].close();
 463         fds[newd] = fds[oldd].dup();
 464         return 0;
 465     }
 466
 467     private int sys_dup(int oldd) {
 468         if(oldd < 0 || oldd >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
 469         if(fds[oldd] == null) return -EBADFD;
 470         FD fd = fds[oldd].dup();
 471         int newd = addFD(fd);
 472         if(newd < 0) { fd.close(); return -ENFILE; }
 473         return newd;
 474     }
 475
 476     private int sys_stat(int cstring, int addr) throws FaultException, ErrnoException {
 477         FStat s = gs.stat(this,normalizePath(cstring(cstring)));
 478         if(s == null) return -ENOENT;
 479         return stat(s,addr);
 480     }
 481
 482     private int sys_lstat(int cstring, int addr) throws FaultException, ErrnoException {
 483         FStat s = gs.lstat(this,normalizePath(cstring(cstring)));
 484         if(s == null) return -ENOENT;
 485         return stat(s,addr);
 486     }
 487
 488     private int sys_mkdir(int cstring, int mode) throws FaultException, ErrnoException {
 489         gs.mkdir(this,normalizePath(cstring(cstring)),mode);
 490         return 0;
 491     }
 492
 493     private int sys_unlink(int cstring) throws FaultException, ErrnoException {
 494         gs.unlink(this,normalizePath(cstring(cstring)));
 495         return 0;
 496     }
 497
 498     private int sys_getcwd(int addr, int size) throws FaultException, ErrnoException {
 499         byte[] b = getBytes(cwd);
 500         if(size == 0) return -EINVAL;
 501         if(size < b.length+2) return -ERANGE;
 502         memset(addr,'/',1);
 503         copyout(b,addr+1,b.length);
 504         memset(addr+b.length+1,0,1);
 505         return addr;
 506     }
 507
 508     private int sys_chdir(int addr) throws ErrnoException, FaultException {
 509         String path = normalizePath(cstring(addr));
 510         //System.err.println("Chdir: " + cstring(addr) + " -> " + path + " pwd: " + cwd);
 511         if(gs.stat(this,path).type() != FStat.S_IFDIR) return -ENOTDIR;
 512         cwd = path;
 513         //System.err.println("Now: [" + cwd + "]");
 514         return 0;
 515     }
 516
 517     private int sys_getdents(int fdn, int addr, int count, int seekptr) throws FaultException, ErrnoException {
 518         count = Math.min(count,MAX_CHUNK);
 519         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
 520         if(fds[fdn] == null) return -EBADFD;
 521         byte[] buf = byteBuf(count);
 522         int n = fds[fdn].getdents(buf,0,count);
 523         copyout(buf,addr,n);
 524         return n;
 525     }
 526
 527     private static class SocketFD extends InputOutputStreamFD {
 528         private final Socket s;
 529
 530         public SocketFD(Socket s) throws IOException {
 531             super(s.getInputStream(),s.getOutputStream());
 532             this.s = s;
 533         }
 534
 535         public void _close() { try { s.close(); } catch(IOException e) { } }
 536     }
 537
 538     public int sys_opensocket(int cstring, int port) throws FaultException, ErrnoException {
 539         String hostname = cstring(cstring);
 540         try {
 541             FD fd = new SocketFD(new Socket(hostname,port));
 542             int n = addFD(fd);
 543             if(n == -1) fd.close();
 544             return n;
 545         } catch(IOException e) {
 546             return -EIO;
 547         }
 548     }
 549
 550     private static class ListenSocketFD extends FD {
 551         ServerSocket s;
 552         public ListenSocketFD(ServerSocket s) { this.s = s; }
 553         public int flags() { return 0; }
 554         // FEATURE: What should these be?
 555         public FStat _fstat() { return new FStat(); }
 556         public void _close() { try { s.close(); } catch(IOException e) { } }
 557     }
 558
 559     public int sys_listensocket(int port) {
 560         try {
 561             ListenSocketFD fd = new ListenSocketFD(new ServerSocket(port));
 562             int n = addFD(fd);
 563             if(n == -1) fd.close();
 564             return n;
 565         } catch(IOException e) {
 566             return -EIO;
 567         }
 568     }
 569
 570     public int sys_accept(int fdn) {
 571         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
 572         if(fds[fdn] == null) return -EBADFD;
 573         if(!(fds[fdn] instanceof ListenSocketFD)) return -EBADFD;
 574         try {
 575             ServerSocket s = ((ListenSocketFD)fds[fdn]).s;
 576             SocketFD fd = new SocketFD(s.accept());
 577             int n = addFD(fd);
 578             if(n == -1) fd.close();
 579             return n;
 580         } catch(IOException e) {
 581             return -EIO;
 582         }
 583     }
 584
 585     //  FEATURE: Run through the fork/wait stuff one more time
 586     public static class GlobalState {
 587         protected static final int OPEN = 1;
 588         protected static final int STAT = 2;
 589         protected static final int LSTAT = 3;
 590         protected static final int MKDIR = 4;
 591         protected static final int UNLINK = 5;
 592
 593         final UnixRuntime[] tasks;
 594         int nextPID = 1;
 595
 596         private MP[] mps = new MP[0];
 597         private FS root;
 598
 599         public GlobalState() { this(255); }
 600         public GlobalState(int maxProcs) { this(maxProcs,true); }
 601         public GlobalState(int maxProcs, boolean defaultMounts) {
 602             tasks = new UnixRuntime[maxProcs+1];
 603             if(defaultMounts) {
 604                 addMount("/",new HostFS());
 605                 addMount("/dev",new DevFS());
 606             }
 607         }
 608
 609         private static class MP implements Comparable {
 610             public MP(String path, FS fs) { this.path = path; this.fs = fs; }
 611             public String path;
 612             public FS fs;
 613             public int compareTo(Object o) {
 614                 if(!(o instanceof MP)) return 1;
 615                 return -path.compareTo(((MP)o).path);
 616             }
 617         }
 618
 619         public synchronized FS getMount(String path) {
 620             if(!path.startsWith("/")) throw new IllegalArgumentException("Mount point doesn't start with a /");
 621             if(path.equals("/")) return root;
 622             path  = path.substring(1);
 623             for(int i=0;i<mps.length;i++)
 624                 if(mps[i].path.equals(path)) return mps[i].fs;
 625             return null;
 626         }
 627
 628         public synchronized void addMount(String path, FS fs) {
 629             if(getMount(path) != null) throw new IllegalArgumentException("mount point already exists");
 630             if(!path.startsWith("/")) throw new IllegalArgumentException("Mount point doesn't start with a /");
 631
 632             if(fs.owner != null) fs.owner.removeMount(fs);
 633             fs.owner = this;
 634
 635             if(path.equals("/")) { root = fs; fs.devno = 1; return; }
 636             path = path.substring(1);
 637             int oldLength = mps.length;
 638             MP[] newMPS = new MP[oldLength + 1];
 639             if(oldLength != 0) System.arraycopy(mps,0,newMPS,0,oldLength);
 640             newMPS[oldLength] = new MP(path,fs);
 641             Arrays.sort(newMPS);
 642             mps = newMPS;
 643             int highdevno = 0;
 644             for(int i=0;i<mps.length;i++) highdevno = max(highdevno,mps[i].fs.devno);
 645             fs.devno = highdevno + 2;
 646         }
 647
 648         public synchronized void removeMount(FS fs) {
 649             for(int i=0;i<mps.length;i++) if(mps[i].fs == fs) { removeMount(i); return; }
 650             throw new IllegalArgumentException("mount point doesn't exist");
 651         }
 652
 653         public synchronized void removeMount(String path) {
 654             if(!path.startsWith("/")) throw new IllegalArgumentException("Mount point doesn't start with a /");
 655             if(path.equals("/")) {
 656                 removeMount(-1);
 657             } else {
 658                 path = path.substring(1);
 659                 int p;
 660                 for(p=0;p<mps.length;p++) if(mps[p].path.equals(path)) break;
 661                 if(p == mps.length) throw new IllegalArgumentException("mount point doesn't exist");
 662                 removeMount(p);
 663             }
 664         }
 665
 666         private void removeMount(int index) {
 667             if(index == -1) { root.owner = null; root = null; return; }
 668             MP[] newMPS = new MP[mps.length - 1];
 669             System.arraycopy(mps,0,newMPS,0,index);
 670             System.arraycopy(mps,0,newMPS,index,mps.length-index-1);
 671             mps = newMPS;
 672         }
 673
 674         private Object fsop(int op, UnixRuntime r, String normalizedPath, int arg1, int arg2) throws ErrnoException {
 675             int pl = normalizedPath.length();
 676             if(pl != 0) {
 677                 MP[] list;
 678                 synchronized(this) { list = mps; }
 679                 for(int i=0;i<list.length;i++) {
 680                     MP mp = list[i];
 681                     int mpl = mp.path.length();
 682                     if(normalizedPath.startsWith(mp.path) && (pl == mpl || (pl < mpl && normalizedPath.charAt(mpl) == '/')))
 683                         return dispatch(mp.fs,op,r,pl == mpl ? "" : normalizedPath.substring(mpl+1),arg1,arg2);
 684                 }
 685             }
 686             return dispatch(root,op,r,normalizedPath,arg1,arg2);
 687         }
 688
 689         private static Object dispatch(FS fs, int op, UnixRuntime r, String path, int arg1, int arg2) throws ErrnoException {
 690             switch(op) {
 691                 case OPEN: return fs.open(r,path,arg1,arg2);
 692                 case STAT: return fs.stat(r,path);
 693                 case LSTAT: return fs.lstat(r,path);
 694                 case MKDIR: fs.mkdir(r,path,arg1); return null;
 695                 case UNLINK: fs.unlink(r,path); return null;
 696                 default: throw new Error("should never happen");
 697             }
 698         }
 699
 700         public final FD open(UnixRuntime r, String path, int flags, int mode) throws ErrnoException { return (FD) fsop(OPEN,r,path,flags,mode); }
 701         public final FStat stat(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException { return (FStat) fsop(STAT,r,path,0,0); }
 702         public final FStat lstat(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException { return (FStat) fsop(LSTAT,r,path,0,0); }
 703         public final void mkdir(UnixRuntime r, String path, int mode) throws ErrnoException { fsop(MKDIR,r,path,mode,0); }
 704         public final void unlink(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException { fsop(UNLINK,r,path,0,0); }
 705
 706         private Hashtable execCache = new Hashtable();
 707         private static class CacheEnt {
 708             public final long time;
 709             public final long size;
 710             public final Object o;
 711             public CacheEnt(long time, long size, Object o) { this.time = time; this.size = size; this.o = o; }
 712         }
 713
 714         public synchronized Object exec(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException {
 715             // FIXME: Hideous hack to make a standalone busybox possible
 716             if(path.equals("bin/busybox") && Boolean.valueOf(getSystemProperty("nestedvm.busyboxhack")).booleanValue())
 717                 return r.getClass();
 718             FStat fstat = stat(r,path);
 719             if(fstat == null) return null;
 720             long mtime = fstat.mtime();
 721             long size = fstat.size();
 722             CacheEnt ent = (CacheEnt) execCache.get(path);
 723             if(ent != null) {
 724                 //System.err.println("Found cached entry for " + path);
 725                 if(ent.time == mtime && ent.size == size) return ent.o;
 726                 //System.err.println("Cache was out of date");
 727                 execCache.remove(path);
 728             }
 729             FD fd = open(r,path,RD_ONLY,0);
 730             if(fd == null) return null;
 731             Seekable s = fd.seekable();
 732
 733             String[] command  = null;
 734
 735             if(s == null) throw new ErrnoException(EACCES);
 736             byte[] buf = new byte[4096];
 737
 738             try {
 739                 int n = s.read(buf,0,buf.length);
 740                 if(n == -1) throw new ErrnoException(ENOEXEC);
 741
 742                 switch(buf[0]) {
 743                     case '\177': // possible ELF
 744                         if(n < 4 && s.tryReadFully(buf,n,4-n) != 4-n) throw new ErrnoException(ENOEXEC);
 745                         if(buf[1] != 'E' || buf[2] != 'L' || buf[3] != 'F') throw new ErrnoException(ENOEXEC);
 746                         break;
 747                     case '#':
 748                         if(n == 1) {
 749                             int n2 = s.read(buf,1,buf.length-1);
 750                             if(n2 == -1) throw new ErrnoException(ENOEXEC);
 751                             n += n2;
 752                         }
 753                         if(buf[1] != '!') throw new ErrnoException(ENOEXEC);
 754                         int p = 2;
 755                         n -= 2;
 756                         OUTER: for(;;) {
 757                             for(int i=p;i<p+n;i++) if(buf[i] == '\n') { p = i; break OUTER; }
 758                             p += n;
 759                             if(p == buf.length) break OUTER;
 760                             n = s.read(buf,p,buf.length-p);
 761                         }
 762                         command = new String[2];
 763                         int arg;
 764                         for(arg=2;arg<p;arg++) if(buf[arg] == ' ') break;
 765                         if(arg < p) {
 766                             int cmdEnd = arg;
 767                             while(arg < p && buf[arg] == ' ') arg++;
 768                             command[0] = new String(buf,2,cmdEnd);
 769                             command[1] = arg < p ? new String(buf,arg,p-arg) : null;
 770                         } else {
 771                             command[0] = new String(buf,2,p-2);
 772                         }
 773                         //System.err.println("command[0]: " + command[0] + " command[1]: " + command[1]);
 774                         break;
 775                     default:
 776                         throw new ErrnoException(ENOEXEC);
 777                 }
 778             } catch(IOException e) {
 779                 fd.close();
 780                 throw new ErrnoException(EIO);
 781             }
 782
 783             if(command == null) {
 784                 // its an elf binary
 785                 try {
 786                     s.seek(0);
 787                     Class c = RuntimeCompiler.compile(s);
 788                     //System.err.println("Compile succeeded: " + c);
 789                     ent = new CacheEnt(mtime,size,c);
 790                 } catch(Compiler.Exn e) {
 791                     if(STDERR_DIAG) e.printStackTrace();
 792                     throw new ErrnoException(ENOEXEC);
 793                 } catch(IOException e) {
 794                     if(STDERR_DIAG) e.printStackTrace();
 795                     throw new ErrnoException(EIO);
 796                 }
 797             } else {
 798                 ent = new CacheEnt(mtime,size,command);
 799             }
 800
 801             fd.close();
 802
 803             execCache.put(path,ent);
 804             return ent.o;
 805         }
 806     }
 807
 808     public abstract static class FS {
 809         GlobalState owner;
 810         int devno;
 811
 812         public FStat lstat(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException { return stat(r,path); }
 813
 814         // If this returns null it'll be truned into an ENOENT
 815         public abstract FD open(UnixRuntime r, String path, int flags, int mode) throws ErrnoException;
 816         // If this returns null it'll be turned into an ENOENT
 817         public abstract FStat stat(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException;
 818         public abstract void mkdir(UnixRuntime r, String path, int mode) throws ErrnoException;
 819         public abstract void unlink(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException;
 820     }
 821
 822     // FEATURE: chroot support in here
 823     private String normalizePath(String path) {
 824         boolean absolute = path.startsWith("/");
 825         int cwdl = cwd.length();
 826         // NOTE: This isn't just a fast path, it handles cases the code below doesn't
 827         if(!path.startsWith(".") && path.indexOf("./") == -1 && path.indexOf("//") == -1 && !path.endsWith("."))
 828             return absolute ? path.substring(1) : cwdl == 0 ? path : path.length() == 0 ? cwd : cwd + "/" + path;
 829
 830         char[] in = new char[path.length()+1];
 831         char[] out = new char[in.length + (absolute ? -1 : cwd.length())];
 832         int inp=0, outp=0;
 833
 834         if(absolute) {
 835             do { inp++; } while(in[inp] == '/');
 836         } else if(cwdl != 0) {
 837             cwd.getChars(0,cwdl,out,0);
 838             outp = cwdl;
 839         }
 840
 841         path.getChars(0,path.length(),in,0);
 842         while(in[inp] != 0) {
 843             if(inp != 0 || cwdl==0) {
 844                 if(in[inp] != '/') { out[outp++] = in[inp++]; continue; }
 845                 while(in[inp] == '/') inp++;
 846             }
 847             if(in[inp] == '\0') continue;
 848             if(in[inp] != '.') { out[outp++] = '/'; out[outp++] = in[inp++]; continue; }
 849             if(in[inp+1] == '\0' || in[inp+1] == '/') { inp++; continue; }
 850             if(in[inp+1] == '.' && (in[inp+2] == '\0' || in[inp+2] == '/')) { // ..
 851                 inp += 2;
 852                 if(outp > 0) outp--;
 853                 while(outp > 0 && out[outp] != '/') outp--;
 854                 //System.err.println("After ..: " + new String(out,0,outp));
 855                 continue;
 856             }
 857             inp++;
 858             out[outp++] = '/';
 859             out[outp++] = '.';
 860         }
 861         if(outp > 0 && out[outp-1] == '/') outp--;
 862         //System.err.println("normalize: " + path + " -> " + new String(out,0,outp) + " (cwd: " + cwd + ")");
 863         return new String(out,0,outp);
 864     }
 865
 866     FStat hostFStat(final File f, Object data) {
 867         boolean e = false;
 868         try {
 869             FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
 870             switch(fis.read()) {
 871                 case '\177': e = fis.read() == 'E' && fis.read() == 'L' && fis.read() == 'F'; break;
 872                 case '#': e = fis.read() == '!';
 873             }
 874             fis.close();
 875         } catch(IOException e2) { }
 876         HostFS fs = (HostFS) data;
 877         final int inode = fs.inodes.get(f.getAbsolutePath());
 878         final int devno = fs.devno;
 879         return new HostFStat(f,e) {
 880             public int inode() { return inode; }
 881             public int dev() { return devno; }
 882         };
 883     }
 884
 885     FD hostFSDirFD(File f, Object _fs) {
 886         HostFS fs = (HostFS) _fs;
 887         return fs.new HostDirFD(f);
 888     }
 889
 890     public static class HostFS extends FS {
 891         InodeCache inodes = new InodeCache(4000);
 892         protected File root;
 893         public File getRoot() { return root; }
 894
 895         private static File hostRootDir() {
 896             if(getSystemProperty("nestedvm.root") != null) {
 897                 File f = new File(getSystemProperty("nestedvm.root"));
 898                 if(f.isDirectory()) return f;
 899                 // fall through to case below
 900             }
 901             String cwd = getSystemProperty("user.dir");
 902             File f = new File(cwd != null ? cwd : ".");
 903             if(!f.exists()) throw new Error("Couldn't get File for cwd");
 904             f = new File(f.getAbsolutePath());
 905             while(f.getParent() != null) f = new File(f.getParent());
 906             return f;
 907         }
 908
 909         private File hostFile(String path) {
 910             char sep = File.separatorChar;
 911             if(sep != '/') {
 912                 char buf[] = path.toCharArray();
 913                 for(int i=0;i<buf.length;i++) {
 914                     char c = buf[i];
 915                     if(c == '/') buf[i] = sep;
 916                     else if(c == sep) buf[i] = '/';
 917                 }
 918                 path = new String(buf);
 919             }
 920             return new File(root,path);
 921         }
 922
 923         public HostFS() { this(hostRootDir()); }
 924         public HostFS(String root) { this(new File(root)); }
 925         public HostFS(File root) { this.root = root; }
 926
 927
 928         public FD open(UnixRuntime r, String path, int flags, int mode) throws ErrnoException {
 929             final File f = hostFile(path);
 930             return r.hostFSOpen(f,flags,mode,this);
 931         }
 932
 933         public void unlink(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException {
 934             File f = hostFile(path);
 935             if(r.sm != null && !r.sm.allowUnlink(f)) throw new ErrnoException(EPERM);
 936             if(!f.exists()) throw new ErrnoException(ENOENT);
 937             if(!f.delete()) throw new ErrnoException(EPERM);
 938         }
 939
 940         public FStat stat(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException {
 941             File f = hostFile(path);
 942             if(r.sm != null && !r.sm.allowStat(f)) throw new ErrnoException(EACCES);
 943             if(!f.exists()) return null;
 944             return r.hostFStat(f,this);
 945         }
 946
 947         public void mkdir(UnixRuntime r, String path, int mode) throws ErrnoException {
 948             File f = hostFile(path);
 949             if(r.sm != null && !r.sm.allowWrite(f)) throw new ErrnoException(EACCES);
 950             if(f.exists() && f.isDirectory()) throw new ErrnoException(EEXIST);
 951             if(f.exists()) throw new ErrnoException(ENOTDIR);
 952             File parent = f.getParentFile();
 953             if(parent!=null && (!parent.exists() || !parent.isDirectory())) throw new ErrnoException(ENOTDIR);
 954             if(!f.mkdir()) throw new ErrnoException(EIO);
 955         }
 956
 957         public class HostDirFD extends DirFD {
 958             private final File f;
 959             private final File[] children;
 960             public HostDirFD(File f) { this.f = f; children = f.listFiles(); }
 961             public int size() { return children.length; }
 962             public String name(int n) { return children[n].getName(); }
 963             public int inode(int n) { return inodes.get(children[n].getAbsolutePath()); }
 964             public int parentInode() {
 965                 File parent = f.getParentFile();
 966                 return parent == null ? -1 : inodes.get(parent.getAbsolutePath());
 967             }
 968             public int myInode() { return inodes.get(f.getAbsolutePath()); }
 969             public int myDev() { return devno; }
 970         }
 971     }
 972
 973     private static void putInt(byte[] buf, int off, int n) {
 974         buf[off+0] = (byte)((n>>>24)&0xff);
 975         buf[off+1] = (byte)((n>>>16)&0xff);
 976         buf[off+2] = (byte)((n>>> 8)&0xff);
 977         buf[off+3] = (byte)((n>>> 0)&0xff);
 978     }
 979
 980     public static abstract class DirFD extends FD {
 981         private int pos = -2;
 982
 983         protected abstract int size();
 984         protected abstract String name(int n);
 985         protected abstract int inode(int n);
 986         protected abstract int myDev();
 987         protected int parentInode() { return -1; }
 988         protected int myInode() { return -1; }
 989
 990         public int getdents(byte[] buf, int off, int len) {
 991             int ooff = off;
 992             int ino;
 993             int reclen;
 994             OUTER: for(;len > 0 && pos < size();pos++){
 995                 switch(pos) {
 996                     case -2:
 997                     case -1:
 998                         ino = pos == -1 ? parentInode() : myInode();
 999                         if(ino == -1) continue;
1000                         reclen = 9 + (pos == -1 ? 2 : 1);
1001                         if(reclen > len) break OUTER;
1002                         buf[off+8] = '.';
1003                         if(pos == -1) buf[off+9] = '.';
1004                         break;
1005                     default: {
1006                         String f = name(pos);
1007                         byte[] fb = getBytes(f);
1008                         reclen = fb.length + 9;
1009                         if(reclen > len) break OUTER;
1010                         ino = inode(pos);
1011                         System.arraycopy(fb,0,buf,off+8,fb.length);
1012                     }
1013                 }
1014                 buf[off+reclen-1] = 0; // null terminate
1015                 reclen = (reclen + 3) & ~3; // add padding
1016                 putInt(buf,off,reclen);
1017                 putInt(buf,off+4,ino);
1018                 off += reclen;
1019                 len -= reclen;
1020             }
1021             return off-ooff;
1022         }
1023
1024         protected FStat _fstat() {
1025             return new FStat() {
1026                 public int type() { return S_IFDIR; }
1027                 public int inode() { return myInode(); }
1028                 public int dev() { return myDev(); }
1029             };
1030         }
1031     }
1032
1033     public static class DevFS extends FS {
1034         private static final int ROOT_INODE = 1;
1035         private static final int NULL_INODE = 2;
1036         private static final int ZERO_INODE = 3;
1037         private static final int FD_INODE = 4;
1038         private static final int FD_INODES = 32;
1039
1040         private class DevFStat extends FStat {
1041             public int dev() { return devno; }
1042             public int mode() { return 0666; }
1043             public int type() { return S_IFCHR; }
1044             public int nlink() { return 1; }
1045         }
1046
1047         private abstract class DevDirFD extends DirFD {
1048             public int myDev() { return devno; }
1049         }
1050
1051         private FD devZeroFD = new FD() {
1052             public int read(byte[] a, int off, int length) { Arrays.fill(a,off,off+length,(byte)0); return length; }
1053             public int write(byte[] a, int off, int length) { return length; }
1054             public int seek(int n, int whence) { return 0; }
1055             public FStat _fstat() { return new DevFStat(){ public int inode() { return ZERO_INODE; } }; }
1056         };
1057         private FD devNullFD = new FD() {
1058             public int read(byte[] a, int off, int length) { return 0; }
1059             public int write(byte[] a, int off, int length) { return length; }
1060             public int seek(int n, int whence) { return 0; }
1061             public FStat _fstat() { return new DevFStat(){ public int inode() { return NULL_INODE; } }; }
1062         };
1063
1064         public FD open(UnixRuntime r, String path, int mode, int flags) throws ErrnoException {
1065             if(path.equals("null")) return devNullFD;
1066             if(path.equals("zero")) return devZeroFD;
1067             if(path.startsWith("fd/")) {
1068                 int n;
1069                 try {
1070                     n = Integer.parseInt(path.substring(4));
1071                 } catch(NumberFormatException e) {
1072                     return null;
1073                 }
1074                 if(n < 0 || n >= OPEN_MAX) return null;
1075                 if(r.fds[n] == null) return null;
1076                 return r.fds[n].dup();
1077             }
1078             if(path.equals("fd")) {
1079                 int count=0;
1080                 for(int i=0;i<OPEN_MAX;i++) if(r.fds[i] != null) { count++; }
1081                 final int[] files = new int[count];
1082                 count = 0;
1083                 for(int i=0;i<OPEN_MAX;i++) if(r.fds[i] != null) files[count++] = i;
1084                 return new DevDirFD() {
1085                     public int myInode() { return FD_INODE; }
1086                     public int parentInode() { return ROOT_INODE; }
1087                     public int inode(int n) { return FD_INODES + n; }
1088                     public String name(int n) { return Integer.toString(files[n]); }
1089                     public int size() { return files.length; }
1090                 };
1091             }
1092             if(path.equals("")) {
1093                 return new DevDirFD() {
1094                     public int myInode() { return ROOT_INODE; }
1095                     // FEATURE: Get the real parent inode somehow
1096                     public int parentInode() { return -1; }
1097                     public int inode(int n) {
1098                         switch(n) {
1099                             case 0: return NULL_INODE;
1100                             case 1: return ZERO_INODE;
1101                             case 2: return FD_INODE;
1102                             default: return -1;
1103                         }
1104                     }
1105
1106                     public String name(int n) {
1107                         switch(n) {
1108                             case 0: return "null";
1109                             case 1: return "zero";
1110                             case 2: return "fd";
1111                             default: return null;
1112                         }
1113                     }
1114                     public int size() { return 3; }
1115                 };
1116             }
1117             return null;
1118         }
1119
1120         public FStat stat(UnixRuntime r,String path) throws ErrnoException {
1121             if(path.equals("null")) return devNullFD.fstat();
1122             if(path.equals("zero")) return devZeroFD.fstat();
1123             if(path.startsWith("fd/")) {
1124                 int n;
1125                 try {
1126                     n = Integer.parseInt(path.substring(4));
1127                 } catch(NumberFormatException e) {
1128                     return null;
1129                 }
1130                 if(n < 0 || n >= OPEN_MAX) return null;
1131                 if(r.fds[n] == null) return null;
1132                 return r.fds[n].fstat();
1133             }
1134             // FEATURE: inode stuff
1135             if(path.equals("fd")) return new FStat() { public int type() { return S_IFDIR; } public int mode() { return 0444; }};
1136             if(path.equals("")) return new FStat() { public int type() { return S_IFDIR; } public int mode() { return 0444; }};
1137             return null;
1138         }
1139
1140         public void mkdir(UnixRuntime r, String path, int mode) throws ErrnoException { throw new ErrnoException(EROFS); }
1141         public void unlink(UnixRuntime r, String path) throws ErrnoException { throw new ErrnoException(EROFS); }
1142     }
1143 }