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