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