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