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