interpreter fixes
[nestedvm.git] / src / org / ibex / nestedvm / Runtime.java
index a04dac2..63e8835 100644 (file)
@@ -8,14 +8,14 @@ import org.ibex.nestedvm.util.*;
 import java.io.*;
 import java.util.Arrays;
 
-// FEATURE: Look over the public API, make sure we're exposing a bare minimum
-// (we might make this an interface in the future)
-
 public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
+    /** True to write useful diagnostic information to stderr when things go wrong */
+    final static boolean STDERR_DIAG = true;
+    
     /** Number of bits to shift to get the page number (1<<<pageShift == pageSize) */
     protected final int pageShift;
     /** Bottom of region of memory allocated to the stack */
-    protected final int stackBottom;
+    private final int stackBottom;
     
     /** Readable main memory pages */
     protected int[][] readPages;
@@ -72,16 +72,19 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     FD[] fds = new FD[OPEN_MAX]; // package-private for UnixRuntime
     boolean closeOnExec[] = new boolean[OPEN_MAX];
     
+    /** Pointer to a SecurityManager for this process */
+    SecurityManager sm;
+    public void setSecurityManager(SecurityManager sm) { this.sm = sm; }
+    
     /** Pointer to a callback for the call_java syscall */
-    protected CallJavaCB callJavaCB;
+    private CallJavaCB callJavaCB;
     public void setCallJavaCB(CallJavaCB callJavaCB) { this.callJavaCB = callJavaCB; }
-    public CallJavaCB getCallJavaCB() { return callJavaCB; }
         
     /** Temporary buffer for read/write operations */
     private byte[] _byteBuf;
     /** Max size of temporary buffer
         @see Runtime#_byteBuf */
-    private final static int MAX_CHUNK = 16*1024*1024 - 1024;
+    final static int MAX_CHUNK = 16*1024*1024 - 1024;
         
     /** Subclasses should actually execute program in this method. They should continue 
         executing until state != RUNNING. Only syscall() can modify state. It is safe 
@@ -99,7 +102,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     protected abstract void setCPUState(CPUState state);
     
     protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
-           Runtime r = (Runtime) super.clone();
+        Runtime r = (Runtime) super.clone();
         r._byteBuf = null;
         r.startTime = 0;
         r.fds = new FD[OPEN_MAX];
@@ -108,7 +111,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         r.readPages = new int[totalPages][];
         r.writePages = new int[totalPages][];
         for(int i=0;i<totalPages;i++) {
-                   if(readPages[i] == null) continue;
+            if(readPages[i] == null) continue;
             if(writePages[i] == null) r.readPages[i] = readPages[i];
             else r.readPages[i] = r.writePages[i] = (int[])writePages[i].clone();
         }
@@ -126,13 +129,13 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         
         int heapStart = heapStart();
         int totalMemory = totalPages * pageSize;
-        int stackSize = max(totalMemory/64,ARG_MAX+65536);
+        int stackSize = max(totalMemory/512,ARG_MAX+65536);
         int stackPages = 0;
         if(totalPages > 1) {
             stackSize = max(stackSize,pageSize);
-            stackSize = (stackSize + pageSize) & ~(pageSize-1);
+            stackSize = (stackSize + pageSize - 1) & ~(pageSize-1);
             stackPages = stackSize >>> pageShift;
-            heapStart = (heapStart + pageSize) & ~(pageSize-1);
+            heapStart = (heapStart + pageSize - 1) & ~(pageSize-1);
             if(stackPages + STACK_GUARD_PAGES + (heapStart >>> pageShift) >= totalPages)
                 throw new IllegalArgumentException("total pages too small");
         } else {
@@ -146,11 +149,13 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         readPages = new int[totalPages][];
         writePages = new int[totalPages][];
         
-        if(totalPages == 1)
+        if(totalPages == 1) {
             readPages[0] = writePages[0] = new int[pageSize>>2];
-        else
-                   for(int i=stackBottom >>> pageShift;i<writePages.length;i++)
-                           readPages[i] = writePages[i] = new int[pageSize>>2];
+        } else {
+            for(int i=(stackBottom >>> pageShift);i<writePages.length;i++) {
+                readPages[i] = writePages[i] = new int[pageSize>>2];
+            }
+        }
     
         addFD(new StdinFD(System.in));
         addFD(new StdoutFD(System.out));
@@ -290,7 +295,6 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     public final void memcpy(int dst, int src, int count) throws FaultException {
         int pageWords = (1<<pageShift)>>>2;
         int pageWordMask = pageWords - 1;
-        
         if((dst&3) == 0 && (src&3)==0) {
             if((count&~3) != 0) {
                 int c = count>>2;
@@ -445,13 +449,12 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
                 addr += 4;
             }
         } catch(FaultException e) {
-            // should never happen
-            throw new Error(e.toString());
+            throw new RuntimeException(e.toString());
         }
         return start;
     }
     
-    protected String[] createEnv(String[] extra) { if(extra == null) extra = new String[0]; return extra; }
+    String[] createEnv(String[] extra) { if(extra == null) extra = new String[0]; return extra; }
     
     /** Sets word number <i>index</i> in the _user_info table to <i>word</i>
      * The user_info table is a chunk of memory in the program's memory defined by the
@@ -475,16 +478,16 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     }
     
     /** Calls _execute() (subclass's execute()) and catches exceptions */
+    // FEATURE: Have these call kill() so we get a pretty message to stdout
     private void __execute() {
         try {
             _execute();
         } catch(FaultException e) {
-            e.printStackTrace();
+            if(STDERR_DIAG) e.printStackTrace();
             sys_exit(128+11); // SIGSEGV
             exitException = e;
         } catch(ExecutionException e) {
-            e.printStackTrace();
-            System.err.println(e);
+            if(STDERR_DIAG) e.printStackTrace();
             sys_exit(128+4); // SIGILL
             exitException = e;
         }
@@ -501,9 +504,9 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         return state != PAUSED;
     }
     
-    protected static String[] concatArgv(String argv0, String[] rest) {
-           String[] argv = new String[rest.length+1];
-           System.arraycopy(rest,0,argv,1,rest.length);
+    static String[] concatArgv(String argv0, String[] rest) {
+        String[] argv = new String[rest.length+1];
+        System.arraycopy(rest,0,argv,1,rest.length);
         argv[0] = argv0;
         return argv;
     }
@@ -518,9 +521,9 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         start(args,env);
         for(;;) {
             if(execute()) break;
-            System.err.println("WARNING: Pause requested while executing run()");
+            if(STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: Pause requested while executing run()");
         }
-        if(state == EXECED) System.err.println("WARNING: Process exec()ed while being run under run()");
+        if(state == EXECED && STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: Process exec()ed while being run under run()");
         return state == EXITED ? exitStatus() : 0;
     }
 
@@ -536,14 +539,23 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         
         sp = top = writePages.length*(1<<pageShift);
         try {
-                   sp = argsAddr = addStringArray(args,sp);
-                   sp = envAddr = addStringArray(createEnv(environ),sp);
+            sp = argsAddr = addStringArray(args,sp);
+            sp = envAddr = addStringArray(createEnv(environ),sp);
         } catch(FaultException e) {
             throw new IllegalArgumentException("args/environ too big");
         }
         sp &= ~15;
         if(top - sp > ARG_MAX) throw new IllegalArgumentException("args/environ too big");
 
+        // HACK: heapStart() isn't always available when the constructor
+        // is run and this sometimes doesn't get initialized
+        if(heapEnd == 0) {
+            heapEnd = heapStart();
+            if(heapEnd == 0) throw new Error("heapEnd == 0");
+            int pageSize = writePages.length == 1 ? 4096 : (1<<pageShift);
+            heapEnd = (heapEnd + pageSize - 1) & ~(pageSize-1);
+        }
+
         CPUState cpuState = new CPUState();
         cpuState.r[A0] = argsAddr;
         cpuState.r[A1] = envAddr;
@@ -555,33 +567,65 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         
         state = PAUSED;
         
-        _start();        
+        _started();        
     }
     
     /** Hook for subclasses to do their own startup */
-    protected void _start() { /* noop */ }
+    void _started() {  }
+    
+    public final int call(String sym, Object[] args) throws CallException, FaultException {
+        if(state != PAUSED && state != CALLJAVA) throw new IllegalStateException("call() called in inappropriate state");
+        if(args.length > 7) throw new IllegalArgumentException("args.length > 7");
+        CPUState state = new CPUState();
+        getCPUState(state);
+        
+        int sp = state.r[SP];
+        int[] ia = new int[args.length];
+        for(int i=0;i<args.length;i++) {
+            Object o = args[i];
+            byte[] buf = null;
+            if(o instanceof String) {
+                buf = getBytes((String)o);
+            } else if(o instanceof byte[]) {
+                buf = (byte[]) o;
+            } else if(o instanceof Number) {
+                ia[i] = ((Number)o).intValue();
+            }
+            if(buf != null) {
+                sp -= buf.length;
+                copyout(buf,sp,buf.length);
+                ia[i] = sp;
+            }
+        }
+        int oldSP = state.r[SP];
+        if(oldSP == sp) return call(sym,ia);
+        
+        state.r[SP] = sp;
+        setCPUState(state);
+        int ret = call(sym,ia);
+        state.r[SP] = oldSP;
+        setCPUState(state);
+        return ret;
+    }
     
-    // FEATURE: call() that accepts an Object[] array and automatically allocates strings/arrays/etc on the stack
-    public final int call(String sym) throws CallException { return call(sym,0,0,0,0,0,0,0); }
-    public final int call(String sym, int a0) throws CallException  { return call(sym,a0,0,0,0,0,0,0); }
-    public final int call(String sym, int a0, int a1) throws CallException  { return call(sym,a0,a1,0,0,0,0,0); }
-    public final int call(String sym, int a0, int a1, int a2) throws CallException  { return call(sym,a0,a1,a2,0,0,0,0); }
-    public final int call(String sym, int a0, int a1, int a2, int a3) throws CallException  { return call(sym,a0,a1,a2,a3,0,0,0); }
-    public final int call(String sym, int a0, int a1, int a2, int a3, int a4) throws CallException  { return call(sym,a0,a1,a2,a3,a4,0,0); }
-    public final int call(String sym, int a0, int a1, int a2, int a3, int a4, int a5) throws CallException  { return call(sym,a0,a1,a2,a3,a4,a5,0); }
+    public final int call(String sym) throws CallException { return call(sym,new int[]{}); }
+    public final int call(String sym, int a0) throws CallException  { return call(sym,new int[]{a0}); }
+    public final int call(String sym, int a0, int a1) throws CallException  { return call(sym,new int[]{a0,a1}); }
     
     /** Calls a function in the process with the given arguments */
-    public final int call(String sym, int a0, int a1, int a2, int a3, int a4, int a5, int a6) throws CallException {
+    public final int call(String sym, int[] args) throws CallException {
         int func = lookupSymbol(sym);
         if(func == -1) throw new CallException(sym + " not found");
         int helper = lookupSymbol("_call_helper");
         if(helper == -1) throw new CallException("_call_helper not found");
-        return call(helper,func,a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6);
+        return call(helper,func,args);
     }
     
     /** Executes the code at <i>addr</i> in the process setting A0-A3 and S0-S3 to the given arguments
         and returns the contents of V1 when the the pause syscall is invoked */
-    public final int call(int addr, int a0, int a1, int a2, int a3, int s0, int s1, int s2, int s3) {
+    //public final int call(int addr, int a0, int a1, int a2, int a3, int s0, int s1, int s2, int s3) {
+    public final int call(int addr, int a0, int[] rest) throws CallException {
+        if(rest.length > 7) throw new IllegalArgumentException("rest.length > 7");
         if(state != PAUSED && state != CALLJAVA) throw new IllegalStateException("call() called in inappropriate state");
         int oldState = state;
         CPUState saved = new CPUState();        
@@ -591,13 +635,15 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         cpustate.r[SP] = cpustate.r[SP]&~15;
         cpustate.r[RA] = 0xdeadbeef;
         cpustate.r[A0] = a0;
-        cpustate.r[A1] = a1;
-        cpustate.r[A2] = a2;
-        cpustate.r[A3] = a3;
-        cpustate.r[S0] = s0;
-        cpustate.r[S1] = s1;
-        cpustate.r[S2] = s2;
-        cpustate.r[S3] = s3;
+        switch(rest.length) {            
+            case 7: cpustate.r[S3] = rest[6];
+            case 6: cpustate.r[S2] = rest[5];
+            case 5: cpustate.r[S1] = rest[4];
+            case 4: cpustate.r[S0] = rest[3];
+            case 3: cpustate.r[A3] = rest[2];
+            case 2: cpustate.r[A2] = rest[1];
+            case 1: cpustate.r[A1] = rest[0];
+        }
         cpustate.pc = addr;
         
         state = RUNNING;
@@ -607,25 +653,16 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         getCPUState(cpustate);
         setCPUState(saved);
 
-        if(state != PAUSED)
-            System.out.println("WARNING: Process exit()ed while servicing a call() request");
-        else
-            state = oldState;
+        if(state != PAUSED) throw new CallException("Process exit()ed while servicing a call() request");
+        state = oldState;
         
         return cpustate.r[V1];
     }
-    
-    /** Determines if the process can access <i>fileName</i>. The default implementation simply logs 
-        the request and allows it */
-    protected boolean allowFileAccess(String fileName, boolean write) {
-        //System.err.println("Allowing " + (write?"write":"read-only") + " access to " + fileName);
-        return true;
-    }
-    
+        
     /** Allocated an entry in the FileDescriptor table for <i>fd</i> and returns the number.
         Returns -1 if the table is full. This can be used by subclasses to use custom file
         descriptors */
-    public int addFD(FD fd) {
+    public final int addFD(FD fd) {
         if(state == EXITED || state == EXECED) throw new IllegalStateException("addFD called in inappropriate state");
         int i;
         for(i=0;i<OPEN_MAX;i++) if(fds[i] == null) break;
@@ -636,7 +673,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     }
 
     /** Closes file descriptor <i>fdn</i> and removes it from the file descriptor table */
-    public boolean closeFD(int fdn) {
+    public final boolean closeFD(int fdn) {
         if(state == EXITED || state == EXECED) throw new IllegalStateException("closeFD called in inappropriate state");
         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return false;
         if(fds[fdn] == null) return false;
@@ -646,17 +683,16 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     }
     
     /** Duplicates the file descriptor <i>fdn</i> and returns the new fs */
-    public int dupFD(int fdn) {
-               int i;
-               if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -1;
-               if(fds[fdn] == null) return -1;
-               for(i=0;i<OPEN_MAX;i++) if(fds[i] == null) break;
+    public final int dupFD(int fdn) {
+        int i;
+        if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -1;
+        if(fds[fdn] == null) return -1;
+        for(i=0;i<OPEN_MAX;i++) if(fds[i] == null) break;
         if(i==OPEN_MAX) return -1;
         fds[i] = fds[fdn].dup();
         return i;
     }
 
-    // FEATURE: These should be pulled in from UsermodeConstants but fcntl.h is hard to parse
     public static final int RD_ONLY = 0;
     public static final int WR_ONLY = 1;
     public static final int RDWR = 2;
@@ -666,89 +702,87 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     public static final int O_APPEND = 0x0008;
     public static final int O_TRUNC = 0x0400;
     public static final int O_NONBLOCK = 0x4000;
+    public static final int O_NOCTTY = 0x8000;
     
-    // FEATURE: Lots of duplicate code between this and UnixRuntime.HostFS.open()
-    protected FD open(String path, int flags, int mode) throws IOException {
-        final File f = new File(path);
-        // NOTE: createNewFile is a Java2 function
-        if((flags & (O_EXCL|O_CREAT)) == (O_EXCL|O_CREAT))
-            if(!f.createNewFile()) throw new ErrnoException(EEXIST);
-        if(!f.exists() && (flags&O_CREAT) == 0) return null;
-        if(f.isDirectory()) return null;
-        final Seekable.File sf = new Seekable.File(path,mode!=RD_ONLY);
-        if((flags&O_TRUNC)!=0) sf.setLength(0);
-        return new SeekableFD(sf,flags) {
-            protected FStat _fstat() { return new HostFStat(f) {
-                public int size() {
-                    try { return sf.length(); } catch(IOException e) { return 0; }
-                }
-            };}
-        };
-    }
     
-    /** The open syscall */
-    private int sys_open(int addr, int flags, int mode) {
-        if((flags & O_NONBLOCK) != 0) {
-            System.err.println("WARNING: O_NONBLOCK not supported");
-            return -EOPNOTSUPP;
+    FD hostFSOpen(final File f, int flags, int mode, final Object data) throws ErrnoException {
+        if((flags & ~(3|O_CREAT|O_EXCL|O_APPEND|O_TRUNC)) != 0) {
+            if(STDERR_DIAG)
+                System.err.println("WARNING: Unsupported flags passed to open(\"" + f + "\"): " + toHex(flags & ~(3|O_CREAT|O_EXCL|O_APPEND|O_TRUNC)));
+           
+            throw new ErrnoException(ENOTSUP);
         }
+        boolean write = (flags&3) != RD_ONLY;
 
-        try {
-            FD fd = open(cstring(addr),flags,mode);
-            if(fd == null) return -ENOENT;
-            int fdn = addFD(fd);
-            if(fdn == -1) {
-                fd.close();
-                return -ENFILE;
+        if(sm != null && !(write ? sm.allowWrite(f) : sm.allowRead(f))) throw new ErrnoException(EACCES);
+        
+        if((flags & (O_EXCL|O_CREAT)) == (O_EXCL|O_CREAT)) {
+            try {
+                // NOTE: createNewFile is a Java2 function
+                if(!f.createNewFile()) throw new ErrnoException(EEXIST);
+            } catch(IOException e) {
+                throw new ErrnoException(EIO);
             }
-            return fdn;
+        } else if(!f.exists()) {
+            if((flags&O_CREAT)==0) return null;
+        } else if(f.isDirectory()) {
+            return hostFSDirFD(f,data);
         }
-        catch(ErrnoException e) { return -e.errno; }
-        catch(FileNotFoundException e) {
-            if(e.getMessage() != null && e.getMessage().indexOf("Permission denied") >= 0) return -EACCES;
-            return -ENOENT;
-        }
-        catch(IOException e) { return -EIO; }
-        catch(FaultException e) { return -EFAULT; }
+        
+        final Seekable.File sf;
+        try {
+            sf = new Seekable.File(f,write);
+        } catch(FileNotFoundException e) {
+            if(e.getMessage() != null && e.getMessage().indexOf("Permission denied") >= 0) throw new ErrnoException(EACCES);
+            return null;
+        } catch(IOException e) { throw new ErrnoException(EIO); }
+        
+        return new SeekableFD(sf,flags) { protected FStat _fstat() { return hostFStat(f,data); } };
+    }
+    
+    FStat hostFStat(File f, Object data) { return new HostFStat(f); }
+    
+    FD hostFSDirFD(File f, Object data) { return null; }
+    
+    FD _open(String path, int flags, int mode) throws ErrnoException {
+        return hostFSOpen(new File(path),flags,mode,null);
+    }
+    
+    /** The open syscall */
+    private int sys_open(int addr, int flags, int mode) throws ErrnoException, FaultException {
+        flags &= ~O_NOCTTY; // this is meaningless under nestedvm
+        FD fd = _open(cstring(addr),flags,mode);
+        if(fd == null) return -ENOENT;
+        int fdn = addFD(fd);
+        if(fdn == -1) { fd.close(); return -ENFILE; }
+        return fdn;
     }
 
     /** The write syscall */
-    private int sys_write(int fdn, int addr, int count) {
+    
+    private int sys_write(int fdn, int addr, int count) throws FaultException, ErrnoException {
         count = Math.min(count,MAX_CHUNK);
         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
-        if(fds[fdn] == null || !fds[fdn].writable()) return -EBADFD;
+        if(fds[fdn] == null) return -EBADFD;
+        byte[] buf = byteBuf(count);
+        copyin(addr,buf,count);
         try {
-            byte[] buf = byteBuf(count);
-            copyin(addr,buf,count);
             return fds[fdn].write(buf,0,count);
-        } catch(FaultException e) {
-            System.err.println(e);
-            return -EFAULT;
-        } catch(IOException e) {
-            // FEATURE: We should support signals and send a SIGPIPE
-            if(e.getMessage().equals("Pipe closed")) return sys_exit(128+13);
-            System.err.println(e);
-            return -EIO;
+        } catch(ErrnoException e) {
+            if(e.errno == EPIPE) sys_exit(128+13);
+            throw e;
         }
     }
 
     /** The read syscall */
-    private int sys_read(int fdn, int addr, int count) {
+    private int sys_read(int fdn, int addr, int count) throws FaultException, ErrnoException {
         count = Math.min(count,MAX_CHUNK);
         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
-        if(fds[fdn] == null || !fds[fdn].readable()) return -EBADFD;
-        try {
-            byte[] buf = byteBuf(count);
-            int n = fds[fdn].read(buf,0,count);
-            copyout(buf,addr,n);
-            return n;
-        } catch(FaultException e) {
-            System.err.println(e);
-            return -EFAULT;
-        } catch(IOException e) {
-            System.err.println(e);
-            return -EIO;
-        }
+        if(fds[fdn] == null) return -EBADFD;
+        byte[] buf = byteBuf(count);
+        int n = fds[fdn].read(buf,0,count);
+        copyout(buf,addr,n);
+        return n;
     }
     
     /** The close syscall */
@@ -758,45 +792,36 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
 
     
     /** The seek syscall */
-    private int sys_lseek(int fdn, int offset, int whence) {
+    private int sys_lseek(int fdn, int offset, int whence) throws ErrnoException {
         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
         if(fds[fdn] == null) return -EBADFD;
         if(whence != SEEK_SET && whence !=  SEEK_CUR && whence !=  SEEK_END) return -EINVAL;
-        try {
-            int n = fds[fdn].seek(offset,whence);
-            return n < 0 ? -ESPIPE : n;
-        } catch(IOException e) {
-            return -ESPIPE;
-        }
+        int n = fds[fdn].seek(offset,whence);
+        return n < 0 ? -ESPIPE : n;
     }
     
     /** The stat/fstat syscall helper */
-    int stat(FStat fs, int addr) {
-        try {
-            memWrite(addr+0,(fs.dev()<<16)|(fs.inode()&0xffff)); // st_dev (top 16), // st_ino (bottom 16)
-            memWrite(addr+4,((fs.type()&0xf000))|(fs.mode()&0xfff)); // st_mode
-            memWrite(addr+8,1<<16); // st_nlink (top 16) // st_uid (bottom 16)
-            memWrite(addr+12,0); // st_gid (top 16) // st_rdev (bottom 16)
-            memWrite(addr+16,fs.size()); // st_size
-            memWrite(addr+20,fs.atime()); // st_atime
-            // memWrite(addr+24,0) // st_spare1
-            memWrite(addr+28,fs.mtime()); // st_mtime
-            // memWrite(addr+32,0) // st_spare2
-            memWrite(addr+36,fs.ctime()); // st_ctime
-            // memWrite(addr+40,0) // st_spare3
-            memWrite(addr+44,fs.blksize()); // st_bklsize;
-            memWrite(addr+48,fs.blocks()); // st_blocks
-            // memWrite(addr+52,0) // st_spare4[0]
-            // memWrite(addr+56,0) // st_spare4[1]
-        } catch(FaultException e) {
-            System.err.println(e);
-            return -EFAULT;
-        }
+    int stat(FStat fs, int addr) throws FaultException {
+        memWrite(addr+0,(fs.dev()<<16)|(fs.inode()&0xffff)); // st_dev (top 16), // st_ino (bottom 16)
+        memWrite(addr+4,((fs.type()&0xf000))|(fs.mode()&0xfff)); // st_mode
+        memWrite(addr+8,1<<16); // st_nlink (top 16) // st_uid (bottom 16)
+        memWrite(addr+12,0); // st_gid (top 16) // st_rdev (bottom 16)
+        memWrite(addr+16,fs.size()); // st_size
+        memWrite(addr+20,fs.atime()); // st_atime
+        // memWrite(addr+24,0) // st_spare1
+        memWrite(addr+28,fs.mtime()); // st_mtime
+        // memWrite(addr+32,0) // st_spare2
+        memWrite(addr+36,fs.ctime()); // st_ctime
+        // memWrite(addr+40,0) // st_spare3
+        memWrite(addr+44,fs.blksize()); // st_bklsize;
+        memWrite(addr+48,fs.blocks()); // st_blocks
+        // memWrite(addr+52,0) // st_spare4[0]
+        // memWrite(addr+56,0) // st_spare4[1]
         return 0;
     }
     
     /** The fstat syscall */
-    private int sys_fstat(int fdn, int addr) {
+    private int sys_fstat(int fdn, int addr) throws FaultException {
         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
         if(fds[fdn] == null) return -EBADFD;
         return stat(fds[fdn].fstat(),addr);
@@ -808,17 +833,13 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     long tv_usec;
     };
     */
-    private int sys_gettimeofday(int timevalAddr, int timezoneAddr) {
+    private int sys_gettimeofday(int timevalAddr, int timezoneAddr) throws FaultException {
         long now = System.currentTimeMillis();
         int tv_sec = (int)(now / 1000);
         int tv_usec = (int)((now%1000)*1000);
-        try {
-            memWrite(timevalAddr+0,tv_sec);
-            memWrite(timevalAddr+4,tv_usec);
-            return 0;
-        } catch(FaultException e) {
-            return -EFAULT;
-        }
+        memWrite(timevalAddr+0,tv_sec);
+        memWrite(timevalAddr+4,tv_usec);
+        return 0;
     }
     
     private int sys_sleep(int sec) {
@@ -862,15 +883,17 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     private int sys_sysconf(int n) {
         switch(n) {
             case _SC_CLK_TCK: return 1000;
+            case _SC_PAGESIZE: return  writePages.length == 1 ? 4096 : (1<<pageShift);
+            case _SC_PHYS_PAGES: return writePages.length == 1 ? (1<<pageShift)/4096 : writePages.length;
             default:
-                System.err.println("WARNING: Attempted to use unknown sysconf key: " + n);
+                if(STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: Attempted to use unknown sysconf key: " + n);
                 return -EINVAL;
         }
     }
     
     /** The sbrk syscall. This can also be used by subclasses to allocate memory.
         <i>incr</i> is how much to increase the break by */
-    public int sbrk(int incr) {
+    public final int sbrk(int incr) {
         if(incr < 0) return -ENOMEM;
         if(incr==0) return heapEnd;
         incr = (incr+3)&~3;
@@ -886,7 +909,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
             try {
                 for(int i=start;i<end;i++) readPages[i] = writePages[i] = new int[pageWords];
             } catch(OutOfMemoryError e) {
-                System.err.println("WARNING: Caught OOM Exception in sbrk: " + e);
+                if(STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: Caught OOM Exception in sbrk: " + e);
                 return -ENOMEM;
             }
         }
@@ -896,7 +919,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
 
     /** The getpid syscall */
     private int sys_getpid() { return getPid(); }
-    protected int getPid() { return 1; }
+    int getPid() { return 1; }
     
     public static interface CallJavaCB { public int call(int a, int b, int c, int d); }
     
@@ -904,12 +927,19 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         if(state != RUNNING) throw new IllegalStateException("wound up calling sys_calljava while not in RUNNING");
         if(callJavaCB != null) {
             state = CALLJAVA;
-            int ret = callJavaCB.call(a,b,c,d);
+            int ret;
+            try {
+                ret = callJavaCB.call(a,b,c,d);
+            } catch(RuntimeException e) {
+                System.err.println("Error while executing callJavaCB");
+                    e.printStackTrace();
+                ret = 0;
+            }
             state = RUNNING;
             return ret;
         } else {
-                       System.err.println("WARNING: calljava syscall invoked without a calljava callback set");
-                       return 0;
+            if(STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: calljava syscall invoked without a calljava callback set");
+            return 0;
         }
     }
         
@@ -920,28 +950,18 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     
     private int sys_getpagesize() { return writePages.length == 1 ? 4096 : (1<<pageShift); }
     
-    private int sys_isatty(int fdn) {
-        if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
-        if(fds[fdn] == null) return -EBADFD;
-        return fds[fdn].isatty() ? 1 : 0;
-    }
-
+    /** Hook for subclasses to do something when the process exits  */
+    void _exited() {  }
     
-    /** Hook for subclasses to do something when the process exits (MUST set state = EXITED) */
-    protected void _exit() { state = EXITED; }
     private int sys_exit(int status) {
         exitStatus = status;
         for(int i=0;i<fds.length;i++) if(fds[i] != null) closeFD(i);
-        _exit();
+        state = EXITED;
+        _exited();
         return 0;
     }
        
     private int sys_fcntl(int fdn, int cmd, int arg) {
-           // FEATURE: Pull these from fcntl.h
-        final int F_DUPFD = 0;
-        final int F_GETFD = 1;
-        final int F_SETFD = 2;
-        final int F_GETFL = 3;
         int i;
             
         if(fdn < 0 || fdn >= OPEN_MAX) return -EBADFD;
@@ -956,17 +976,14 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
                 fds[i] = fd.dup();
                 return 0;
             case F_GETFL:
-                int flags = 0;
-                if(fd.writable() && fd.readable())  flags = 2;
-                else if(fd.writable()) flags = 1;
-                return flags;
+                return fd.flags();
             case F_SETFD:
-                   closeOnExec[fdn] = arg != 0;
+                closeOnExec[fdn] = arg != 0;
                 return 0;
             case F_GETFD:
                 return closeOnExec[fdn] ? 1 : 0;
             default:
-                System.err.println("WARNING: Unknown fcntl command: " + cmd);
+                if(STDERR_DIAG) System.err.println("WARNING: Unknown fcntl command: " + cmd);
                 return -ENOSYS;
         }
     }
@@ -976,7 +993,20 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         <i>syscall</i> should be the contents of V0 and <i>a</i>, <i>b</i>, <i>c</i>, and <i>d</i> should be 
         the contenst of A0, A1, A2, and A3. The call MAY change the state
         @see Runtime#state state */
-    protected int syscall(int syscall, int a, int b, int c, int d) {
+    protected final int syscall(int syscall, int a, int b, int c, int d) {
+        try {
+            return _syscall(syscall,a,b,c,d);
+        } catch(ErrnoException e) {
+            return -e.errno;
+        } catch(FaultException e) {
+            return -EFAULT;
+        } catch(RuntimeException e) {
+            e.printStackTrace();
+            throw new Error("Internal Error in _syscall()");
+        }
+    }
+    
+    int _syscall(int syscall, int a, int b, int c, int d) throws ErrnoException, FaultException {
         switch(syscall) {
             case SYS_null: return 0;
             case SYS_exit: return sys_exit(a);
@@ -994,9 +1024,11 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
             case SYS_sleep: return sys_sleep(a);
             case SYS_times: return sys_times(a);
             case SYS_getpagesize: return sys_getpagesize();
-            case SYS_isatty: return sys_isatty(a);
             case SYS_fcntl: return sys_fcntl(a,b,c);
             case SYS_sysconf: return sys_sysconf(a);
+            
+            case SYS_memcpy: memcpy(a,b,c); return a;
+            case SYS_memset: memset(a,b,c); return a;
 
             case SYS_kill:
             case SYS_fork:
@@ -1007,10 +1039,10 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
             case SYS_mkdir:
             case SYS_getcwd:
             case SYS_chdir:
-                System.err.println("Attempted to use a UnixRuntime syscall in Runtime (" + syscall + ")");
+                if(STDERR_DIAG) System.err.println("Attempted to use a UnixRuntime syscall in Runtime (" + syscall + ")");
                 return -ENOSYS;
             default:
-                System.err.println("Attempted to use unknown syscall: " + syscall);
+                if(STDERR_DIAG) System.err.println("Attempted to use unknown syscall: " + syscall);
                 return -ENOSYS;
         }
     }
@@ -1040,7 +1072,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     }
     
     /** Helper function to read a cstring from main memory */
-    public String cstring(int addr) throws ReadFaultException {
+    public final String cstring(int addr) throws ReadFaultException {
         StringBuffer sb = new StringBuffer();
         for(;;) {
             int word = memRead(addr&~3);
@@ -1056,23 +1088,22 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     /** File Descriptor class */
     public static abstract class FD {
         private int refCount = 1;
-    
-        /** returns true if the fd is readable */
-        public boolean readable() { return false; }
-        /** returns true if the fd is writable */
-        public boolean writable() { return false; }
         
         /** Read some bytes. Should return the number of bytes read, 0 on EOF, or throw an IOException on error */
-        public int read(byte[] a, int off, int length) throws IOException { throw new IOException("no definition"); }
+        public int read(byte[] a, int off, int length) throws ErrnoException { throw new ErrnoException(EBADFD); }
         /** Write. Should return the number of bytes written or throw an IOException on error */
-        public int write(byte[] a, int off, int length) throws IOException { throw new IOException("no definition"); }
+        public int write(byte[] a, int off, int length) throws ErrnoException { throw new ErrnoException(EBADFD); }
 
         /** Seek in the filedescriptor. Whence is SEEK_SET, SEEK_CUR, or SEEK_END. Should return -1 on error or the new position. */
-        public int seek(int n, int whence)  throws IOException  { return -1; }
+        public int seek(int n, int whence)  throws ErrnoException  { return -1; }
         
-        /** Should return true if this is a tty */
-        // FEATURE: get rid of the isatty syscall and just do with newlib's dumb isatty.c
-        public boolean isatty() { return false; }
+        public int getdents(byte[] a, int off, int length) throws ErrnoException { throw new ErrnoException(EBADFD); }
+        
+        public int flags() { return O_RDONLY; }
+        
+        /** Return a Seekable object representing this file descriptor (can be read only) 
+            This is required for exec() */
+        Seekable seekable() { return null; }
         
         private FStat cachedFStat = null;
         public final FStat fstat() {
@@ -1093,33 +1124,48 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     public abstract static class SeekableFD extends FD {
         private final int flags;
         private final Seekable data;
-        public boolean readable() { return (flags&3) != WR_ONLY; }
-        public boolean writable() { return (flags&3) != RD_ONLY; }
         
         SeekableFD(Seekable data, int flags) { this.data = data; this.flags = flags; }
         
         protected abstract FStat _fstat();
+        public int flags() { return flags; }
 
-        public int seek(int n, int whence) throws IOException {
-            switch(whence) {
-                case SEEK_SET: break;
-                case SEEK_CUR: n += data.pos(); break;
-                case SEEK_END: n += data.length(); break;
-                default: return -1;
+        Seekable seekable() { return data; }
+        
+        public int seek(int n, int whence) throws ErrnoException {
+            try {
+                switch(whence) {
+                        case SEEK_SET: break;
+                        case SEEK_CUR: n += data.pos(); break;
+                        case SEEK_END: n += data.length(); break;
+                        default: return -1;
+                }
+                data.seek(n);
+                return n;
+            } catch(IOException e) {
+                throw new ErrnoException(ESPIPE);
             }
-            data.seek(n);
-            return n;
         }
         
-        public int write(byte[] a, int off, int length) throws IOException {
+        public int write(byte[] a, int off, int length) throws ErrnoException {
+            if((flags&3) == RD_ONLY) throw new ErrnoException(EBADFD);
             // NOTE: There is race condition here but we can't fix it in pure java
             if((flags&O_APPEND) != 0) seek(0,SEEK_END);
-            return data.write(a,off,length);
+            try {
+                return data.write(a,off,length);
+            } catch(IOException e) {
+                throw new ErrnoException(EIO);
+            }
         }
         
-        public int read(byte[] a, int off, int length) throws IOException {
-            int n = data.read(a,off,length);
-            return n < 0 ? 0 : n;
+        public int read(byte[] a, int off, int length) throws ErrnoException {
+            if((flags&3) == WR_ONLY) throw new ErrnoException(EBADFD);
+            try {
+                int n = data.read(a,off,length);
+                return n < 0 ? 0 : n;
+            } catch(IOException e) {
+                throw new ErrnoException(EIO);
+            }
         }
         
         protected void _close() { try { data.close(); } catch(IOException e) { /*ignore*/ } }        
@@ -1127,33 +1173,46 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     
     public static class OutputStreamFD extends FD {
         private OutputStream os;
-        public boolean writable() { return true; }
+        public int flags() { return O_WRONLY; }
         public OutputStreamFD(OutputStream os) { this.os = os; }
-        public int write(byte[] a, int off, int length) throws IOException { os.write(a,off,length); return length; }
+        public int write(byte[] a, int off, int length) throws ErrnoException {
+            try {
+                os.write(a,off,length);
+                return length;
+            } catch(IOException e) {
+                throw new ErrnoException(EIO);
+            }
+        }
         public void _close() { try { os.close(); } catch(IOException e) { /*ignore*/ }  }
         public FStat _fstat() { return new FStat(); }
     }
     
     public static class InputStreamFD extends FD {
         private InputStream is;
-        public boolean readable() { return true; }
+        public int flags() { return O_RDONLY; }
         public InputStreamFD(InputStream is) { this.is = is; }
-        public int read(byte[] a, int off, int length) throws IOException { int n = is.read(a,off,length); return n < 0 ? 0 : n; }
+        public int read(byte[] a, int off, int length) throws ErrnoException {
+            try {
+                int n = is.read(a,off,length);
+                return n < 0 ? 0 : n;
+            } catch(IOException e) {
+                throw new ErrnoException(EIO);
+            }
+        }
         public void _close() { try { is.close(); } catch(IOException e) { /*ignore*/ } }
         public FStat _fstat() { return new FStat(); }
     }
     
-    protected static class StdinFD extends InputStreamFD {
+    static class StdinFD extends InputStreamFD {
         public StdinFD(InputStream is) { super(is); }
         public void _close() { /* noop */ }
         public FStat _fstat() { return new FStat() { public int type() { return S_IFCHR; } }; }
-        public boolean isatty() { return true; }
     }
-    protected static class StdoutFD extends OutputStreamFD {
+    
+    static class StdoutFD extends OutputStreamFD {
         public StdoutFD(OutputStream os) { super(os); }
         public void _close() { /* noop */ }
         public FStat _fstat() { return new FStat() { public int type() { return S_IFCHR; } }; }
-        public boolean isatty() { return true; }
     }
     
     public static class FStat {
@@ -1162,9 +1221,8 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         public static final int S_IFDIR = 0040000;
         public static final int S_IFREG = 0100000;
         
-        public int dev() { return -1; }
-        // FEATURE: inode numbers are calculated inconsistently throught the runtime
-        public int inode() { return hashCode() & 0xfffff; }
+        public int dev() { return 1; }
+        public int inode() { return hashCode() & 0x7fff; }
         public int mode() { return 0; }
         public int type() { return S_IFIFO; }
         public int nlink() { return 0; }
@@ -1178,22 +1236,13 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         public int blocks() { return (size()+blksize()-1)/blksize(); }        
     }
     
-    protected static class HostFStat extends FStat {
+    static class HostFStat extends FStat {
         private final File f;
         private final boolean executable; 
-        public HostFStat(File f) {
+        public HostFStat(File f) { this(f,false); }
+        public HostFStat(File f, boolean executable) {
             this.f = f;
-            boolean _executable = false;
-            // FEATURE: This might be too expensive
-            try {
-                FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
-                switch(fis.read()) {
-                    case '\177': _executable = fis.read() == 'E' && fis.read() == 'L' && fis.read() == 'F'; break;
-                    case '#': _executable = fis.read() == '!';
-                }
-                fis.close();
-            } catch(IOException e) { /* ignore */ }
-            executable = _executable;
+            this.executable = executable;
         }
         public int dev() { return 1; }
         public int inode() { return f.getName().hashCode() & 0xffff; }
@@ -1208,19 +1257,21 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
             return mode;
         }
         public int size() { return (int) f.length(); }
-        public int mtime() { return (int)(f.lastModified()/1000); }
+        public int mtime() { return (int)(f.lastModified()/1000); }        
     }
     
     // Exceptions
-    public class ReadFaultException extends FaultException {
+    public static class ReadFaultException extends FaultException {
         public ReadFaultException(int addr) { super(addr); }
     }
-    public class WriteFaultException extends FaultException {
+    public static class WriteFaultException extends FaultException {
         public WriteFaultException(int addr) { super(addr); }
     }
-    public abstract class FaultException extends ExecutionException {
-        public int addr;
-        public FaultException(int addr) { super("fault at: " + toHex(addr)); this.addr = addr; }
+    public static class FaultException extends ExecutionException {
+        public final int addr;
+        public final RuntimeException cause;
+        public FaultException(int addr) { super("fault at: " + toHex(addr)); this.addr = addr; cause = null; }
+        public FaultException(RuntimeException e) { super(e.toString()); addr = -1; cause = e; }
     }
     public static class ExecutionException extends Exception {
         private String message = "(null)";
@@ -1234,7 +1285,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         public CallException(String s) { super(s); }
     }
     
-    protected static class ErrnoException extends IOException {
+    protected static class ErrnoException extends Exception {
         public int errno;
         public ErrnoException(int errno) { super("Errno: " + errno); this.errno = errno; }
     }
@@ -1251,19 +1302,25 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         public int pc;
         
         public CPUState dup() {
-                   CPUState c = new CPUState();
+                CPUState c = new CPUState();
             c.hi = hi;
             c.lo = lo;
             c.fcsr = fcsr;
             c.pc = pc;
             for(int i=0;i<32;i++) {
-                   c.r[i] = r[i];
+                    c.r[i] = r[i];
                 c.f[i] = f[i];
             }
             return c;
         }
     }
     
+    public static class SecurityManager {
+        public boolean allowRead(File f) { return true; }
+        public boolean allowWrite(File f) { return true; }
+        public boolean allowStat(File f) { return true; }
+    }
+    
     // Null pointer check helper function
     protected final void nullPointerCheck(int addr) throws ExecutionException {
         if(addr < 65536)
@@ -1271,14 +1328,14 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
     }
     
     // Utility functions
-    private byte[] byteBuf(int size) {
+    byte[] byteBuf(int size) {
         if(_byteBuf==null) _byteBuf = new byte[size];
         else if(_byteBuf.length < size)
             _byteBuf = new byte[min(max(_byteBuf.length*2,size),MAX_CHUNK)];
         return _byteBuf;
     }
     
-    protected static String getSystemProperty(String key) {
+    static String getSystemProperty(String key) {
         try {
             return System.getProperty(key);
         } catch(SecurityException e) {
@@ -1286,7 +1343,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         }
     }
     
-    /** Decode an packed string.. FEATURE: document this better */
+    /** Decode a packed string */
     protected static final int[] decodeData(String s, int words) {
         if(s.length() % 8 != 0) throw new IllegalArgumentException("string length must be a multiple of 8");
         if((s.length() / 8) * 7 < words*4) throw new IllegalArgumentException("string isn't big enough");
@@ -1303,7 +1360,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         return buf;
     }
     
-    protected static byte[] getBytes(String s) {
+    static byte[] getBytes(String s) {
         try {
             return s.getBytes("ISO-8859-1");
         } catch(UnsupportedEncodingException e) {
@@ -1311,7 +1368,7 @@ public abstract class Runtime implements UsermodeConstants,Registers,Cloneable {
         }
     }
     
-    protected final static String toHex(int n) { return "0x" + Long.toString(n & 0xffffffffL, 16); }
-    protected final static int min(int a, int b) { return a < b ? a : b; }
-    protected final static int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }
+    final static String toHex(int n) { return "0x" + Long.toString(n & 0xffffffffL, 16); }
+    final static int min(int a, int b) { return a < b ? a : b; }
+    final static int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }
 }