]> git.proxmox.com Git - mirror_qemu.git/blobdiff - linux-user/mmap.c
linux-user: do_shmdt(): Fix page_set_flags's 2nd arg.
[mirror_qemu.git] / linux-user / mmap.c
index 794b1d05eb59b4c51e8cbd5b5a2f025666462c9b..46923c707c42056dda139cf97a53da3948801e51 100644 (file)
@@ -14,8 +14,7 @@
  *  GNU General Public License for more details.
  *
  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
- *  along with this program; if not, write to the Free Software
- *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+ *  along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  */
 #include <stdlib.h>
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include <unistd.h>
 #include <errno.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/stat.h>
 #include <sys/mman.h>
+#include <linux/mman.h>
+#include <linux/unistd.h>
 
 #include "qemu.h"
+#include "qemu-common.h"
 
 //#define DEBUG_MMAP
 
+#if defined(CONFIG_USE_NPTL)
+static pthread_mutex_t mmap_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
+static __thread int mmap_lock_count;
+
+void mmap_lock(void)
+{
+    if (mmap_lock_count++ == 0) {
+        pthread_mutex_lock(&mmap_mutex);
+    }
+}
+
+void mmap_unlock(void)
+{
+    if (--mmap_lock_count == 0) {
+        pthread_mutex_unlock(&mmap_mutex);
+    }
+}
+
+/* Grab lock to make sure things are in a consistent state after fork().  */
+void mmap_fork_start(void)
+{
+    if (mmap_lock_count)
+        abort();
+    pthread_mutex_lock(&mmap_mutex);
+}
+
+void mmap_fork_end(int child)
+{
+    if (child)
+        pthread_mutex_init(&mmap_mutex, NULL);
+    else
+        pthread_mutex_unlock(&mmap_mutex);
+}
+#else
+/* We aren't threadsafe to start with, so no need to worry about locking.  */
+void mmap_lock(void)
+{
+}
+
+void mmap_unlock(void)
+{
+}
+#endif
+
+void *qemu_vmalloc(size_t size)
+{
+    void *p;
+
+    mmap_lock();
+    /* Use map and mark the pages as used.  */
+    p = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
+             MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
+
+    if (h2g_valid(p)) {
+        /* Allocated region overlaps guest address space. This may recurse.  */
+        abi_ulong addr = h2g(p);
+        page_set_flags(addr & TARGET_PAGE_MASK, TARGET_PAGE_ALIGN(addr + size),
+                       PAGE_RESERVED);
+    }
+
+    mmap_unlock();
+    return p;
+}
+
+void *qemu_malloc(size_t size)
+{
+    char * p;
+    size += 16;
+    p = qemu_vmalloc(size);
+    *(size_t *)p = size;
+    return p + 16;
+}
+
+/* We use map, which is always zero initialized.  */
+void * qemu_mallocz(size_t size)
+{
+    return qemu_malloc(size);
+}
+
+void qemu_free(void *ptr)
+{
+    /* FIXME: We should unmark the reserved pages here.  However this gets
+       complicated when one target page spans multiple host pages, so we
+       don't bother.  */
+    size_t *p;
+    p = (size_t *)((char *)ptr - 16);
+    munmap(p, *p);
+}
+
+void *qemu_realloc(void *ptr, size_t size)
+{
+    size_t old_size, copy;
+    void *new_ptr;
+
+    if (!ptr)
+        return qemu_malloc(size);
+    old_size = *(size_t *)((char *)ptr - 16);
+    copy = old_size < size ? old_size : size;
+    new_ptr = qemu_malloc(size);
+    memcpy(new_ptr, ptr, copy);
+    qemu_free(ptr);
+    return new_ptr;
+}
+
 /* NOTE: all the constants are the HOST ones, but addresses are target. */
 int target_mprotect(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot)
 {
@@ -36,8 +144,8 @@ int target_mprotect(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot)
     int prot1, ret;
 
 #ifdef DEBUG_MMAP
-    printf("mprotect: start=0x" TARGET_FMT_lx
-           "len=0x" TARGET_FMT_lx " prot=%c%c%c\n", start, len,
+    printf("mprotect: start=0x" TARGET_ABI_FMT_lx
+           "len=0x" TARGET_ABI_FMT_lx " prot=%c%c%c\n", start, len,
            prot & PROT_READ ? 'r' : '-',
            prot & PROT_WRITE ? 'w' : '-',
            prot & PROT_EXEC ? 'x' : '-');
@@ -53,6 +161,7 @@ int target_mprotect(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot)
     if (len == 0)
         return 0;
 
+    mmap_lock();
     host_start = start & qemu_host_page_mask;
     host_end = HOST_PAGE_ALIGN(end);
     if (start > host_start) {
@@ -69,7 +178,7 @@ int target_mprotect(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot)
         }
         ret = mprotect(g2h(host_start), qemu_host_page_size, prot1 & PAGE_BITS);
         if (ret != 0)
-            return ret;
+            goto error;
         host_start += qemu_host_page_size;
     }
     if (end < host_end) {
@@ -80,7 +189,7 @@ int target_mprotect(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot)
         ret = mprotect(g2h(host_end - qemu_host_page_size), qemu_host_page_size,
                        prot1 & PAGE_BITS);
         if (ret != 0)
-            return ret;
+            goto error;
         host_end -= qemu_host_page_size;
     }
 
@@ -88,10 +197,14 @@ int target_mprotect(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot)
     if (host_start < host_end) {
         ret = mprotect(g2h(host_start), host_end - host_start, prot);
         if (ret != 0)
-            return ret;
+            goto error;
     }
     page_set_flags(start, start + len, prot | PAGE_VALID);
+    mmap_unlock();
     return 0;
+error:
+    mmap_unlock();
+    return ret;
 }
 
 /* map an incomplete host page */
@@ -129,14 +242,15 @@ static int mmap_frag(abi_ulong real_start,
            possible while it is a shared mapping */
         if ((flags & MAP_TYPE) == MAP_SHARED &&
             (prot & PROT_WRITE))
-            return -EINVAL;
+            return -1;
 
         /* adjust protection to be able to read */
         if (!(prot1 & PROT_WRITE))
             mprotect(host_start, qemu_host_page_size, prot1 | PROT_WRITE);
 
         /* read the corresponding file data */
-        pread(fd, g2h(start), end - start, offset);
+        if (pread(fd, g2h(start), end - start, offset) == -1)
+            return -1;
 
         /* put final protection */
         if (prot_new != (prot1 | PROT_WRITE))
@@ -150,61 +264,122 @@ static int mmap_frag(abi_ulong real_start,
     return 0;
 }
 
-#if defined(__CYGWIN__)
+#if HOST_LONG_BITS == 64 && TARGET_ABI_BITS == 64
+# define TASK_UNMAPPED_BASE  (1ul << 38)
+#elif defined(__CYGWIN__)
 /* Cygwin doesn't have a whole lot of address space.  */
-static abi_ulong mmap_next_start = 0x18000000;
+# define TASK_UNMAPPED_BASE  0x18000000
 #else
-static abi_ulong mmap_next_start = 0x40000000;
+# define TASK_UNMAPPED_BASE  0x40000000
 #endif
+static abi_ulong mmap_next_start = TASK_UNMAPPED_BASE;
 
 unsigned long last_brk;
 
-/* find a free memory area of size 'size'. The search starts at
-   'start'. If 'start' == 0, then a default start address is used.
  Return -1 if error.
-*/
-/* page_init() marks pages used by the host as reserved to be sure not
  to use them. */
-static abi_ulong mmap_find_vma(abi_ulong start, abi_ulong size)
+/*
+ * Find and reserve a free memory area of size 'size'. The search
* starts at 'start'.
+ * It must be called with mmap_lock() held.
+ * Return -1 if error.
+ */
+abi_ulong mmap_find_vma(abi_ulong start, abi_ulong size)
 {
-    abi_ulong addr, addr1, addr_start;
-    int prot;
-    unsigned long new_brk;
-
-    new_brk = (unsigned long)sbrk(0);
-    if (last_brk && last_brk < new_brk && last_brk == (target_ulong)last_brk) {
-        /* This is a hack to catch the host allocating memory with brk().
-           If it uses mmap then we loose.
-           FIXME: We really want to avoid the host allocating memory in
-           the first place, and maybe leave some slack to avoid switching
-           to mmap.  */
-        page_set_flags(last_brk & TARGET_PAGE_MASK,
-                       TARGET_PAGE_ALIGN(new_brk),
-                       PAGE_RESERVED); 
+    void *ptr, *prev;
+    abi_ulong addr;
+    int wrapped, repeat;
+
+    /* If 'start' == 0, then a default start address is used. */
+    if (start == 0) {
+        start = mmap_next_start;
+    } else {
+        start &= qemu_host_page_mask;
     }
-    last_brk = new_brk;
 
     size = HOST_PAGE_ALIGN(size);
-    start = start & qemu_host_page_mask;
+
     addr = start;
-    if (addr == 0)
-        addr = mmap_next_start;
-    addr_start = addr;
-    for(;;) {
-        prot = 0;
-        for(addr1 = addr; addr1 < (addr + size); addr1 += TARGET_PAGE_SIZE) {
-            prot |= page_get_flags(addr1);
+    wrapped = repeat = 0;
+    prev = 0;
+
+    for (;; prev = ptr) {
+        /*
+         * Reserve needed memory area to avoid a race.
+         * It should be discarded using:
+         *  - mmap() with MAP_FIXED flag
+         *  - mremap() with MREMAP_FIXED flag
+         *  - shmat() with SHM_REMAP flag
+         */
+        ptr = mmap(g2h(addr), size, PROT_NONE,
+                   MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE|MAP_NORESERVE, -1, 0);
+
+        /* ENOMEM, if host address space has no memory */
+        if (ptr == MAP_FAILED) {
+            return (abi_ulong)-1;
         }
-        if (prot == 0)
-            break;
-        addr += qemu_host_page_size;
-        /* we found nothing */
-        if (addr == addr_start)
+
+        /* Count the number of sequential returns of the same address.
+           This is used to modify the search algorithm below.  */
+        repeat = (ptr == prev ? repeat + 1 : 0);
+
+        if (h2g_valid(ptr + size - 1)) {
+            addr = h2g(ptr);
+
+            if ((addr & ~TARGET_PAGE_MASK) == 0) {
+                /* Success.  */
+                if (start == mmap_next_start && addr >= TASK_UNMAPPED_BASE) {
+                    mmap_next_start = addr + size;
+                }
+                return addr;
+            }
+
+            /* The address is not properly aligned for the target.  */
+            switch (repeat) {
+            case 0:
+                /* Assume the result that the kernel gave us is the
+                   first with enough free space, so start again at the
+                   next higher target page.  */
+                addr = TARGET_PAGE_ALIGN(addr);
+                break;
+            case 1:
+                /* Sometimes the kernel decides to perform the allocation
+                   at the top end of memory instead.  */
+                addr &= TARGET_PAGE_MASK;
+                break;
+            case 2:
+                /* Start over at low memory.  */
+                addr = 0;
+                break;
+            default:
+                /* Fail.  This unaligned block must the last.  */
+                addr = -1;
+                break;
+            }
+        } else {
+            /* Since the result the kernel gave didn't fit, start
+               again at low memory.  If any repetition, fail.  */
+            addr = (repeat ? -1 : 0);
+        }
+
+        /* Unmap and try again.  */
+        munmap(ptr, size);
+
+        /* ENOMEM if we checked the whole of the target address space.  */
+        if (addr == -1ul) {
             return (abi_ulong)-1;
+        } else if (addr == 0) {
+            if (wrapped) {
+                return (abi_ulong)-1;
+            }
+            wrapped = 1;
+            /* Don't actually use 0 when wrapping, instead indicate
+               that we'd truely like an allocation in low memory.  */
+            addr = (mmap_min_addr > TARGET_PAGE_SIZE
+                     ? TARGET_PAGE_ALIGN(mmap_min_addr)
+                     : TARGET_PAGE_SIZE);
+        } else if (wrapped && addr >= start) {
+            return (abi_ulong)-1;
+        }
     }
-    if (start == 0)
-        mmap_next_start = addr + size;
-    return addr;
 }
 
 /* NOTE: all the constants are the HOST ones */
@@ -214,10 +389,11 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
     abi_ulong ret, end, real_start, real_end, retaddr, host_offset, host_len;
     unsigned long host_start;
 
+    mmap_lock();
 #ifdef DEBUG_MMAP
     {
-        printf("mmap: start=0x" TARGET_FMT_lx
-               " len=0x" TARGET_FMT_lx " prot=%c%c%c flags=",
+        printf("mmap: start=0x" TARGET_ABI_FMT_lx
+               " len=0x" TARGET_ABI_FMT_lx " prot=%c%c%c flags=",
                start, len,
                prot & PROT_READ ? 'r' : '-',
                prot & PROT_WRITE ? 'w' : '-',
@@ -237,20 +413,50 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
             printf("[MAP_TYPE=0x%x] ", flags & MAP_TYPE);
             break;
         }
-        printf("fd=%d offset=" TARGET_FMT_lx "\n", fd, offset);
+        printf("fd=%d offset=" TARGET_ABI_FMT_lx "\n", fd, offset);
     }
 #endif
 
     if (offset & ~TARGET_PAGE_MASK) {
         errno = EINVAL;
-        return -1;
+        goto fail;
     }
 
     len = TARGET_PAGE_ALIGN(len);
     if (len == 0)
-        return start;
+        goto the_end;
     real_start = start & qemu_host_page_mask;
 
+    /* When mapping files into a memory area larger than the file, accesses
+       to pages beyond the file size will cause a SIGBUS. 
+
+       For example, if mmaping a file of 100 bytes on a host with 4K pages
+       emulating a target with 8K pages, the target expects to be able to
+       access the first 8K. But the host will trap us on any access beyond
+       4K.  
+
+       When emulating a target with a larger page-size than the hosts, we
+       may need to truncate file maps at EOF and add extra anonymous pages
+       up to the targets page boundary.  */
+
+    if ((qemu_real_host_page_size < TARGET_PAGE_SIZE)
+        && !(flags & MAP_ANONYMOUS)) {
+       struct stat sb;
+
+       if (fstat (fd, &sb) == -1)
+           goto fail;
+
+       /* Are we trying to create a map beyond EOF?.  */
+       if (offset + len > sb.st_size) {
+           /* If so, truncate the file map at eof aligned with 
+              the hosts real pagesize. Additional anonymous maps
+              will be created beyond EOF.  */
+           len = (sb.st_size - offset);
+           len += qemu_real_host_page_size - 1;
+           len &= ~(qemu_real_host_page_size - 1);
+       }
+    }
+
     if (!(flags & MAP_FIXED)) {
         abi_ulong mmap_start;
         void *p;
@@ -260,19 +466,22 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
         mmap_start = mmap_find_vma(real_start, host_len);
         if (mmap_start == (abi_ulong)-1) {
             errno = ENOMEM;
-            return -1;
+            goto fail;
         }
         /* Note: we prefer to control the mapping address. It is
            especially important if qemu_host_page_size >
            qemu_real_host_page_size */
         p = mmap(g2h(mmap_start),
-                 host_len, prot, flags | MAP_FIXED, fd, host_offset);
+                 host_len, prot, flags | MAP_FIXED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
         if (p == MAP_FAILED)
-            return -1;
+            goto fail;
         /* update start so that it points to the file position at 'offset' */
         host_start = (unsigned long)p;
-        if (!(flags & MAP_ANONYMOUS))
+        if (!(flags & MAP_ANONYMOUS)) {
+            p = mmap(g2h(mmap_start), len, prot, 
+                     flags | MAP_FIXED, fd, host_offset);
             host_start += offset - host_offset;
+        }
         start = h2g(host_start);
     } else {
         int flg;
@@ -280,16 +489,26 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
 
         if (start & ~TARGET_PAGE_MASK) {
             errno = EINVAL;
-            return -1;
+            goto fail;
         }
         end = start + len;
         real_end = HOST_PAGE_ALIGN(end);
 
+       /*
+        * Test if requested memory area fits target address space
+        * It can fail only on 64-bit host with 32-bit target.
+        * On any other target/host host mmap() handles this error correctly.
+        */
+        if ((unsigned long)start + len - 1 > (abi_ulong) -1) {
+            errno = EINVAL;
+            goto fail;
+        }
+
         for(addr = real_start; addr < real_end; addr += TARGET_PAGE_SIZE) {
             flg = page_get_flags(addr);
             if (flg & PAGE_RESERVED) {
                 errno = ENXIO;
-                return -1;
+                goto fail;
             }
         }
 
@@ -302,18 +521,21 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
             if ((flags & MAP_TYPE) == MAP_SHARED &&
                 (prot & PROT_WRITE)) {
                 errno = EINVAL;
-                return -1;
+                goto fail;
             }
             retaddr = target_mmap(start, len, prot | PROT_WRITE,
                                   MAP_FIXED | MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS,
                                   -1, 0);
             if (retaddr == -1)
-                return -1;
-            pread(fd, g2h(start), len, offset);
+                goto fail;
+            if (pread(fd, g2h(start), len, offset) == -1)
+                goto fail;
             if (!(prot & PROT_WRITE)) {
                 ret = target_mprotect(start, len, prot);
-                if (ret != 0)
-                    return ret;
+                if (ret != 0) {
+                    start = ret;
+                    goto the_end;
+                }
             }
             goto the_end;
         }
@@ -325,13 +547,13 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
                 ret = mmap_frag(real_start, start, end,
                                 prot, flags, fd, offset);
                 if (ret == -1)
-                    return ret;
+                    goto fail;
                 goto the_end1;
             }
             ret = mmap_frag(real_start, start, real_start + qemu_host_page_size,
                             prot, flags, fd, offset);
             if (ret == -1)
-                return ret;
+                goto fail;
             real_start += qemu_host_page_size;
         }
         /* handle the end of the mapping */
@@ -341,7 +563,7 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
                             prot, flags, fd,
                             offset + real_end - qemu_host_page_size - start);
             if (ret == -1)
-                return -1;
+                goto fail;
             real_end -= qemu_host_page_size;
         }
 
@@ -356,18 +578,22 @@ abi_long target_mmap(abi_ulong start, abi_ulong len, int prot,
             p = mmap(g2h(real_start), real_end - real_start,
                      prot, flags, fd, offset1);
             if (p == MAP_FAILED)
-                return -1;
+                goto fail;
         }
     }
  the_end1:
     page_set_flags(start, start + len, prot | PAGE_VALID);
  the_end:
 #ifdef DEBUG_MMAP
-    printf("ret=0x" TARGET_FMT_lx "\n", start);
+    printf("ret=0x" TARGET_ABI_FMT_lx "\n", start);
     page_dump(stdout);
     printf("\n");
 #endif
+    mmap_unlock();
     return start;
+fail:
+    mmap_unlock();
+    return -1;
 }
 
 int target_munmap(abi_ulong start, abi_ulong len)
@@ -376,13 +602,16 @@ int target_munmap(abi_ulong start, abi_ulong len)
     int prot, ret;
 
 #ifdef DEBUG_MMAP
-    printf("munmap: start=0x%lx len=0x%lx\n", start, len);
+    printf("munmap: start=0x" TARGET_ABI_FMT_lx " len=0x"
+           TARGET_ABI_FMT_lx "\n",
+           start, len);
 #endif
     if (start & ~TARGET_PAGE_MASK)
         return -EINVAL;
     len = TARGET_PAGE_ALIGN(len);
     if (len == 0)
         return -EINVAL;
+    mmap_lock();
     end = start + len;
     real_start = start & qemu_host_page_mask;
     real_end = HOST_PAGE_ALIGN(end);
@@ -411,34 +640,65 @@ int target_munmap(abi_ulong start, abi_ulong len)
             real_end -= qemu_host_page_size;
     }
 
+    ret = 0;
     /* unmap what we can */
     if (real_start < real_end) {
         ret = munmap(g2h(real_start), real_end - real_start);
-        if (ret != 0)
-            return ret;
     }
 
-    page_set_flags(start, start + len, 0);
-    return 0;
+    if (ret == 0)
+        page_set_flags(start, start + len, 0);
+    mmap_unlock();
+    return ret;
 }
 
-/* XXX: currently, we only handle MAP_ANONYMOUS and not MAP_FIXED
-   blocks which have been allocated starting on a host page */
 abi_long target_mremap(abi_ulong old_addr, abi_ulong old_size,
                        abi_ulong new_size, unsigned long flags,
                        abi_ulong new_addr)
 {
     int prot;
-    unsigned long host_addr;
-
-    /* XXX: use 5 args syscall */
-    host_addr = (long)mremap(g2h(old_addr), old_size, new_size, flags);
-    if (host_addr == -1)
-        return -1;
-    new_addr = h2g(host_addr);
-    prot = page_get_flags(old_addr);
-    page_set_flags(old_addr, old_addr + old_size, 0);
-    page_set_flags(new_addr, new_addr + new_size, prot | PAGE_VALID);
+    void *host_addr;
+
+    mmap_lock();
+
+    if (flags & MREMAP_FIXED)
+        host_addr = (void *) syscall(__NR_mremap, g2h(old_addr),
+                                     old_size, new_size,
+                                     flags,
+                                     new_addr);
+    else if (flags & MREMAP_MAYMOVE) {
+        abi_ulong mmap_start;
+
+        mmap_start = mmap_find_vma(0, new_size);
+
+        if (mmap_start == -1) {
+            errno = ENOMEM;
+            host_addr = MAP_FAILED;
+        } else
+            host_addr = (void *) syscall(__NR_mremap, g2h(old_addr),
+                                         old_size, new_size,
+                                         flags | MREMAP_FIXED,
+                                         g2h(mmap_start));
+    } else {
+        host_addr = mremap(g2h(old_addr), old_size, new_size, flags);
+        /* Check if address fits target address space */
+        if ((unsigned long)host_addr + new_size > (abi_ulong)-1) {
+            /* Revert mremap() changes */
+            host_addr = mremap(g2h(old_addr), new_size, old_size, flags);
+            errno = ENOMEM;
+            host_addr = MAP_FAILED;
+        }
+    }
+
+    if (host_addr == MAP_FAILED) {
+        new_addr = -1;
+    } else {
+        new_addr = h2g(host_addr);
+        prot = page_get_flags(old_addr);
+        page_set_flags(old_addr, old_addr + old_size, 0);
+        page_set_flags(new_addr, new_addr + new_size, prot | PAGE_VALID);
+    }
+    mmap_unlock();
     return new_addr;
 }