vm/os-windows.cpp

   1 #include "master.hpp"
   2
   3 namespace factor {
   4
   5 HMODULE hFactorDll;
   6
   7 bool set_memory_locked(cell base, cell size, bool locked) {
   8   int prot = locked ? PAGE_NOACCESS : PAGE_READWRITE;
   9   DWORD ignore;
  10   int status = VirtualProtect((char*)base, size, prot, &ignore);
  11   return status != 0;
  12 }
  13
  14 void factor_vm::init_ffi() {
  15   hFactorDll = GetModuleHandle(NULL);
  16   if (!hFactorDll)
  17     fatal_error("GetModuleHandle() failed", 0);
  18 }
  19
  20 void factor_vm::ffi_dlopen(dll* dll) {
  21   dll->handle = LoadLibraryEx((WCHAR*)alien_offset(dll->path), NULL, 0);
  22 }
  23
  24 cell factor_vm::ffi_dlsym(dll* dll, symbol_char* symbol) {
  25   return (cell)GetProcAddress(dll ? (HMODULE) dll->handle : hFactorDll,
  26                               symbol);
  27 }
  28
  29 cell factor_vm::ffi_dlsym_raw(dll* dll, symbol_char* symbol) {
  30   return ffi_dlsym(dll, symbol);
  31 }
  32
  33 void factor_vm::ffi_dlclose(dll* dll) {
  34   FreeLibrary((HMODULE) dll->handle);
  35   dll->handle = NULL;
  36 }
  37
  38 BOOL factor_vm::windows_stat(vm_char* path) {
  39   BY_HANDLE_FILE_INFORMATION bhfi;
  40   HANDLE h = CreateFileW(path, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL,
  41                          OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_BACKUP_SEMANTICS, NULL);
  42
  43   if (h == INVALID_HANDLE_VALUE) {
  44     // FindFirstFile is the only call that can stat c:\pagefile.sys
  45     WIN32_FIND_DATA st;
  46     HANDLE h;
  47
  48     if (INVALID_HANDLE_VALUE == (h = FindFirstFile(path, &st)))
  49       return false;
  50     FindClose(h);
  51     return true;
  52   }
  53   BOOL ret = GetFileInformationByHandle(h, &bhfi);
  54   CloseHandle(h);
  55   return ret;
  56 }
  57
  58 /* You must free() this yourself. */
  59 const vm_char* factor_vm::default_image_path() {
  60   vm_char full_path[MAX_UNICODE_PATH];
  61   vm_char* ptr;
  62   vm_char temp_path[MAX_UNICODE_PATH];
  63
  64   if (!GetModuleFileName(NULL, full_path, MAX_UNICODE_PATH))
  65     fatal_error("GetModuleFileName() failed", 0);
  66
  67   if ((ptr = wcsrchr(full_path, '.')))
  68     *ptr = 0;
  69
  70   wcsncpy(temp_path, full_path, MAX_UNICODE_PATH - 1);
  71   size_t full_path_len = wcslen(full_path);
  72   if (full_path_len < MAX_UNICODE_PATH - 1)
  73     wcsncat(temp_path, L".image", MAX_UNICODE_PATH - full_path_len - 1);
  74   temp_path[MAX_UNICODE_PATH - 1] = 0;
  75
  76   return safe_strdup(temp_path);
  77 }
  78
  79 /* You must free() this yourself. */
  80 const vm_char* factor_vm::vm_executable_path() {
  81   vm_char full_path[MAX_UNICODE_PATH];
  82   if (!GetModuleFileName(NULL, full_path, MAX_UNICODE_PATH))
  83     fatal_error("GetModuleFileName() failed", 0);
  84   return safe_strdup(full_path);
  85 }
  86
  87 void factor_vm::primitive_existsp() {
  88   vm_char* path = untag_check<byte_array>(ctx->pop())->data<vm_char>();
  89   ctx->push(tag_boolean(windows_stat(path)));
  90 }
  91
  92 segment::segment(cell size_, bool executable_p) {
  93   size = size_;
  94
  95   char* mem;
  96
  97   if ((mem = (char*)VirtualAlloc(
  98            NULL, getpagesize() * 2 + size, MEM_COMMIT,
  99            executable_p ? PAGE_EXECUTE_READWRITE : PAGE_READWRITE)) ==
 100       0) {
 101     out_of_memory("VirtualAlloc");
 102   }
 103
 104   start = (cell)mem + getpagesize();
 105   end = start + size;
 106
 107   set_border_locked(true);
 108 }
 109
 110 void segment::set_border_locked(bool locked) {
 111   int pagesize = getpagesize();
 112   cell lo = start - pagesize;
 113   if (!set_memory_locked(lo, pagesize, locked)) {
 114     fatal_error("Cannot (un)protect low guard page", lo);
 115   }
 116
 117   cell hi = end;
 118   if (!set_memory_locked(hi, pagesize, locked)) {
 119     fatal_error("Cannot (un)protect high guard page", hi);
 120   }
 121 }
 122
 123 segment::~segment() {
 124   SYSTEM_INFO si;
 125   GetSystemInfo(&si);
 126   if (!VirtualFree((void*)(start - si.dwPageSize), 0, MEM_RELEASE))
 127     fatal_error("Segment deallocation failed", 0);
 128 }
 129
 130 long getpagesize() {
 131   static long g_pagesize = 0;
 132   if (!g_pagesize) {
 133     SYSTEM_INFO system_info;
 134     GetSystemInfo(&system_info);
 135     g_pagesize = system_info.dwPageSize;
 136   }
 137   return g_pagesize;
 138 }
 139
 140 // MoveFileEx returns FALSE on fail
 141 bool move_file(const vm_char* path1, const vm_char* path2) {
 142   return !(MoveFileEx((path1), (path2), MOVEFILE_REPLACE_EXISTING) == FALSE);
 143 }
 144
 145 void factor_vm::init_signals() {}
 146
 147 THREADHANDLE start_thread(void* (*start_routine)(void*), void* args) {
 148   return (void*)CreateThread(NULL, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE) start_routine,
 149                              args, 0, 0);
 150 }
 151
 152 uint64_t nano_count() {
 153   static double scale_factor;
 154
 155   static uint32_t hi = 0;
 156   static uint32_t lo = 0;
 157
 158   LARGE_INTEGER count;
 159   BOOL ret = QueryPerformanceCounter(&count);
 160   if (ret == 0)
 161     fatal_error("QueryPerformanceCounter", 0);
 162
 163   if (scale_factor == 0.0) {
 164     LARGE_INTEGER frequency;
 165     BOOL ret = QueryPerformanceFrequency(&frequency);
 166     if (ret == 0)
 167       fatal_error("QueryPerformanceFrequency", 0);
 168     scale_factor = (1000000000.0 / frequency.QuadPart);
 169   }
 170
 171 #ifdef FACTOR_64
 172   hi = count.HighPart;
 173 #else
 174   /* On VirtualBox, QueryPerformanceCounter does not increment
 175         the high part every time the low part overflows.  Workaround. */
 176   if (lo > count.LowPart)
 177     hi++;
 178 #endif
 179   lo = count.LowPart;
 180
 181   return (uint64_t)((((uint64_t)hi << 32) | (uint64_t)lo) * scale_factor);
 182 }
 183
 184 void sleep_nanos(uint64_t nsec) { Sleep((DWORD)(nsec / 1000000)); }
 185
 186 typedef enum _EXCEPTION_DISPOSITION {
 187   ExceptionContinueExecution = 0,
 188   ExceptionContinueSearch = 1,
 189   ExceptionNestedException = 2,
 190   ExceptionCollidedUnwind = 3
 191 } EXCEPTION_DISPOSITION;
 192
 193 LONG factor_vm::exception_handler(PEXCEPTION_RECORD e, void* frame, PCONTEXT c,
 194                                   void* dispatch) {
 195   switch (e->ExceptionCode) {
 196     case EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION:
 197       signal_fault_addr = e->ExceptionInformation[1];
 198       signal_fault_pc = c->EIP;
 199       verify_memory_protection_error(signal_fault_addr);
 200       dispatch_signal_handler((cell*)&c->ESP, (cell*)&c->EIP,
 201                               (cell)factor::memory_signal_handler_impl);
 202       break;
 203
 204     case STATUS_FLOAT_DENORMAL_OPERAND:
 205     case STATUS_FLOAT_DIVIDE_BY_ZERO:
 206     case STATUS_FLOAT_INEXACT_RESULT:
 207     case STATUS_FLOAT_INVALID_OPERATION:
 208     case STATUS_FLOAT_OVERFLOW:
 209     case STATUS_FLOAT_STACK_CHECK:
 210     case STATUS_FLOAT_UNDERFLOW:
 211     case STATUS_FLOAT_MULTIPLE_FAULTS:
 212     case STATUS_FLOAT_MULTIPLE_TRAPS:
 213 #ifdef FACTOR_64
 214       signal_fpu_status = fpu_status(MXCSR(c));
 215 #else
 216       signal_fpu_status = fpu_status(X87SW(c) | MXCSR(c));
 217
 218       /* This seems to have no effect */
 219       X87SW(c) = 0;
 220 #endif
 221       MXCSR(c) &= 0xffffffc0;
 222       dispatch_signal_handler((cell*)&c->ESP, (cell*)&c->EIP,
 223                               (cell)factor::fp_signal_handler_impl);
 224       break;
 225     default:
 226       signal_number = e->ExceptionCode;
 227       dispatch_signal_handler((cell*)&c->ESP, (cell*)&c->EIP,
 228                               (cell)factor::synchronous_signal_handler_impl);
 229       break;
 230   }
 231   return ExceptionContinueExecution;
 232 }
 233
 234 VM_C_API LONG exception_handler(PEXCEPTION_RECORD e, void* frame, PCONTEXT c,
 235                                 void* dispatch) {
 236   factor_vm* vm = current_vm_p();
 237   if (factor_vm::fatal_erroring_p || !vm)
 238     return ExceptionContinueSearch;
 239   return vm->exception_handler(e, frame, c, dispatch);
 240 }
 241
 242 /* On Unix SIGINT (ctrl-c) automatically interrupts blocking io system
 243    calls. It doesn't on Windows, so we need to manually send some
 244    cancellation requests to unblock the thread. */
 245 VOID CALLBACK dummy_cb (ULONG_PTR dwParam) { }
 246
 247 // CancelSynchronousIo is not in Windows XP
 248 #if _WIN32_WINNT >= 0x0600
 249 static void wake_up_thread(HANDLE thread) {
 250   if (!CancelSynchronousIo(thread)) {
 251     DWORD err = GetLastError();
 252     /* CancelSynchronousIo() didn't find anything to cancel, let's try
 253        with QueueUserAPC() instead. */
 254     if (err == ERROR_NOT_FOUND) {
 255       if (!QueueUserAPC(&dummy_cb, thread, NULL)) {
 256         fatal_error("QueueUserAPC() failed", GetLastError());
 257       }
 258     } else {
 259       fatal_error("CancelSynchronousIo() failed", err);
 260     }
 261   }
 262 }
 263 #else
 264 static void wake_up_thread(HANDLE thread) {}
 265 #endif
 266
 267 static BOOL WINAPI ctrl_handler(DWORD dwCtrlType) {
 268   switch (dwCtrlType) {
 269     case CTRL_C_EVENT: {
 270       /* The CtrlHandler runs in its own thread without stopping the main
 271          thread. Since in practice nobody uses the multi-VM stuff yet, we just
 272          grab the first VM we can get. This will not be a good idea when we
 273          actually support native threads. */
 274       FACTOR_ASSERT(thread_vms.size() == 1);
 275       factor_vm* vm = thread_vms.begin()->second;
 276       vm->safepoint.enqueue_fep(vm);
 277
 278       /* Before leaving the ctrl_handler, try and wake up the main
 279          thread. */
 280       wake_up_thread(factor::boot_thread);
 281       return TRUE;
 282     }
 283     default:
 284       return FALSE;
 285   }
 286 }
 287
 288 void open_console() { handle_ctrl_c(); }
 289
 290 void ignore_ctrl_c() {
 291   SetConsoleCtrlHandler(factor::ctrl_handler, FALSE);
 292 }
 293
 294 void handle_ctrl_c() {
 295   SetConsoleCtrlHandler(factor::ctrl_handler, TRUE);
 296 }
 297
 298 void lock_console() {}
 299
 300 void unlock_console() {}
 301
 302 void close_console() {}
 303
 304 cell get_thread_pc(THREADHANDLE th) {
 305   DWORD suscount = SuspendThread(th);
 306   FACTOR_ASSERT(suscount == 0);
 307
 308   CONTEXT context;
 309   memset((void*)&context, 0, sizeof(CONTEXT));
 310   context.ContextFlags = CONTEXT_CONTROL;
 311   BOOL context_ok = GetThreadContext(th, &context);
 312   FACTOR_ASSERT(context_ok);
 313
 314   suscount = ResumeThread(th);
 315   FACTOR_ASSERT(suscount == 1);
 316   return context.EIP;
 317 }
 318
 319 void factor_vm::sampler_thread_loop() {
 320   LARGE_INTEGER counter, new_counter, units_per_second;
 321   DWORD ok;
 322
 323   ok = QueryPerformanceFrequency(&units_per_second);
 324   FACTOR_ASSERT(ok);
 325
 326   ok = QueryPerformanceCounter(&counter);
 327   FACTOR_ASSERT(ok);
 328
 329   counter.QuadPart *= samples_per_second;
 330   while (atomic::load(&sampling_profiler_p)) {
 331     SwitchToThread();
 332     ok = QueryPerformanceCounter(&new_counter);
 333     FACTOR_ASSERT(ok);
 334     new_counter.QuadPart *= samples_per_second;
 335     cell samples = 0;
 336     while (new_counter.QuadPart - counter.QuadPart >
 337            units_per_second.QuadPart) {
 338       ++samples;
 339       counter.QuadPart += units_per_second.QuadPart;
 340     }
 341     if (samples == 0)
 342       continue;
 343
 344     cell pc = get_thread_pc(thread);
 345     safepoint.enqueue_samples(this, samples, pc, false);
 346   }
 347 }
 348
 349 static DWORD WINAPI sampler_thread_entry(LPVOID parent_vm) {
 350   static_cast<factor_vm*>(parent_vm)->sampler_thread_loop();
 351   return 0;
 352 }
 353
 354 void factor_vm::start_sampling_profiler_timer() {
 355   sampler_thread = CreateThread(NULL, 0, &sampler_thread_entry,
 356                                 static_cast<LPVOID>(this), 0, NULL);
 357 }
 358
 359 void factor_vm::end_sampling_profiler_timer() {
 360   atomic::store(&sampling_profiler_p, false);
 361   DWORD wait_result =
 362       WaitForSingleObject(sampler_thread, 3000 * (DWORD) samples_per_second);
 363   if (wait_result != WAIT_OBJECT_0)
 364     TerminateThread(sampler_thread, 0);
 365   sampler_thread = NULL;
 366 }
 367
 368 void abort() { ::abort(); }
 369
 370 }