src/diagnostics.rs

   1 use std::cell::RefCell;
   2 use std::fmt;
   3 use std::num::NonZeroU64;
   4
   5 use log::trace;
   6
   7 use rustc_middle::ty::{self, TyCtxt};
   8 use rustc_span::{source_map::DUMMY_SP, Span, SpanData, Symbol};
   9
  10 use crate::stacked_borrows::{AccessKind, SbTag};
  11 use crate::*;
  12
  13 /// Details of premature program termination.
  14 pub enum TerminationInfo {
  15     Exit(i64),
  16     Abort(String),
  17     UnsupportedInIsolation(String),
  18     ExperimentalUb {
  19         msg: String,
  20         help: Option<String>,
  21         url: String,
  22     },
  23     Deadlock,
  24     MultipleSymbolDefinitions {
  25         link_name: Symbol,
  26         first: SpanData,
  27         first_crate: Symbol,
  28         second: SpanData,
  29         second_crate: Symbol,
  30     },
  31     SymbolShimClashing {
  32         link_name: Symbol,
  33         span: SpanData,
  34     },
  35 }
  36
  37 impl fmt::Display for TerminationInfo {
  38     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
  39         use TerminationInfo::*;
  40         match self {
  41             Exit(code) => write!(f, "the evaluated program completed with exit code {}", code),
  42             Abort(msg) => write!(f, "{}", msg),
  43             UnsupportedInIsolation(msg) => write!(f, "{}", msg),
  44             ExperimentalUb { msg, .. } => write!(f, "{}", msg),
  45             Deadlock => write!(f, "the evaluated program deadlocked"),
  46             MultipleSymbolDefinitions { link_name, .. } =>
  47                 write!(f, "multiple definitions of symbol `{}`", link_name),
  48             SymbolShimClashing { link_name, .. } =>
  49                 write!(
  50                     f,
  51                     "found `{}` symbol definition that clashes with a built-in shim",
  52                     link_name
  53                 ),
  54         }
  55     }
  56 }
  57
  58 impl MachineStopType for TerminationInfo {}
  59
  60 /// Miri specific diagnostics
  61 pub enum NonHaltingDiagnostic {
  62     CreatedPointerTag(NonZeroU64),
  63     /// This `Item` was popped from the borrow stack, either due to a grant of
  64     /// `AccessKind` to `SbTag` or a deallocation when the second argument is `None`.
  65     PoppedPointerTag(Item, Option<(SbTag, AccessKind)>),
  66     CreatedCallId(CallId),
  67     CreatedAlloc(AllocId),
  68     FreedAlloc(AllocId),
  69     RejectedIsolatedOp(String),
  70 }
  71
  72 /// Level of Miri specific diagnostics
  73 enum DiagLevel {
  74     Error,
  75     Warning,
  76     Note,
  77 }
  78
  79 /// Attempts to prune a stacktrace to omit the Rust runtime, and returns a bool indicating if any
  80 /// frames were pruned. If the stacktrace does not have any local frames, we conclude that it must
  81 /// be pointing to a problem in the Rust runtime itself, and do not prune it at all.
  82 fn prune_stacktrace<'mir, 'tcx>(
  83     ecx: &InterpCx<'mir, 'tcx, Evaluator<'mir, 'tcx>>,
  84     mut stacktrace: Vec<FrameInfo<'tcx>>,
  85 ) -> (Vec<FrameInfo<'tcx>>, bool) {
  86     match ecx.machine.backtrace_style {
  87         BacktraceStyle::Off => {
  88             // Retain one frame so that we can print a span for the error itself
  89             stacktrace.truncate(1);
  90             (stacktrace, false)
  91         }
  92         BacktraceStyle::Short => {
  93             let original_len = stacktrace.len();
  94             // Only prune frames if there is at least one local frame. This check ensures that if
  95             // we get a backtrace that never makes it to the user code because it has detected a
  96             // bug in the Rust runtime, we don't prune away every frame.
  97             let has_local_frame = stacktrace.iter().any(|frame| frame.instance.def_id().is_local());
  98             if has_local_frame {
  99                 // This is part of the logic that `std` uses to select the relevant part of a
 100                 // backtrace. But here, we only look for __rust_begin_short_backtrace, not
 101                 // __rust_end_short_backtrace because the end symbol comes from a call to the default
 102                 // panic handler.
 103                 stacktrace = stacktrace
 104                     .into_iter()
 105                     .take_while(|frame| {
 106                         let def_id = frame.instance.def_id();
 107                         let path = ecx.tcx.tcx.def_path_str(def_id);
 108                         !path.contains("__rust_begin_short_backtrace")
 109                     })
 110                     .collect::<Vec<_>>();
 111
 112                 // After we prune frames from the bottom, there are a few left that are part of the
 113                 // Rust runtime. So we remove frames until we get to a local symbol, which should be
 114                 // main or a test.
 115                 // This len check ensures that we don't somehow remove every frame, as doing so breaks
 116                 // the primary error message.
 117                 while stacktrace.len() > 1
 118                     && stacktrace.last().map_or(false, |e| !e.instance.def_id().is_local())
 119                 {
 120                     stacktrace.pop();
 121                 }
 122             }
 123             let was_pruned = stacktrace.len() != original_len;
 124             (stacktrace, was_pruned)
 125         }
 126         BacktraceStyle::Full => (stacktrace, false),
 127     }
 128 }
 129
 130 /// Emit a custom diagnostic without going through the miri-engine machinery
 131 pub fn report_error<'tcx, 'mir>(
 132     ecx: &InterpCx<'mir, 'tcx, Evaluator<'mir, 'tcx>>,
 133     e: InterpErrorInfo<'tcx>,
 134 ) -> Option<i64> {
 135     use InterpError::*;
 136
 137     let mut msg = vec![];
 138
 139     let (title, helps) = match &e.kind() {
 140         MachineStop(info) => {
 141             let info = info.downcast_ref::<TerminationInfo>().expect("invalid MachineStop payload");
 142             use TerminationInfo::*;
 143             let title = match info {
 144                 Exit(code) => return Some(*code),
 145                 Abort(_) => Some("abnormal termination"),
 146                 UnsupportedInIsolation(_) => Some("unsupported operation"),
 147                 ExperimentalUb { .. } => Some("Undefined Behavior"),
 148                 Deadlock => Some("deadlock"),
 149                 MultipleSymbolDefinitions { .. } | SymbolShimClashing { .. } => None,
 150             };
 151             #[rustfmt::skip]
 152             let helps = match info {
 153                 UnsupportedInIsolation(_) =>
 154                     vec![
 155                         (None, format!("pass the flag `-Zmiri-disable-isolation` to disable isolation;")),
 156                         (None, format!("or pass `-Zmiri-isolation-error=warn` to configure Miri to return an error code from isolated operations (if supported for that operation) and continue with a warning")),
 157                     ],
 158                 ExperimentalUb { url, help, .. } => {
 159                     msg.extend(help.clone());
 160                     vec![
 161                         (None, format!("this indicates a potential bug in the program: it performed an invalid operation, but the rules it violated are still experimental")),
 162                         (None, format!("see {} for further information", url))
 163                     ]
 164                 }
 165                 MultipleSymbolDefinitions { first, first_crate, second, second_crate, .. } =>
 166                     vec![
 167                         (Some(*first), format!("it's first defined here, in crate `{}`", first_crate)),
 168                         (Some(*second), format!("then it's defined here again, in crate `{}`", second_crate)),
 169                     ],
 170                 SymbolShimClashing { link_name, span } =>
 171                     vec![(Some(*span), format!("the `{}` symbol is defined here", link_name))],
 172                 _ => vec![],
 173             };
 174             (title, helps)
 175         }
 176         _ => {
 177             #[rustfmt::skip]
 178             let title = match e.kind() {
 179                 Unsupported(_) =>
 180                     "unsupported operation",
 181                 UndefinedBehavior(_) =>
 182                     "Undefined Behavior",
 183                 ResourceExhaustion(_) =>
 184                     "resource exhaustion",
 185                 InvalidProgram(InvalidProgramInfo::ReferencedConstant) =>
 186                     "post-monomorphization error",
 187                 InvalidProgram(InvalidProgramInfo::AlreadyReported(_)) =>
 188                     "error occurred",
 189                 kind =>
 190                     bug!("This error should be impossible in Miri: {:?}", kind),
 191             };
 192             #[rustfmt::skip]
 193             let helps = match e.kind() {
 194                 Unsupported(UnsupportedOpInfo::ThreadLocalStatic(_) | UnsupportedOpInfo::ReadExternStatic(_)) =>
 195                     panic!("Error should never be raised by Miri: {:?}", e.kind()),
 196                 Unsupported(_) =>
 197                     vec![(None, format!("this is likely not a bug in the program; it indicates that the program performed an operation that the interpreter does not support"))],
 198                 UndefinedBehavior(UndefinedBehaviorInfo::AlignmentCheckFailed { .. })
 199                     if ecx.memory.extra.check_alignment == AlignmentCheck::Symbolic
 200                 =>
 201                     vec![
 202                         (None, format!("this usually indicates that your program performed an invalid operation and caused Undefined Behavior")),
 203                         (None, format!("but due to `-Zmiri-symbolic-alignment-check`, alignment errors can also be false positives")),
 204                     ],
 205                 UndefinedBehavior(_) =>
 206                     vec![
 207                         (None, format!("this indicates a bug in the program: it performed an invalid operation, and caused Undefined Behavior")),
 208                         (None, format!("see https://doc.rust-lang.org/nightly/reference/behavior-considered-undefined.html for further information")),
 209                     ],
 210                 _ => vec![],
 211             };
 212             (Some(title), helps)
 213         }
 214     };
 215
 216     let stacktrace = ecx.generate_stacktrace();
 217     let (stacktrace, was_pruned) = prune_stacktrace(ecx, stacktrace);
 218     e.print_backtrace();
 219     msg.insert(0, e.to_string());
 220     report_msg(
 221         *ecx.tcx,
 222         DiagLevel::Error,
 223         &if let Some(title) = title { format!("{}: {}", title, msg[0]) } else { msg[0].clone() },
 224         msg,
 225         helps,
 226         &stacktrace,
 227     );
 228
 229     // Include a note like `std` does when we omit frames from a backtrace
 230     if was_pruned {
 231         ecx.tcx.sess.diagnostic().note_without_error(
 232             "some details are omitted, run with `MIRIFLAGS=-Zmiri-backtrace=full` for a verbose backtrace",
 233         );
 234     }
 235
 236     // Debug-dump all locals.
 237     for (i, frame) in ecx.active_thread_stack().iter().enumerate() {
 238         trace!("-------------------");
 239         trace!("Frame {}", i);
 240         trace!("    return: {:?}", frame.return_place.map(|p| *p));
 241         for (i, local) in frame.locals.iter().enumerate() {
 242             trace!("    local {}: {:?}", i, local.value);
 243         }
 244     }
 245
 246     // Extra output to help debug specific issues.
 247     match e.kind() {
 248         UndefinedBehavior(UndefinedBehaviorInfo::InvalidUninitBytes(Some((alloc_id, access)))) => {
 249             eprintln!(
 250                 "Uninitialized read occurred at offsets 0x{:x}..0x{:x} into this allocation:",
 251                 access.uninit_offset.bytes(),
 252                 access.uninit_offset.bytes() + access.uninit_size.bytes(),
 253             );
 254             eprintln!("{:?}", ecx.memory.dump_alloc(*alloc_id));
 255         }
 256         _ => {}
 257     }
 258
 259     None
 260 }
 261
 262 /// Report an error or note (depending on the `error` argument) with the given stacktrace.
 263 /// Also emits a full stacktrace of the interpreter stack.
 264 /// We want to present a multi-line span message for some errors. Diagnostics do not support this
 265 /// directly, so we pass the lines as a `Vec<String>` and display each line after the first with an
 266 /// additional `span_label` or `note` call.
 267 fn report_msg<'tcx>(
 268     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 269     diag_level: DiagLevel,
 270     title: &str,
 271     span_msg: Vec<String>,
 272     mut helps: Vec<(Option<SpanData>, String)>,
 273     stacktrace: &[FrameInfo<'tcx>],
 274 ) {
 275     let span = stacktrace.first().map_or(DUMMY_SP, |fi| fi.span);
 276     let mut err = match diag_level {
 277         DiagLevel::Error => tcx.sess.struct_span_err(span, title).forget_guarantee(),
 278         DiagLevel::Warning => tcx.sess.struct_span_warn(span, title),
 279         DiagLevel::Note => tcx.sess.diagnostic().span_note_diag(span, title),
 280     };
 281
 282     // Show main message.
 283     if span != DUMMY_SP {
 284         for line in span_msg {
 285             err.span_label(span, line);
 286         }
 287     } else {
 288         // Make sure we show the message even when it is a dummy span.
 289         for line in span_msg {
 290             err.note(&line);
 291         }
 292         err.note("(no span available)");
 293     }
 294
 295     // Show help messages.
 296     if !helps.is_empty() {
 297         // Add visual separator before backtrace.
 298         helps.last_mut().unwrap().1.push_str("\n");
 299         for (span_data, help) in helps {
 300             if let Some(span_data) = span_data {
 301                 err.span_help(span_data.span(), &help);
 302             } else {
 303                 err.help(&help);
 304             }
 305         }
 306     }
 307     // Add backtrace
 308     for (idx, frame_info) in stacktrace.iter().enumerate() {
 309         let is_local = frame_info.instance.def_id().is_local();
 310         // No span for non-local frames and the first frame (which is the error site).
 311         if is_local && idx > 0 {
 312             err.span_note(frame_info.span, &frame_info.to_string());
 313         } else {
 314             err.note(&frame_info.to_string());
 315         }
 316     }
 317
 318     err.emit();
 319 }
 320
 321 thread_local! {
 322     static DIAGNOSTICS: RefCell<Vec<NonHaltingDiagnostic>> = RefCell::new(Vec::new());
 323 }
 324
 325 /// Schedule a diagnostic for emitting. This function works even if you have no `InterpCx` available.
 326 /// The diagnostic will be emitted after the current interpreter step is finished.
 327 pub fn register_diagnostic(e: NonHaltingDiagnostic) {
 328     DIAGNOSTICS.with(|diagnostics| diagnostics.borrow_mut().push(e));
 329 }
 330
 331 /// Remember enough about the topmost frame so that we can restore the stack
 332 /// after a step was taken.
 333 pub struct TopFrameInfo<'tcx> {
 334     stack_size: usize,
 335     instance: Option<ty::Instance<'tcx>>,
 336     span: Span,
 337 }
 338
 339 impl<'mir, 'tcx: 'mir> EvalContextExt<'mir, 'tcx> for crate::MiriEvalContext<'mir, 'tcx> {}
 340 pub trait EvalContextExt<'mir, 'tcx: 'mir>: crate::MiriEvalContextExt<'mir, 'tcx> {
 341     fn preprocess_diagnostics(&self) -> TopFrameInfo<'tcx> {
 342         // Ensure we have no lingering diagnostics.
 343         DIAGNOSTICS.with(|diagnostics| assert!(diagnostics.borrow().is_empty()));
 344
 345         let this = self.eval_context_ref();
 346         if this.active_thread_stack().is_empty() {
 347             // Diagnostics can happen even with the empty stack (e.g. deallocation of thread-local statics).
 348             return TopFrameInfo { stack_size: 0, instance: None, span: DUMMY_SP };
 349         }
 350         let frame = this.frame();
 351
 352         TopFrameInfo {
 353             stack_size: this.active_thread_stack().len(),
 354             instance: Some(frame.instance),
 355             span: frame.current_span(),
 356         }
 357     }
 358
 359     /// Emit all diagnostics that were registed with `register_diagnostics`
 360     fn process_diagnostics(&self, info: TopFrameInfo<'tcx>) {
 361         let this = self.eval_context_ref();
 362         DIAGNOSTICS.with(|diagnostics| {
 363             let mut diagnostics = diagnostics.borrow_mut();
 364             if diagnostics.is_empty() {
 365                 return;
 366             }
 367             // We need to fix up the stack trace, because the machine has already
 368             // stepped to the next statement.
 369             let mut stacktrace = this.generate_stacktrace();
 370             // Remove newly pushed frames.
 371             while stacktrace.len() > info.stack_size {
 372                 stacktrace.remove(0);
 373             }
 374             // Add popped frame back.
 375             if stacktrace.len() < info.stack_size {
 376                 assert!(
 377                     stacktrace.len() == info.stack_size - 1,
 378                     "we should never pop more than one frame at once"
 379                 );
 380                 let frame_info = FrameInfo {
 381                     instance: info.instance.unwrap(),
 382                     span: info.span,
 383                     lint_root: None,
 384                 };
 385                 stacktrace.insert(0, frame_info);
 386             } else if let Some(instance) = info.instance {
 387                 // Adjust topmost frame.
 388                 stacktrace[0].span = info.span;
 389                 assert_eq!(
 390                     stacktrace[0].instance, instance,
 391                     "we should not pop and push a frame in one step"
 392                 );
 393             }
 394
 395             let (stacktrace, _was_pruned) = prune_stacktrace(this, stacktrace);
 396
 397             // Show diagnostics.
 398             for e in diagnostics.drain(..) {
 399                 use NonHaltingDiagnostic::*;
 400                 let msg = match e {
 401                     CreatedPointerTag(tag) => format!("created tag {:?}", tag),
 402                     PoppedPointerTag(item, tag) =>
 403                         match tag {
 404                             None =>
 405                                 format!(
 406                                     "popped tracked tag for item {:?} due to deallocation",
 407                                     item
 408                                 ),
 409                             Some((tag, access)) => {
 410                                 format!(
 411                                     "popped tracked tag for item {:?} due to {:?} access for {:?}",
 412                                     item, access, tag
 413                                 )
 414                             }
 415                         },
 416                     CreatedCallId(id) => format!("function call with id {}", id),
 417                     CreatedAlloc(AllocId(id)) => format!("created allocation with id {}", id),
 418                     FreedAlloc(AllocId(id)) => format!("freed allocation with id {}", id),
 419                     RejectedIsolatedOp(ref op) =>
 420                         format!("{} was made to return an error due to isolation", op),
 421                 };
 422
 423                 let (title, diag_level) = match e {
 424                     RejectedIsolatedOp(_) =>
 425                         ("operation rejected by isolation", DiagLevel::Warning),
 426                     _ => ("tracking was triggered", DiagLevel::Note),
 427                 };
 428
 429                 report_msg(*this.tcx, diag_level, title, vec![msg], vec![], &stacktrace);
 430             }
 431         });
 432     }
 433 }