src/eval.rs

   1 //! Main evaluator loop and setting up the initial stack frame.
   2
   3 use rand::rngs::StdRng;
   4 use rand::SeedableRng;
   5
   6 use syntax::source_map::DUMMY_SP;
   7 use rustc::ty::{self, TyCtxt};
   8 use rustc::ty::layout::{LayoutOf, Size, Align};
   9 use rustc::hir::def_id::DefId;
  10
  11 use crate::{
  12     InterpResult, InterpError, InterpCx, StackPopCleanup, struct_error,
  13     Scalar, Tag, Pointer, FnVal,
  14     MemoryExtra, MiriMemoryKind, Evaluator, TlsEvalContextExt, HelpersEvalContextExt,
  15 };
  16
  17 /// Configuration needed to spawn a Miri instance.
  18 #[derive(Clone)]
  19 pub struct MiriConfig {
  20     pub validate: bool,
  21     pub args: Vec<String>,
  22
  23     // The seed to use when non-determinism is required (e.g. getrandom())
  24     pub seed: Option<u64>
  25 }
  26
  27 // Used by priroda.
  28 pub fn create_ecx<'mir, 'tcx: 'mir>(
  29     tcx: TyCtxt<'tcx>,
  30     main_id: DefId,
  31     config: MiriConfig,
  32 ) -> InterpResult<'tcx, InterpCx<'mir, 'tcx, Evaluator<'tcx>>> {
  33     let mut ecx = InterpCx::new(
  34         tcx.at(syntax::source_map::DUMMY_SP),
  35         ty::ParamEnv::reveal_all(),
  36         Evaluator::new(),
  37         MemoryExtra::new(StdRng::seed_from_u64(config.seed.unwrap_or(0)), config.validate),
  38     );
  39
  40     let main_instance = ty::Instance::mono(ecx.tcx.tcx, main_id);
  41     let main_mir = ecx.load_mir(main_instance.def)?;
  42
  43     if !main_mir.return_ty().is_unit() || main_mir.arg_count != 0 {
  44         throw_unsup!(Unimplemented(
  45             "miri does not support main functions without `fn()` type signatures"
  46                 .to_owned(),
  47         ));
  48     }
  49
  50     let start_id = tcx.lang_items().start_fn().unwrap();
  51     let main_ret_ty = tcx.fn_sig(main_id).output();
  52     let main_ret_ty = main_ret_ty.no_bound_vars().unwrap();
  53     let start_instance = ty::Instance::resolve(
  54         ecx.tcx.tcx,
  55         ty::ParamEnv::reveal_all(),
  56         start_id,
  57         ecx.tcx.mk_substs(
  58             ::std::iter::once(ty::subst::Kind::from(main_ret_ty)))
  59         ).unwrap();
  60     let start_mir = ecx.load_mir(start_instance.def)?;
  61
  62     if start_mir.arg_count != 3 {
  63         throw_unsup!(AbiViolation(format!(
  64             "'start' lang item should have three arguments, but has {}",
  65             start_mir.arg_count
  66         )));
  67     }
  68
  69     // Return value (in static memory so that it does not count as leak).
  70     let ret = ecx.layout_of(start_mir.return_ty())?;
  71     let ret_ptr = ecx.allocate(ret, MiriMemoryKind::Static.into());
  72
  73     // Push our stack frame.
  74     ecx.push_stack_frame(
  75         start_instance,
  76         // There is no call site.
  77         DUMMY_SP,
  78         start_mir,
  79         Some(ret_ptr.into()),
  80         StackPopCleanup::None { cleanup: true },
  81     )?;
  82
  83     let mut args = ecx.frame().body.args_iter();
  84
  85     // First argument: pointer to `main()`.
  86     let main_ptr = ecx.memory_mut().create_fn_alloc(FnVal::Instance(main_instance));
  87     let dest = ecx.local_place(args.next().unwrap())?;
  88     ecx.write_scalar(Scalar::Ptr(main_ptr), dest)?;
  89
  90     // Second argument (argc): `1`.
  91     let dest = ecx.local_place(args.next().unwrap())?;
  92     let argc = Scalar::from_uint(config.args.len() as u128, dest.layout.size);
  93     ecx.write_scalar(argc, dest)?;
  94     // Store argc for macOS's `_NSGetArgc`.
  95     {
  96         let argc_place = ecx.allocate(dest.layout, MiriMemoryKind::Env.into());
  97         ecx.write_scalar(argc, argc_place.into())?;
  98         ecx.machine.argc = Some(argc_place.ptr.to_ptr()?);
  99     }
 100
 101     // Third argument (`argv`): created from `config.args`.
 102     let dest = ecx.local_place(args.next().unwrap())?;
 103     // For Windows, construct a command string with all the aguments.
 104     let mut cmd = String::new();
 105     for arg in config.args.iter() {
 106         if !cmd.is_empty() {
 107             cmd.push(' ');
 108         }
 109         cmd.push_str(&*shell_escape::windows::escape(arg.as_str().into()));
 110     }
 111     // Don't forget `0` terminator.
 112     cmd.push(std::char::from_u32(0).unwrap());
 113     // Collect the pointers to the individual strings.
 114     let mut argvs = Vec::<Pointer<Tag>>::new();
 115     for arg in config.args {
 116         // Add `0` terminator.
 117         let mut arg = arg.into_bytes();
 118         arg.push(0);
 119         argvs.push(ecx.memory_mut().allocate_static_bytes(arg.as_slice(), MiriMemoryKind::Static.into()));
 120     }
 121     // Make an array with all these pointers, in the Miri memory.
 122     let argvs_layout = ecx.layout_of(ecx.tcx.mk_array(ecx.tcx.mk_imm_ptr(ecx.tcx.types.u8), argvs.len() as u64))?;
 123     let argvs_place = ecx.allocate(argvs_layout, MiriMemoryKind::Env.into());
 124     for (idx, arg) in argvs.into_iter().enumerate() {
 125         let place = ecx.mplace_field(argvs_place, idx as u64)?;
 126         ecx.write_scalar(Scalar::Ptr(arg), place.into())?;
 127     }
 128     ecx.memory_mut().mark_immutable(argvs_place.ptr.assert_ptr().alloc_id)?;
 129     // Write a pointer to that place as the argument.
 130     let argv = argvs_place.ptr;
 131     ecx.write_scalar(argv, dest)?;
 132     // Store `argv` for macOS `_NSGetArgv`.
 133     {
 134         let argv_place = ecx.allocate(dest.layout, MiriMemoryKind::Env.into());
 135         ecx.write_scalar(argv, argv_place.into())?;
 136         ecx.machine.argv = Some(argv_place.ptr.to_ptr()?);
 137     }
 138     // Store command line as UTF-16 for Windows `GetCommandLineW`.
 139     {
 140         let tcx = &{ecx.tcx.tcx};
 141         let cmd_utf16: Vec<u16> = cmd.encode_utf16().collect();
 142         let cmd_ptr = ecx.memory_mut().allocate(
 143             Size::from_bytes(cmd_utf16.len() as u64 * 2),
 144             Align::from_bytes(2).unwrap(),
 145             MiriMemoryKind::Env.into(),
 146         );
 147         ecx.machine.cmd_line = Some(cmd_ptr);
 148         // Store the UTF-16 string.
 149         let char_size = Size::from_bytes(2);
 150         let cmd_alloc = ecx.memory_mut().get_mut(cmd_ptr.alloc_id)?;
 151         let mut cur_ptr = cmd_ptr;
 152         for &c in cmd_utf16.iter() {
 153             cmd_alloc.write_scalar(
 154                 tcx,
 155                 cur_ptr,
 156                 Scalar::from_uint(c, char_size).into(),
 157                 char_size,
 158             )?;
 159             cur_ptr = cur_ptr.offset(char_size, tcx)?;
 160         }
 161     }
 162
 163     assert!(args.next().is_none(), "start lang item has more arguments than expected");
 164
 165     Ok(ecx)
 166 }
 167
 168 pub fn eval_main<'tcx>(
 169     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 170     main_id: DefId,
 171     config: MiriConfig,
 172 ) {
 173     let mut ecx = match create_ecx(tcx, main_id, config) {
 174         Ok(ecx) => ecx,
 175         Err(mut err) => {
 176             err.print_backtrace();
 177             panic!("Miri initialziation error: {}", err.kind)
 178         }
 179     };
 180
 181     // Perform the main execution.
 182     let res: InterpResult<'_> = (|| {
 183         ecx.run()?;
 184         ecx.run_tls_dtors()
 185     })();
 186
 187     // Process the result.
 188     match res {
 189         Ok(()) => {
 190             let leaks = ecx.memory().leak_report();
 191             // Disable the leak test on some platforms where we do not
 192             // correctly implement TLS destructors.
 193             let target_os = ecx.tcx.tcx.sess.target.target.target_os.to_lowercase();
 194             let ignore_leaks = target_os == "windows" || target_os == "macos";
 195             if !ignore_leaks && leaks != 0 {
 196                 tcx.sess.err("the evaluated program leaked memory");
 197             }
 198         }
 199         Err(mut e) => {
 200             // Special treatment for some error kinds
 201             let msg = match e.kind {
 202                 InterpError::Exit(code) => std::process::exit(code),
 203                 err_unsup!(NoMirFor(..)) =>
 204                     format!("{}. Did you set `MIRI_SYSROOT` to a Miri-enabled sysroot? You can prepare one with `cargo miri setup`.", e),
 205                 _ => e.to_string()
 206             };
 207             e.print_backtrace();
 208             if let Some(frame) = ecx.stack().last() {
 209                 let block = &frame.body.basic_blocks()[frame.block];
 210                 let span = if frame.stmt < block.statements.len() {
 211                     block.statements[frame.stmt].source_info.span
 212                 } else {
 213                     block.terminator().source_info.span
 214                 };
 215
 216                 let msg = format!("Miri evaluation error: {}", msg);
 217                 let mut err = struct_error(ecx.tcx.tcx.at(span), msg.as_str());
 218                 let frames = ecx.generate_stacktrace(None);
 219                 err.span_label(span, msg);
 220                 // We iterate with indices because we need to look at the next frame (the caller).
 221                 for idx in 0..frames.len() {
 222                     let frame_info = &frames[idx];
 223                     let call_site_is_local = frames.get(idx+1).map_or(false,
 224                         |caller_info| caller_info.instance.def_id().is_local());
 225                     if call_site_is_local {
 226                         err.span_note(frame_info.call_site, &frame_info.to_string());
 227                     } else {
 228                         err.note(&frame_info.to_string());
 229                     }
 230                 }
 231                 err.emit();
 232             } else {
 233                 ecx.tcx.sess.err(&msg);
 234             }
 235
 236             for (i, frame) in ecx.stack().iter().enumerate() {
 237                 trace!("-------------------");
 238                 trace!("Frame {}", i);
 239                 trace!("    return: {:?}", frame.return_place.map(|p| *p));
 240                 for (i, local) in frame.locals.iter().enumerate() {
 241                     trace!("    local {}: {:?}", i, local.value);
 242                 }
 243             }
 244         }
 245     }
 246 }