src/libstd/panicking.rs

   1 // Copyright 2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
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   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 //! Implementation of various bits and pieces of the `panic!` macro and
  12 //! associated runtime pieces.
  13 //!
  14 //! Specifically, this module contains the implementation of:
  15 //!
  16 //! * Panic hooks
  17 //! * Executing a panic up to doing the actual implementation
  18 //! * Shims around "try"
  19
  20 use io::prelude::*;
  21
  22 use any::Any;
  23 use cell::RefCell;
  24 use fmt;
  25 use intrinsics;
  26 use mem;
  27 use ptr;
  28 use raw;
  29 use sys::stdio::Stderr;
  30 use sys_common::rwlock::RWLock;
  31 use sys_common::thread_info;
  32 use sys_common::util;
  33 use thread;
  34
  35 thread_local! {
  36     pub static LOCAL_STDERR: RefCell<Option<Box<Write + Send>>> = {
  37         RefCell::new(None)
  38     }
  39 }
  40
  41 // Binary interface to the panic runtime that the standard library depends on.
  42 //
  43 // The standard library is tagged with `#![needs_panic_runtime]` (introduced in
  44 // RFC 1513) to indicate that it requires some other crate tagged with
  45 // `#![panic_runtime]` to exist somewhere. Each panic runtime is intended to
  46 // implement these symbols (with the same signatures) so we can get matched up
  47 // to them.
  48 //
  49 // One day this may look a little less ad-hoc with the compiler helping out to
  50 // hook up these functions, but it is not this day!
  51 #[allow(improper_ctypes)]
  52 extern {
  53     fn __rust_maybe_catch_panic(f: fn(*mut u8),
  54                                 data: *mut u8,
  55                                 data_ptr: *mut usize,
  56                                 vtable_ptr: *mut usize) -> u32;
  57     #[unwind]
  58     fn __rust_start_panic(data: usize, vtable: usize) -> u32;
  59 }
  60
  61 #[derive(Copy, Clone)]
  62 enum Hook {
  63     Default,
  64     Custom(*mut (Fn(&PanicInfo) + 'static + Sync + Send)),
  65 }
  66
  67 static HOOK_LOCK: RWLock = RWLock::new();
  68 static mut HOOK: Hook = Hook::Default;
  69
  70 /// Registers a custom panic hook, replacing any that was previously registered.
  71 ///
  72 /// The panic hook is invoked when a thread panics, but before the panic runtime
  73 /// is invoked. As such, the hook will run with both the aborting and unwinding
  74 /// runtimes. The default hook prints a message to standard error and generates
  75 /// a backtrace if requested, but this behavior can be customized with the
  76 /// `set_hook` and `take_hook` functions.
  77 ///
  78 /// The hook is provided with a `PanicInfo` struct which contains information
  79 /// about the origin of the panic, including the payload passed to `panic!` and
  80 /// the source code location from which the panic originated.
  81 ///
  82 /// The panic hook is a global resource.
  83 ///
  84 /// # Panics
  85 ///
  86 /// Panics if called from a panicking thread.
  87 ///
  88 /// # Examples
  89 ///
  90 /// The following will print "Custom panic hook":
  91 ///
  92 /// ```should_panic
  93 /// use std::panic;
  94 ///
  95 /// panic::set_hook(Box::new(|_| {
  96 ///     println!("Custom panic hook");
  97 /// }));
  98 ///
  99 /// panic!("Normal panic");
 100 /// ```
 101 #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 102 pub fn set_hook(hook: Box<Fn(&PanicInfo) + 'static + Sync + Send>) {
 103     if thread::panicking() {
 104         panic!("cannot modify the panic hook from a panicking thread");
 105     }
 106
 107     unsafe {
 108         HOOK_LOCK.write();
 109         let old_hook = HOOK;
 110         HOOK = Hook::Custom(Box::into_raw(hook));
 111         HOOK_LOCK.write_unlock();
 112
 113         if let Hook::Custom(ptr) = old_hook {
 114             Box::from_raw(ptr);
 115         }
 116     }
 117 }
 118
 119 /// Unregisters the current panic hook, returning it.
 120 ///
 121 /// If no custom hook is registered, the default hook will be returned.
 122 ///
 123 /// # Panics
 124 ///
 125 /// Panics if called from a panicking thread.
 126 ///
 127 /// # Examples
 128 ///
 129 /// The following will print "Normal panic":
 130 ///
 131 /// ```should_panic
 132 /// use std::panic;
 133 ///
 134 /// panic::set_hook(Box::new(|_| {
 135 ///     println!("Custom panic hook");
 136 /// }));
 137 ///
 138 /// let _ = panic::take_hook();
 139 ///
 140 /// panic!("Normal panic");
 141 /// ```
 142 #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 143 pub fn take_hook() -> Box<Fn(&PanicInfo) + 'static + Sync + Send> {
 144     if thread::panicking() {
 145         panic!("cannot modify the panic hook from a panicking thread");
 146     }
 147
 148     unsafe {
 149         HOOK_LOCK.write();
 150         let hook = HOOK;
 151         HOOK = Hook::Default;
 152         HOOK_LOCK.write_unlock();
 153
 154         match hook {
 155             Hook::Default => Box::new(default_hook),
 156             Hook::Custom(ptr) => Box::from_raw(ptr),
 157         }
 158     }
 159 }
 160
 161 /// A struct providing information about a panic.
 162 ///
 163 /// `PanicInfo` structure is passed to a panic hook set by the [`set_hook`]
 164 /// function.
 165 ///
 166 /// [`set_hook`]: ../../std/panic/fn.set_hook.html
 167 ///
 168 /// # Examples
 169 ///
 170 /// ```should_panic
 171 /// use std::panic;
 172 ///
 173 /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 174 ///     println!("panic occurred: {:?}", panic_info.payload().downcast_ref::<&str>().unwrap());
 175 /// }));
 176 ///
 177 /// panic!("Normal panic");
 178 /// ```
 179 #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 180 #[derive(Debug)]
 181 pub struct PanicInfo<'a> {
 182     payload: &'a (Any + Send),
 183     location: Location<'a>,
 184 }
 185
 186 impl<'a> PanicInfo<'a> {
 187     /// Returns the payload associated with the panic.
 188     ///
 189     /// This will commonly, but not always, be a `&'static str` or [`String`].
 190     ///
 191     /// [`String`]: ../../std/string/struct.String.html
 192     ///
 193     /// # Examples
 194     ///
 195     /// ```should_panic
 196     /// use std::panic;
 197     ///
 198     /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 199     ///     println!("panic occurred: {:?}", panic_info.payload().downcast_ref::<&str>().unwrap());
 200     /// }));
 201     ///
 202     /// panic!("Normal panic");
 203     /// ```
 204     #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 205     pub fn payload(&self) -> &(Any + Send) {
 206         self.payload
 207     }
 208
 209     /// Returns information about the location from which the panic originated,
 210     /// if available.
 211     ///
 212     /// This method will currently always return [`Some`], but this may change
 213     /// in future versions.
 214     ///
 215     /// [`Some`]: ../../std/option/enum.Option.html#variant.Some
 216     ///
 217     /// # Examples
 218     ///
 219     /// ```should_panic
 220     /// use std::panic;
 221     ///
 222     /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 223     ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 224     ///         println!("panic occurred in file '{}' at line {}", location.file(),
 225     ///             location.line());
 226     ///     } else {
 227     ///         println!("panic occurred but can't get location information...");
 228     ///     }
 229     /// }));
 230     ///
 231     /// panic!("Normal panic");
 232     /// ```
 233     #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 234     pub fn location(&self) -> Option<&Location> {
 235         Some(&self.location)
 236     }
 237 }
 238
 239 /// A struct containing information about the location of a panic.
 240 ///
 241 /// This structure is created by the [`location`] method of [`PanicInfo`].
 242 ///
 243 /// [`location`]: ../../std/panic/struct.PanicInfo.html#method.location
 244 /// [`PanicInfo`]: ../../std/panic/struct.PanicInfo.html
 245 ///
 246 /// # Examples
 247 ///
 248 /// ```should_panic
 249 /// use std::panic;
 250 ///
 251 /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 252 ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 253 ///         println!("panic occurred in file '{}' at line {}", location.file(), location.line());
 254 ///     } else {
 255 ///         println!("panic occurred but can't get location information...");
 256 ///     }
 257 /// }));
 258 ///
 259 /// panic!("Normal panic");
 260 /// ```
 261 #[derive(Debug)]
 262 #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 263 pub struct Location<'a> {
 264     file: &'a str,
 265     line: u32,
 266     col: u32,
 267 }
 268
 269 impl<'a> Location<'a> {
 270     /// Returns the name of the source file from which the panic originated.
 271     ///
 272     /// # Examples
 273     ///
 274     /// ```should_panic
 275     /// use std::panic;
 276     ///
 277     /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 278     ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 279     ///         println!("panic occurred in file '{}'", location.file());
 280     ///     } else {
 281     ///         println!("panic occurred but can't get location information...");
 282     ///     }
 283     /// }));
 284     ///
 285     /// panic!("Normal panic");
 286     /// ```
 287     #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 288     pub fn file(&self) -> &str {
 289         self.file
 290     }
 291
 292     /// Returns the line number from which the panic originated.
 293     ///
 294     /// # Examples
 295     ///
 296     /// ```should_panic
 297     /// use std::panic;
 298     ///
 299     /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 300     ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 301     ///         println!("panic occurred at line {}", location.line());
 302     ///     } else {
 303     ///         println!("panic occurred but can't get location information...");
 304     ///     }
 305     /// }));
 306     ///
 307     /// panic!("Normal panic");
 308     /// ```
 309     #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 310     pub fn line(&self) -> u32 {
 311         self.line
 312     }
 313
 314     /// Returns the column from which the panic originated.
 315     ///
 316     /// # Examples
 317     ///
 318     /// ```should_panic
 319     /// #![feature(panic_col)]
 320     /// use std::panic;
 321     ///
 322     /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 323     ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 324     ///         println!("panic occurred at column {}", location.column());
 325     ///     } else {
 326     ///         println!("panic occurred but can't get location information...");
 327     ///     }
 328     /// }));
 329     ///
 330     /// panic!("Normal panic");
 331     /// ```
 332     #[unstable(feature = "panic_col", reason = "recently added", issue = "42939")]
 333     pub fn column(&self) -> u32 {
 334         self.col
 335     }
 336 }
 337
 338 fn default_hook(info: &PanicInfo) {
 339     #[cfg(feature = "backtrace")]
 340     use sys_common::backtrace;
 341
 342     // If this is a double panic, make sure that we print a backtrace
 343     // for this panic. Otherwise only print it if logging is enabled.
 344     #[cfg(feature = "backtrace")]
 345     let log_backtrace = {
 346         let panics = update_panic_count(0);
 347
 348         if panics >= 2 {
 349             Some(backtrace::PrintFormat::Full)
 350         } else {
 351             backtrace::log_enabled()
 352         }
 353     };
 354
 355     let file = info.location.file;
 356     let line = info.location.line;
 357     let col = info.location.col;
 358
 359     let msg = match info.payload.downcast_ref::<&'static str>() {
 360         Some(s) => *s,
 361         None => match info.payload.downcast_ref::<String>() {
 362             Some(s) => &s[..],
 363             None => "Box<Any>",
 364         }
 365     };
 366     let mut err = Stderr::new().ok();
 367     let thread = thread_info::current_thread();
 368     let name = thread.as_ref().and_then(|t| t.name()).unwrap_or("<unnamed>");
 369
 370     let write = |err: &mut ::io::Write| {
 371         let _ = writeln!(err, "thread '{}' panicked at '{}', {}:{}:{}",
 372                          name, msg, file, line, col);
 373
 374         #[cfg(feature = "backtrace")]
 375         {
 376             use sync::atomic::{AtomicBool, Ordering};
 377
 378             static FIRST_PANIC: AtomicBool = AtomicBool::new(true);
 379
 380             if let Some(format) = log_backtrace {
 381                 let _ = backtrace::print(err, format);
 382             } else if FIRST_PANIC.compare_and_swap(true, false, Ordering::SeqCst) {
 383                 let _ = writeln!(err, "note: Run with `RUST_BACKTRACE=1` for a backtrace.");
 384             }
 385         }
 386     };
 387
 388     let prev = LOCAL_STDERR.with(|s| s.borrow_mut().take());
 389     match (prev, err.as_mut()) {
 390         (Some(mut stderr), _) => {
 391             write(&mut *stderr);
 392             let mut s = Some(stderr);
 393             LOCAL_STDERR.with(|slot| {
 394                 *slot.borrow_mut() = s.take();
 395             });
 396         }
 397         (None, Some(ref mut err)) => { write(err) }
 398         _ => {}
 399     }
 400 }
 401
 402
 403 #[cfg(not(test))]
 404 #[doc(hidden)]
 405 #[unstable(feature = "update_panic_count", issue = "0")]
 406 pub fn update_panic_count(amt: isize) -> usize {
 407     use cell::Cell;
 408     thread_local! { static PANIC_COUNT: Cell<usize> = Cell::new(0) }
 409
 410     PANIC_COUNT.with(|c| {
 411         let next = (c.get() as isize + amt) as usize;
 412         c.set(next);
 413         return next
 414     })
 415 }
 416
 417 #[cfg(test)]
 418 pub use realstd::rt::update_panic_count;
 419
 420 /// Invoke a closure, capturing the cause of an unwinding panic if one occurs.
 421 pub unsafe fn try<R, F: FnOnce() -> R>(f: F) -> Result<R, Box<Any + Send>> {
 422     #[allow(unions_with_drop_fields)]
 423     union Data<F, R> {
 424         f: F,
 425         r: R,
 426     }
 427
 428     // We do some sketchy operations with ownership here for the sake of
 429     // performance. We can only  pass pointers down to
 430     // `__rust_maybe_catch_panic` (can't pass objects by value), so we do all
 431     // the ownership tracking here manually using a union.
 432     //
 433     // We go through a transition where:
 434     //
 435     // * First, we set the data to be the closure that we're going to call.
 436     // * When we make the function call, the `do_call` function below, we take
 437     //   ownership of the function pointer. At this point the `Data` union is
 438     //   entirely uninitialized.
 439     // * If the closure successfully returns, we write the return value into the
 440     //   data's return slot. Note that `ptr::write` is used as it's overwriting
 441     //   uninitialized data.
 442     // * Finally, when we come back out of the `__rust_maybe_catch_panic` we're
 443     //   in one of two states:
 444     //
 445     //      1. The closure didn't panic, in which case the return value was
 446     //         filled in. We move it out of `data` and return it.
 447     //      2. The closure panicked, in which case the return value wasn't
 448     //         filled in. In this case the entire `data` union is invalid, so
 449     //         there is no need to drop anything.
 450     //
 451     // Once we stack all that together we should have the "most efficient'
 452     // method of calling a catch panic whilst juggling ownership.
 453     let mut any_data = 0;
 454     let mut any_vtable = 0;
 455     let mut data = Data {
 456         f,
 457     };
 458
 459     let r = __rust_maybe_catch_panic(do_call::<F, R>,
 460                                      &mut data as *mut _ as *mut u8,
 461                                      &mut any_data,
 462                                      &mut any_vtable);
 463
 464     return if r == 0 {
 465         debug_assert!(update_panic_count(0) == 0);
 466         Ok(data.r)
 467     } else {
 468         update_panic_count(-1);
 469         debug_assert!(update_panic_count(0) == 0);
 470         Err(mem::transmute(raw::TraitObject {
 471             data: any_data as *mut _,
 472             vtable: any_vtable as *mut _,
 473         }))
 474     };
 475
 476     fn do_call<F: FnOnce() -> R, R>(data: *mut u8) {
 477         unsafe {
 478             let data = data as *mut Data<F, R>;
 479             let f = ptr::read(&mut (*data).f);
 480             ptr::write(&mut (*data).r, f());
 481         }
 482     }
 483 }
 484
 485 /// Determines whether the current thread is unwinding because of panic.
 486 pub fn panicking() -> bool {
 487     update_panic_count(0) != 0
 488 }
 489
 490 /// Entry point of panic from the libcore crate.
 491 #[cfg(not(test))]
 492 #[lang = "panic_fmt"]
 493 #[unwind]
 494 pub extern fn rust_begin_panic(msg: fmt::Arguments,
 495                                file: &'static str,
 496                                line: u32,
 497                                col: u32) -> ! {
 498     begin_panic_fmt(&msg, &(file, line, col))
 499 }
 500
 501 /// The entry point for panicking with a formatted message.
 502 ///
 503 /// This is designed to reduce the amount of code required at the call
 504 /// site as much as possible (so that `panic!()` has as low an impact
 505 /// on (e.g.) the inlining of other functions as possible), by moving
 506 /// the actual formatting into this shared place.
 507 #[unstable(feature = "libstd_sys_internals",
 508            reason = "used by the panic! macro",
 509            issue = "0")]
 510 #[inline(never)] #[cold]
 511 pub fn begin_panic_fmt(msg: &fmt::Arguments,
 512                        file_line_col: &(&'static str, u32, u32)) -> ! {
 513     use fmt::Write;
 514
 515     // We do two allocations here, unfortunately. But (a) they're
 516     // required with the current scheme, and (b) we don't handle
 517     // panic + OOM properly anyway (see comment in begin_panic
 518     // below).
 519
 520     let mut s = String::new();
 521     let _ = s.write_fmt(*msg);
 522     begin_panic(s, file_line_col)
 523 }
 524
 525 /// This is the entry point of panicking for panic!() and assert!().
 526 #[unstable(feature = "libstd_sys_internals",
 527            reason = "used by the panic! macro",
 528            issue = "0")]
 529 #[inline(never)] #[cold] // avoid code bloat at the call sites as much as possible
 530 pub fn begin_panic<M: Any + Send>(msg: M, file_line_col: &(&'static str, u32, u32)) -> ! {
 531     // Note that this should be the only allocation performed in this code path.
 532     // Currently this means that panic!() on OOM will invoke this code path,
 533     // but then again we're not really ready for panic on OOM anyway. If
 534     // we do start doing this, then we should propagate this allocation to
 535     // be performed in the parent of this thread instead of the thread that's
 536     // panicking.
 537
 538     rust_panic_with_hook(Box::new(msg), file_line_col)
 539 }
 540
 541 /// Executes the primary logic for a panic, including checking for recursive
 542 /// panics and panic hooks.
 543 ///
 544 /// This is the entry point or panics from libcore, formatted panics, and
 545 /// `Box<Any>` panics. Here we'll verify that we're not panicking recursively,
 546 /// run panic hooks, and then delegate to the actual implementation of panics.
 547 #[inline(never)]
 548 #[cold]
 549 fn rust_panic_with_hook(msg: Box<Any + Send>,
 550                         file_line_col: &(&'static str, u32, u32)) -> ! {
 551     let (file, line, col) = *file_line_col;
 552
 553     let panics = update_panic_count(1);
 554
 555     // If this is the third nested call (e.g. panics == 2, this is 0-indexed),
 556     // the panic hook probably triggered the last panic, otherwise the
 557     // double-panic check would have aborted the process. In this case abort the
 558     // process real quickly as we don't want to try calling it again as it'll
 559     // probably just panic again.
 560     if panics > 2 {
 561         util::dumb_print(format_args!("thread panicked while processing \
 562                                        panic. aborting.\n"));
 563         unsafe { intrinsics::abort() }
 564     }
 565
 566     unsafe {
 567         let info = PanicInfo {
 568             payload: &*msg,
 569             location: Location {
 570                 file,
 571                 line,
 572                 col,
 573             },
 574         };
 575         HOOK_LOCK.read();
 576         match HOOK {
 577             Hook::Default => default_hook(&info),
 578             Hook::Custom(ptr) => (*ptr)(&info),
 579         }
 580         HOOK_LOCK.read_unlock();
 581     }
 582
 583     if panics > 1 {
 584         // If a thread panics while it's already unwinding then we
 585         // have limited options. Currently our preference is to
 586         // just abort. In the future we may consider resuming
 587         // unwinding or otherwise exiting the thread cleanly.
 588         util::dumb_print(format_args!("thread panicked while panicking. \
 589                                        aborting.\n"));
 590         unsafe { intrinsics::abort() }
 591     }
 592
 593     rust_panic(msg)
 594 }
 595
 596 /// Shim around rust_panic. Called by resume_unwind.
 597 pub fn update_count_then_panic(msg: Box<Any + Send>) -> ! {
 598     update_panic_count(1);
 599     rust_panic(msg)
 600 }
 601
 602 /// A private no-mangle function on which to slap yer breakpoints.
 603 #[no_mangle]
 604 #[allow(private_no_mangle_fns)] // yes we get it, but we like breakpoints
 605 pub fn rust_panic(msg: Box<Any + Send>) -> ! {
 606     let code = unsafe {
 607         let obj = mem::transmute::<_, raw::TraitObject>(msg);
 608         __rust_start_panic(obj.data as usize, obj.vtable as usize)
 609     };
 610     rtabort!("failed to initiate panic, error {}", code)
 611 }