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