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 occured: {:?}", 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 occured: {:?}", 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 occured in file '{}' at line {}", location.file(), location.line());
 225     ///     } else {
 226     ///         println!("panic occured but can't get location information...");
 227     ///     }
 228     /// }));
 229     ///
 230     /// panic!("Normal panic");
 231     /// ```
 232     #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 233     pub fn location(&self) -> Option<&Location> {
 234         Some(&self.location)
 235     }
 236 }
 237
 238 /// A struct containing information about the location of a panic.
 239 ///
 240 /// This structure is created by the [`location()`] method of [`PanicInfo`].
 241 ///
 242 /// [`location()`]: ../../std/panic/struct.PanicInfo.html#method.location
 243 /// [`PanicInfo`]: ../../std/panic/struct.PanicInfo.html
 244 ///
 245 /// # Examples
 246 ///
 247 /// ```should_panic
 248 /// use std::panic;
 249 ///
 250 /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 251 ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 252 ///         println!("panic occured in file '{}' at line {}", location.file(), location.line());
 253 ///     } else {
 254 ///         println!("panic occured but can't get location information...");
 255 ///     }
 256 /// }));
 257 ///
 258 /// panic!("Normal panic");
 259 /// ```
 260 #[derive(Debug)]
 261 #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 262 pub struct Location<'a> {
 263     file: &'a str,
 264     line: u32,
 265 }
 266
 267 impl<'a> Location<'a> {
 268     /// Returns the name of the source file from which the panic originated.
 269     ///
 270     /// # Examples
 271     ///
 272     /// ```should_panic
 273     /// use std::panic;
 274     ///
 275     /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 276     ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 277     ///         println!("panic occured in file '{}'", location.file());
 278     ///     } else {
 279     ///         println!("panic occured but can't get location information...");
 280     ///     }
 281     /// }));
 282     ///
 283     /// panic!("Normal panic");
 284     /// ```
 285     #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 286     pub fn file(&self) -> &str {
 287         self.file
 288     }
 289
 290     /// Returns the line number from which the panic originated.
 291     ///
 292     /// # Examples
 293     ///
 294     /// ```should_panic
 295     /// use std::panic;
 296     ///
 297     /// panic::set_hook(Box::new(|panic_info| {
 298     ///     if let Some(location) = panic_info.location() {
 299     ///         println!("panic occured at line {}", location.line());
 300     ///     } else {
 301     ///         println!("panic occured but can't get location information...");
 302     ///     }
 303     /// }));
 304     ///
 305     /// panic!("Normal panic");
 306     /// ```
 307     #[stable(feature = "panic_hooks", since = "1.10.0")]
 308     pub fn line(&self) -> u32 {
 309         self.line
 310     }
 311 }
 312
 313 fn default_hook(info: &PanicInfo) {
 314     #[cfg(any(not(cargobuild), feature = "backtrace"))]
 315     use sys_common::backtrace;
 316
 317     // If this is a double panic, make sure that we print a backtrace
 318     // for this panic. Otherwise only print it if logging is enabled.
 319     #[cfg(any(not(cargobuild), feature = "backtrace"))]
 320     let log_backtrace = {
 321         let panics = update_panic_count(0);
 322
 323         panics >= 2 || backtrace::log_enabled()
 324     };
 325
 326     let file = info.location.file;
 327     let line = info.location.line;
 328
 329     let msg = match info.payload.downcast_ref::<&'static str>() {
 330         Some(s) => *s,
 331         None => match info.payload.downcast_ref::<String>() {
 332             Some(s) => &s[..],
 333             None => "Box<Any>",
 334         }
 335     };
 336     let mut err = Stderr::new().ok();
 337     let thread = thread_info::current_thread();
 338     let name = thread.as_ref().and_then(|t| t.name()).unwrap_or("<unnamed>");
 339
 340     let write = |err: &mut ::io::Write| {
 341         let _ = writeln!(err, "thread '{}' panicked at '{}', {}:{}",
 342                          name, msg, file, line);
 343
 344         #[cfg(any(not(cargobuild), feature = "backtrace"))]
 345         {
 346             use sync::atomic::{AtomicBool, Ordering};
 347
 348             static FIRST_PANIC: AtomicBool = AtomicBool::new(true);
 349
 350             if log_backtrace {
 351                 let _ = backtrace::write(err);
 352             } else if FIRST_PANIC.compare_and_swap(true, false, Ordering::SeqCst) {
 353                 let _ = writeln!(err, "note: Run with `RUST_BACKTRACE=1` for a backtrace.");
 354             }
 355         }
 356     };
 357
 358     let prev = LOCAL_STDERR.with(|s| s.borrow_mut().take());
 359     match (prev, err.as_mut()) {
 360         (Some(mut stderr), _) => {
 361             write(&mut *stderr);
 362             let mut s = Some(stderr);
 363             LOCAL_STDERR.with(|slot| {
 364                 *slot.borrow_mut() = s.take();
 365             });
 366         }
 367         (None, Some(ref mut err)) => { write(err) }
 368         _ => {}
 369     }
 370 }
 371
 372
 373 #[cfg(not(test))]
 374 #[doc(hidden)]
 375 #[unstable(feature = "update_panic_count", issue = "0")]
 376 pub fn update_panic_count(amt: isize) -> usize {
 377     use cell::Cell;
 378     thread_local! { static PANIC_COUNT: Cell<usize> = Cell::new(0) }
 379
 380     PANIC_COUNT.with(|c| {
 381         let next = (c.get() as isize + amt) as usize;
 382         c.set(next);
 383         return next
 384     })
 385 }
 386
 387 #[cfg(test)]
 388 pub use realstd::rt::update_panic_count;
 389
 390 /// Invoke a closure, capturing the cause of an unwinding panic if one occurs.
 391 pub unsafe fn try<R, F: FnOnce() -> R>(f: F) -> Result<R, Box<Any + Send>> {
 392     struct Data<F, R> {
 393         f: F,
 394         r: R,
 395     }
 396
 397     // We do some sketchy operations with ownership here for the sake of
 398     // performance. The `Data` structure is never actually fully valid, but
 399     // instead it always contains at least one uninitialized field. We can only
 400     // pass pointers down to `__rust_maybe_catch_panic` (can't pass objects by
 401     // value), so we do all the ownership tracking here manully.
 402     //
 403     // Note that this is all invalid if any of these functions unwind, but the
 404     // whole point of this function is to prevent that! As a result we go
 405     // through a transition where:
 406     //
 407     // * First, only the closure we're going to call is initialized. The return
 408     //   value is uninitialized.
 409     // * When we make the function call, the `do_call` function below, we take
 410     //   ownership of the function pointer, replacing it with uninitialized
 411     //   data. At this point the `Data` structure is entirely uninitialized, but
 412     //   it won't drop due to an unwind because it's owned on the other side of
 413     //   the catch panic.
 414     // * If the closure successfully returns, we write the return value into the
 415     //   data's return slot. Note that `ptr::write` is used as it's overwriting
 416     //   uninitialized data.
 417     // * Finally, when we come back out of the `__rust_maybe_catch_panic` we're
 418     //   in one of two states:
 419     //
 420     //      1. The closure didn't panic, in which case the return value was
 421     //         filled in. We have to be careful to `forget` the closure,
 422     //         however, as ownership was passed to the `do_call` function.
 423     //      2. The closure panicked, in which case the return value wasn't
 424     //         filled in. In this case the entire `data` structure is invalid,
 425     //         so we forget the entire thing.
 426     //
 427     // Once we stack all that together we should have the "most efficient'
 428     // method of calling a catch panic whilst juggling ownership.
 429     let mut any_data = 0;
 430     let mut any_vtable = 0;
 431     let mut data = Data {
 432         f: f,
 433         r: mem::uninitialized(),
 434     };
 435
 436     let r = __rust_maybe_catch_panic(do_call::<F, R>,
 437                                      &mut data as *mut _ as *mut u8,
 438                                      &mut any_data,
 439                                      &mut any_vtable);
 440
 441     return if r == 0 {
 442         let Data { f, r } = data;
 443         mem::forget(f);
 444         debug_assert!(update_panic_count(0) == 0);
 445         Ok(r)
 446     } else {
 447         mem::forget(data);
 448         update_panic_count(-1);
 449         debug_assert!(update_panic_count(0) == 0);
 450         Err(mem::transmute(raw::TraitObject {
 451             data: any_data as *mut _,
 452             vtable: any_vtable as *mut _,
 453         }))
 454     };
 455
 456     fn do_call<F: FnOnce() -> R, R>(data: *mut u8) {
 457         unsafe {
 458             let data = data as *mut Data<F, R>;
 459             let f = ptr::read(&mut (*data).f);
 460             ptr::write(&mut (*data).r, f());
 461         }
 462     }
 463 }
 464
 465 /// Determines whether the current thread is unwinding because of panic.
 466 pub fn panicking() -> bool {
 467     update_panic_count(0) != 0
 468 }
 469
 470 /// Entry point of panic from the libcore crate.
 471 #[cfg(not(test))]
 472 #[lang = "panic_fmt"]
 473 #[unwind]
 474 pub extern fn rust_begin_panic(msg: fmt::Arguments,
 475                                file: &'static str,
 476                                line: u32) -> ! {
 477     begin_panic_fmt(&msg, &(file, line))
 478 }
 479
 480 /// The entry point for panicking with a formatted message.
 481 ///
 482 /// This is designed to reduce the amount of code required at the call
 483 /// site as much as possible (so that `panic!()` has as low an impact
 484 /// on (e.g.) the inlining of other functions as possible), by moving
 485 /// the actual formatting into this shared place.
 486 #[unstable(feature = "libstd_sys_internals",
 487            reason = "used by the panic! macro",
 488            issue = "0")]
 489 #[inline(never)] #[cold]
 490 pub fn begin_panic_fmt(msg: &fmt::Arguments,
 491                        file_line: &(&'static str, u32)) -> ! {
 492     use fmt::Write;
 493
 494     // We do two allocations here, unfortunately. But (a) they're
 495     // required with the current scheme, and (b) we don't handle
 496     // panic + OOM properly anyway (see comment in begin_panic
 497     // below).
 498
 499     let mut s = String::new();
 500     let _ = s.write_fmt(*msg);
 501     begin_panic(s, file_line)
 502 }
 503
 504 /// This is the entry point of panicking for panic!() and assert!().
 505 #[unstable(feature = "libstd_sys_internals",
 506            reason = "used by the panic! macro",
 507            issue = "0")]
 508 #[inline(never)] #[cold] // avoid code bloat at the call sites as much as possible
 509 pub fn begin_panic<M: Any + Send>(msg: M, file_line: &(&'static str, u32)) -> ! {
 510     // Note that this should be the only allocation performed in this code path.
 511     // Currently this means that panic!() on OOM will invoke this code path,
 512     // but then again we're not really ready for panic on OOM anyway. If
 513     // we do start doing this, then we should propagate this allocation to
 514     // be performed in the parent of this thread instead of the thread that's
 515     // panicking.
 516
 517     rust_panic_with_hook(Box::new(msg), file_line)
 518 }
 519
 520 /// Executes the primary logic for a panic, including checking for recursive
 521 /// panics and panic hooks.
 522 ///
 523 /// This is the entry point or panics from libcore, formatted panics, and
 524 /// `Box<Any>` panics. Here we'll verify that we're not panicking recursively,
 525 /// run panic hooks, and then delegate to the actual implementation of panics.
 526 #[inline(never)]
 527 #[cold]
 528 fn rust_panic_with_hook(msg: Box<Any + Send>,
 529                         file_line: &(&'static str, u32)) -> ! {
 530     let (file, line) = *file_line;
 531
 532     let panics = update_panic_count(1);
 533
 534     // If this is the third nested call (e.g. panics == 2, this is 0-indexed),
 535     // the panic hook probably triggered the last panic, otherwise the
 536     // double-panic check would have aborted the process. In this case abort the
 537     // process real quickly as we don't want to try calling it again as it'll
 538     // probably just panic again.
 539     if panics > 2 {
 540         util::dumb_print(format_args!("thread panicked while processing \
 541                                        panic. aborting.\n"));
 542         unsafe { intrinsics::abort() }
 543     }
 544
 545     unsafe {
 546         let info = PanicInfo {
 547             payload: &*msg,
 548             location: Location {
 549                 file: file,
 550                 line: line,
 551             },
 552         };
 553         HOOK_LOCK.read();
 554         match HOOK {
 555             Hook::Default => default_hook(&info),
 556             Hook::Custom(ptr) => (*ptr)(&info),
 557         }
 558         HOOK_LOCK.read_unlock();
 559     }
 560
 561     if panics > 1 {
 562         // If a thread panics while it's already unwinding then we
 563         // have limited options. Currently our preference is to
 564         // just abort. In the future we may consider resuming
 565         // unwinding or otherwise exiting the thread cleanly.
 566         util::dumb_print(format_args!("thread panicked while panicking. \
 567                                        aborting.\n"));
 568         unsafe { intrinsics::abort() }
 569     }
 570
 571     rust_panic(msg)
 572 }
 573
 574 /// Shim around rust_panic. Called by resume_unwind.
 575 pub fn update_count_then_panic(msg: Box<Any + Send>) -> ! {
 576     update_panic_count(1);
 577     rust_panic(msg)
 578 }
 579
 580 /// A private no-mangle function on which to slap yer breakpoints.
 581 #[no_mangle]
 582 #[allow(private_no_mangle_fns)] // yes we get it, but we like breakpoints
 583 pub fn rust_panic(msg: Box<Any + Send>) -> ! {
 584     let code = unsafe {
 585         let obj = mem::transmute::<_, raw::TraitObject>(msg);
 586         __rust_start_panic(obj.data as usize, obj.vtable as usize)
 587     };
 588     rtabort!("failed to initiate panic, error {}", code)
 589 }