contrib/llvm/tools/lldb/source/Plugins/Process/Utility/UnwindLLDB.cpp

   1 //===-- UnwindLLDB.cpp -------------------------------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9
  10 #include "lldb/Core/Module.h"
  11 #include "lldb/Symbol/FuncUnwinders.h"
  12 #include "lldb/Symbol/Function.h"
  13 #include "lldb/Symbol/UnwindPlan.h"
  14 #include "lldb/Target/ABI.h"
  15 #include "lldb/Target/Process.h"
  16 #include "lldb/Target/RegisterContext.h"
  17 #include "lldb/Target/Target.h"
  18 #include "lldb/Target/Thread.h"
  19 #include "lldb/Utility/Log.h"
  20
  21 #include "RegisterContextLLDB.h"
  22 #include "UnwindLLDB.h"
  23
  24 using namespace lldb;
  25 using namespace lldb_private;
  26
  27 UnwindLLDB::UnwindLLDB(Thread &thread)
  28     : Unwind(thread), m_frames(), m_unwind_complete(false),
  29       m_user_supplied_trap_handler_functions() {
  30   ProcessSP process_sp(thread.GetProcess());
  31   if (process_sp) {
  32     Args args;
  33     process_sp->GetTarget().GetUserSpecifiedTrapHandlerNames(args);
  34     size_t count = args.GetArgumentCount();
  35     for (size_t i = 0; i < count; i++) {
  36       const char *func_name = args.GetArgumentAtIndex(i);
  37       m_user_supplied_trap_handler_functions.push_back(ConstString(func_name));
  38     }
  39   }
  40 }
  41
  42 uint32_t UnwindLLDB::DoGetFrameCount() {
  43   if (!m_unwind_complete) {
  44 //#define DEBUG_FRAME_SPEED 1
  45 #if DEBUG_FRAME_SPEED
  46 #define FRAME_COUNT 10000
  47     using namespace std::chrono;
  48     auto time_value = steady_clock::now();
  49 #endif
  50     if (!AddFirstFrame())
  51       return 0;
  52
  53     ProcessSP process_sp(m_thread.GetProcess());
  54     ABI *abi = process_sp ? process_sp->GetABI().get() : NULL;
  55
  56     while (AddOneMoreFrame(abi)) {
  57 #if DEBUG_FRAME_SPEED
  58       if ((m_frames.size() % FRAME_COUNT) == 0) {
  59         const auto now = steady_clock::now();
  60         const auto delta_t = now - time_value;
  61         printf("%u frames in %.9f ms (%g frames/sec)\n", FRAME_COUNT,
  62                duration<double, std::milli>(delta_t).count(),
  63                (float)FRAME_COUNT / duration<double>(delta_t).count());
  64         time_value = now;
  65       }
  66 #endif
  67     }
  68   }
  69   return m_frames.size();
  70 }
  71
  72 bool UnwindLLDB::AddFirstFrame() {
  73   if (m_frames.size() > 0)
  74     return true;
  75
  76   ProcessSP process_sp(m_thread.GetProcess());
  77   ABI *abi = process_sp ? process_sp->GetABI().get() : NULL;
  78
  79   // First, set up the 0th (initial) frame
  80   CursorSP first_cursor_sp(new Cursor());
  81   RegisterContextLLDBSP reg_ctx_sp(new RegisterContextLLDB(
  82       m_thread, RegisterContextLLDBSP(), first_cursor_sp->sctx, 0, *this));
  83   if (reg_ctx_sp.get() == NULL)
  84     goto unwind_done;
  85
  86   if (!reg_ctx_sp->IsValid())
  87     goto unwind_done;
  88
  89   if (!reg_ctx_sp->GetCFA(first_cursor_sp->cfa))
  90     goto unwind_done;
  91
  92   if (!reg_ctx_sp->ReadPC(first_cursor_sp->start_pc))
  93     goto unwind_done;
  94
  95   // Everything checks out, so release the auto pointer value and let the
  96   // cursor own it in its shared pointer
  97   first_cursor_sp->reg_ctx_lldb_sp = reg_ctx_sp;
  98   m_frames.push_back(first_cursor_sp);
  99
 100   // Update the Full Unwind Plan for this frame if not valid
 101   UpdateUnwindPlanForFirstFrameIfInvalid(abi);
 102
 103   return true;
 104
 105 unwind_done:
 106   Log *log(GetLogIfAllCategoriesSet(LIBLLDB_LOG_UNWIND));
 107   if (log) {
 108     log->Printf("th%d Unwind of this thread is complete.",
 109                 m_thread.GetIndexID());
 110   }
 111   m_unwind_complete = true;
 112   return false;
 113 }
 114
 115 UnwindLLDB::CursorSP UnwindLLDB::GetOneMoreFrame(ABI *abi) {
 116   assert(m_frames.size() != 0 &&
 117          "Get one more frame called with empty frame list");
 118
 119   // If we've already gotten to the end of the stack, don't bother to try
 120   // again...
 121   if (m_unwind_complete)
 122     return nullptr;
 123
 124   Log *log(GetLogIfAllCategoriesSet(LIBLLDB_LOG_UNWIND));
 125
 126   CursorSP prev_frame = m_frames.back();
 127   uint32_t cur_idx = m_frames.size();
 128
 129   CursorSP cursor_sp(new Cursor());
 130   RegisterContextLLDBSP reg_ctx_sp(new RegisterContextLLDB(
 131       m_thread, prev_frame->reg_ctx_lldb_sp, cursor_sp->sctx, cur_idx, *this));
 132
 133   // We want to detect an unwind that cycles erroneously and stop backtracing.
 134   // Don't want this maximum unwind limit to be too low -- if you have a
 135   // backtrace with an "infinitely recursing" bug, it will crash when the stack
 136   // blows out and the first 35,000 frames are uninteresting - it's the top
 137   // most 5 frames that you actually care about.  So you can't just cap the
 138   // unwind at 10,000 or something. Realistically anything over around 200,000
 139   // is going to blow out the stack space. If we're still unwinding at that
 140   // point, we're probably never going to finish.
 141   if (cur_idx > 300000) {
 142     if (log)
 143       log->Printf("%*sFrame %d unwound too many frames, assuming unwind has "
 144                   "gone astray, stopping.",
 145                   cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 146     return nullptr;
 147   }
 148
 149   if (reg_ctx_sp.get() == NULL) {
 150     // If the RegisterContextLLDB has a fallback UnwindPlan, it will switch to
 151     // that and return true.  Subsequent calls to TryFallbackUnwindPlan() will
 152     // return false.
 153     if (prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->TryFallbackUnwindPlan()) {
 154       // TryFallbackUnwindPlan for prev_frame succeeded and updated
 155       // reg_ctx_lldb_sp field of prev_frame. However, cfa field of prev_frame
 156       // still needs to be updated. Hence updating it.
 157       if (!(prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->GetCFA(prev_frame->cfa)))
 158         return nullptr;
 159
 160       return GetOneMoreFrame(abi);
 161     }
 162
 163     if (log)
 164       log->Printf("%*sFrame %d did not get a RegisterContext, stopping.",
 165                   cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 166     return nullptr;
 167   }
 168
 169   if (!reg_ctx_sp->IsValid()) {
 170     // We failed to get a valid RegisterContext. See if the regctx below this
 171     // on the stack has a fallback unwind plan it can use. Subsequent calls to
 172     // TryFallbackUnwindPlan() will return false.
 173     if (prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->TryFallbackUnwindPlan()) {
 174       // TryFallbackUnwindPlan for prev_frame succeeded and updated
 175       // reg_ctx_lldb_sp field of prev_frame. However, cfa field of prev_frame
 176       // still needs to be updated. Hence updating it.
 177       if (!(prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->GetCFA(prev_frame->cfa)))
 178         return nullptr;
 179
 180       return GetOneMoreFrame(abi);
 181     }
 182
 183     if (log)
 184       log->Printf("%*sFrame %d invalid RegisterContext for this frame, "
 185                   "stopping stack walk",
 186                   cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 187     return nullptr;
 188   }
 189   if (!reg_ctx_sp->GetCFA(cursor_sp->cfa)) {
 190     // If the RegisterContextLLDB has a fallback UnwindPlan, it will switch to
 191     // that and return true.  Subsequent calls to TryFallbackUnwindPlan() will
 192     // return false.
 193     if (prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->TryFallbackUnwindPlan()) {
 194       // TryFallbackUnwindPlan for prev_frame succeeded and updated
 195       // reg_ctx_lldb_sp field of prev_frame. However, cfa field of prev_frame
 196       // still needs to be updated. Hence updating it.
 197       if (!(prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->GetCFA(prev_frame->cfa)))
 198         return nullptr;
 199
 200       return GetOneMoreFrame(abi);
 201     }
 202
 203     if (log)
 204       log->Printf(
 205           "%*sFrame %d did not get CFA for this frame, stopping stack walk",
 206           cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 207     return nullptr;
 208   }
 209   if (abi && !abi->CallFrameAddressIsValid(cursor_sp->cfa)) {
 210     // On Mac OS X, the _sigtramp asynchronous signal trampoline frame may not
 211     // have its (constructed) CFA aligned correctly -- don't do the abi
 212     // alignment check for these.
 213     if (reg_ctx_sp->IsTrapHandlerFrame() == false) {
 214       // See if we can find a fallback unwind plan for THIS frame.  It may be
 215       // that the UnwindPlan we're using for THIS frame was bad and gave us a
 216       // bad CFA. If that's not it, then see if we can change the UnwindPlan
 217       // for the frame below us ("NEXT") -- see if using that other UnwindPlan
 218       // gets us a better unwind state.
 219       if (reg_ctx_sp->TryFallbackUnwindPlan() == false ||
 220           reg_ctx_sp->GetCFA(cursor_sp->cfa) == false ||
 221           abi->CallFrameAddressIsValid(cursor_sp->cfa) == false) {
 222         if (prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->TryFallbackUnwindPlan()) {
 223           // TryFallbackUnwindPlan for prev_frame succeeded and updated
 224           // reg_ctx_lldb_sp field of prev_frame. However, cfa field of
 225           // prev_frame still needs to be updated. Hence updating it.
 226           if (!(prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->GetCFA(prev_frame->cfa)))
 227             return nullptr;
 228
 229           return GetOneMoreFrame(abi);
 230         }
 231
 232         if (log)
 233           log->Printf("%*sFrame %d did not get a valid CFA for this frame, "
 234                       "stopping stack walk",
 235                       cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 236         return nullptr;
 237       } else {
 238         if (log)
 239           log->Printf("%*sFrame %d had a bad CFA value but we switched the "
 240                       "UnwindPlan being used and got one that looks more "
 241                       "realistic.",
 242                       cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 243       }
 244     }
 245   }
 246   if (!reg_ctx_sp->ReadPC(cursor_sp->start_pc)) {
 247     // If the RegisterContextLLDB has a fallback UnwindPlan, it will switch to
 248     // that and return true.  Subsequent calls to TryFallbackUnwindPlan() will
 249     // return false.
 250     if (prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->TryFallbackUnwindPlan()) {
 251       // TryFallbackUnwindPlan for prev_frame succeeded and updated
 252       // reg_ctx_lldb_sp field of prev_frame. However, cfa field of prev_frame
 253       // still needs to be updated. Hence updating it.
 254       if (!(prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->GetCFA(prev_frame->cfa)))
 255         return nullptr;
 256
 257       return GetOneMoreFrame(abi);
 258     }
 259
 260     if (log)
 261       log->Printf(
 262           "%*sFrame %d did not get PC for this frame, stopping stack walk",
 263           cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 264     return nullptr;
 265   }
 266   if (abi && !abi->CodeAddressIsValid(cursor_sp->start_pc)) {
 267     // If the RegisterContextLLDB has a fallback UnwindPlan, it will switch to
 268     // that and return true.  Subsequent calls to TryFallbackUnwindPlan() will
 269     // return false.
 270     if (prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->TryFallbackUnwindPlan()) {
 271       // TryFallbackUnwindPlan for prev_frame succeeded and updated
 272       // reg_ctx_lldb_sp field of prev_frame. However, cfa field of prev_frame
 273       // still needs to be updated. Hence updating it.
 274       if (!(prev_frame->reg_ctx_lldb_sp->GetCFA(prev_frame->cfa)))
 275         return nullptr;
 276
 277       return GetOneMoreFrame(abi);
 278     }
 279
 280     if (log)
 281       log->Printf("%*sFrame %d did not get a valid PC, stopping stack walk",
 282                   cur_idx < 100 ? cur_idx : 100, "", cur_idx);
 283     return nullptr;
 284   }
 285   // Infinite loop where the current cursor is the same as the previous one...
 286   if (prev_frame->start_pc == cursor_sp->start_pc &&
 287       prev_frame->cfa == cursor_sp->cfa) {
 288     if (log)
 289       log->Printf("th%d pc of this frame is the same as the previous frame and "
 290                   "CFAs for both frames are identical -- stopping unwind",
 291                   m_thread.GetIndexID());
 292     return nullptr;
 293   }
 294
 295   cursor_sp->reg_ctx_lldb_sp = reg_ctx_sp;
 296   return cursor_sp;
 297 }
 298
 299 void UnwindLLDB::UpdateUnwindPlanForFirstFrameIfInvalid(ABI *abi) {
 300   // This function is called for First Frame only.
 301   assert(m_frames.size() == 1 && "No. of cursor frames are not 1");
 302
 303   bool old_m_unwind_complete = m_unwind_complete;
 304   CursorSP old_m_candidate_frame = m_candidate_frame;
 305
 306   // Try to unwind 2 more frames using the Unwinder. It uses Full UnwindPlan
 307   // and if Full UnwindPlan fails, then uses FallBack UnwindPlan. Also update
 308   // the cfa of Frame 0 (if required).
 309   AddOneMoreFrame(abi);
 310
 311   // Remove all the frames added by above function as the purpose of using
 312   // above function was just to check whether Unwinder of Frame 0 works or not.
 313   for (uint32_t i = 1; i < m_frames.size(); i++)
 314     m_frames.pop_back();
 315
 316   // Restore status after calling AddOneMoreFrame
 317   m_unwind_complete = old_m_unwind_complete;
 318   m_candidate_frame = old_m_candidate_frame;
 319   return;
 320 }
 321
 322 bool UnwindLLDB::AddOneMoreFrame(ABI *abi) {
 323   Log *log(GetLogIfAllCategoriesSet(LIBLLDB_LOG_UNWIND));
 324
 325   // Frame zero is a little different
 326   if (m_frames.empty())
 327     return false;
 328
 329   // If we've already gotten to the end of the stack, don't bother to try
 330   // again...
 331   if (m_unwind_complete)
 332     return false;
 333
 334   CursorSP new_frame = m_candidate_frame;
 335   if (new_frame == nullptr)
 336     new_frame = GetOneMoreFrame(abi);
 337
 338   if (new_frame == nullptr) {
 339     if (log)
 340       log->Printf("th%d Unwind of this thread is complete.",
 341                   m_thread.GetIndexID());
 342     m_unwind_complete = true;
 343     return false;
 344   }
 345
 346   m_frames.push_back(new_frame);
 347
 348   // If we can get one more frame further then accept that we get back a
 349   // correct frame.
 350   m_candidate_frame = GetOneMoreFrame(abi);
 351   if (m_candidate_frame)
 352     return true;
 353
 354   // We can't go further from the frame returned by GetOneMore frame. Lets try
 355   // to get a different frame with using the fallback unwind plan.
 356   if (!m_frames[m_frames.size() - 2]
 357            ->reg_ctx_lldb_sp->TryFallbackUnwindPlan()) {
 358     // We don't have a valid fallback unwind plan. Accept the frame as it is.
 359     // This is a valid situation when we are at the bottom of the stack.
 360     return true;
 361   }
 362
 363   // Remove the possibly incorrect frame from the frame list and try to add a
 364   // different one with the newly selected fallback unwind plan.
 365   m_frames.pop_back();
 366   CursorSP new_frame_v2 = GetOneMoreFrame(abi);
 367   if (new_frame_v2 == nullptr) {
 368     // We haven't got a new frame from the fallback unwind plan. Accept the
 369     // frame from the original unwind plan. This is a valid situation when we
 370     // are at the bottom of the stack.
 371     m_frames.push_back(new_frame);
 372     return true;
 373   }
 374
 375   // Push the new frame to the list and try to continue from this frame. If we
 376   // can get a new frame then accept it as the correct one.
 377   m_frames.push_back(new_frame_v2);
 378   m_candidate_frame = GetOneMoreFrame(abi);
 379   if (m_candidate_frame) {
 380     // If control reached here then TryFallbackUnwindPlan had succeeded for
 381     // Cursor::m_frames[m_frames.size() - 2]. It also succeeded to Unwind next
 382     // 2 frames i.e. m_frames[m_frames.size() - 1] and a frame after that. For
 383     // Cursor::m_frames[m_frames.size() - 2], reg_ctx_lldb_sp field was already
 384     // updated during TryFallbackUnwindPlan call above. However, cfa field
 385     // still needs to be updated. Hence updating it here and then returning.
 386     if (!(m_frames[m_frames.size() - 2]->reg_ctx_lldb_sp->GetCFA(
 387             m_frames[m_frames.size() - 2]->cfa)))
 388       return false;
 389     return true;
 390   }
 391
 392   // The new frame hasn't helped in unwinding. Fall back to the original one as
 393   // the default unwind plan is usually more reliable then the fallback one.
 394   m_frames.pop_back();
 395   m_frames.push_back(new_frame);
 396   return true;
 397 }
 398
 399 bool UnwindLLDB::DoGetFrameInfoAtIndex(uint32_t idx, addr_t &cfa, addr_t &pc) {
 400   if (m_frames.size() == 0) {
 401     if (!AddFirstFrame())
 402       return false;
 403   }
 404
 405   ProcessSP process_sp(m_thread.GetProcess());
 406   ABI *abi = process_sp ? process_sp->GetABI().get() : NULL;
 407
 408   while (idx >= m_frames.size() && AddOneMoreFrame(abi))
 409     ;
 410
 411   if (idx < m_frames.size()) {
 412     cfa = m_frames[idx]->cfa;
 413     pc = m_frames[idx]->start_pc;
 414     return true;
 415   }
 416   return false;
 417 }
 418
 419 lldb::RegisterContextSP
 420 UnwindLLDB::DoCreateRegisterContextForFrame(StackFrame *frame) {
 421   lldb::RegisterContextSP reg_ctx_sp;
 422   uint32_t idx = frame->GetConcreteFrameIndex();
 423
 424   if (idx == 0) {
 425     return m_thread.GetRegisterContext();
 426   }
 427
 428   if (m_frames.size() == 0) {
 429     if (!AddFirstFrame())
 430       return reg_ctx_sp;
 431   }
 432
 433   ProcessSP process_sp(m_thread.GetProcess());
 434   ABI *abi = process_sp ? process_sp->GetABI().get() : NULL;
 435
 436   while (idx >= m_frames.size()) {
 437     if (!AddOneMoreFrame(abi))
 438       break;
 439   }
 440
 441   const uint32_t num_frames = m_frames.size();
 442   if (idx < num_frames) {
 443     Cursor *frame_cursor = m_frames[idx].get();
 444     reg_ctx_sp = frame_cursor->reg_ctx_lldb_sp;
 445   }
 446   return reg_ctx_sp;
 447 }
 448
 449 UnwindLLDB::RegisterContextLLDBSP
 450 UnwindLLDB::GetRegisterContextForFrameNum(uint32_t frame_num) {
 451   RegisterContextLLDBSP reg_ctx_sp;
 452   if (frame_num < m_frames.size())
 453     reg_ctx_sp = m_frames[frame_num]->reg_ctx_lldb_sp;
 454   return reg_ctx_sp;
 455 }
 456
 457 bool UnwindLLDB::SearchForSavedLocationForRegister(
 458     uint32_t lldb_regnum, lldb_private::UnwindLLDB::RegisterLocation &regloc,
 459     uint32_t starting_frame_num, bool pc_reg) {
 460   int64_t frame_num = starting_frame_num;
 461   if (static_cast<size_t>(frame_num) >= m_frames.size())
 462     return false;
 463
 464   // Never interrogate more than one level while looking for the saved pc
 465   // value. If the value isn't saved by frame_num, none of the frames lower on
 466   // the stack will have a useful value.
 467   if (pc_reg) {
 468     UnwindLLDB::RegisterSearchResult result;
 469     result = m_frames[frame_num]->reg_ctx_lldb_sp->SavedLocationForRegister(
 470         lldb_regnum, regloc);
 471     if (result == UnwindLLDB::RegisterSearchResult::eRegisterFound)
 472       return true;
 473     else
 474       return false;
 475   }
 476   while (frame_num >= 0) {
 477     UnwindLLDB::RegisterSearchResult result;
 478     result = m_frames[frame_num]->reg_ctx_lldb_sp->SavedLocationForRegister(
 479         lldb_regnum, regloc);
 480
 481     // We descended down to the live register context aka stack frame 0 and are
 482     // reading the value out of a live register.
 483     if (result == UnwindLLDB::RegisterSearchResult::eRegisterFound &&
 484         regloc.type ==
 485             UnwindLLDB::RegisterLocation::eRegisterInLiveRegisterContext) {
 486       return true;
 487     }
 488
 489     // If we have unwind instructions saying that register N is saved in
 490     // register M in the middle of the stack (and N can equal M here, meaning
 491     // the register was not used in this function), then change the register
 492     // number we're looking for to M and keep looking for a concrete  location
 493     // down the stack, or an actual value from a live RegisterContext at frame
 494     // 0.
 495     if (result == UnwindLLDB::RegisterSearchResult::eRegisterFound &&
 496         regloc.type == UnwindLLDB::RegisterLocation::eRegisterInRegister &&
 497         frame_num > 0) {
 498       result = UnwindLLDB::RegisterSearchResult::eRegisterNotFound;
 499       lldb_regnum = regloc.location.register_number;
 500     }
 501
 502     if (result == UnwindLLDB::RegisterSearchResult::eRegisterFound)
 503       return true;
 504     if (result == UnwindLLDB::RegisterSearchResult::eRegisterIsVolatile)
 505       return false;
 506     frame_num--;
 507   }
 508   return false;
 509 }