* linux-nat.c (linux_ops_saved): New.
[external/binutils.git] / gdb / linux-fork.c
1 /* GNU/Linux native-dependent code for debugging multiple forks.
2
3    Copyright (C) 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
4
5    This file is part of GDB.
6
7    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8    it under the terms of the GNU General Public License as published by
9    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10    (at your option) any later version.
11
12    This program is distributed in the hope that it will be useful,
13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15    GNU General Public License for more details.
16
17    You should have received a copy of the GNU General Public License
18    along with this program; if not, write to the Free Software
19    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20    Boston, MA 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "defs.h"
23 #include "inferior.h"
24 #include "regcache.h"
25 #include "gdbcmd.h"
26 #include "infcall.h"
27 #include "gdb_assert.h"
28 #include "gdb_string.h"
29 #include "linux-fork.h"
30 #include "linux-nat.h"
31
32 #include <sys/ptrace.h>
33 #include <sys/wait.h>
34 #include <sys/param.h>
35 #include <dirent.h>
36 #include <ctype.h>
37
38 struct fork_info *fork_list;
39 static int highest_fork_num;
40
41 /* Prevent warning from -Wmissing-prototypes.  */
42 extern void _initialize_linux_fork (void);
43
44 int detach_fork = 1;            /* Default behavior is to detach
45                                    newly forked processes (legacy).  */
46
47 /* Fork list data structure:  */
48 struct fork_info
49 {
50   struct fork_info *next;
51   ptid_t ptid;
52   int num;                      /* Convenient handle (GDB fork id) */
53   struct regcache *savedregs;   /* Convenient for info fork, saves 
54                                    having to actually switch contexts.  */
55   int clobber_regs;             /* True if we should restore saved regs.  */
56   ULONGEST pc;                  /* PC for info fork.  */
57   off_t *filepos;               /* Set of open file descriptors' offsets.  */
58   int maxfd;
59 };
60
61 /* Fork list methods:  */
62
63 extern int
64 forks_exist_p (void)
65 {
66   return (fork_list != NULL);
67 }
68
69 /* Add a fork to internal fork list.
70    Called from linux child_follow_fork.  */
71
72 extern struct fork_info *
73 add_fork (pid_t pid)
74 {
75   struct fork_info *fp;
76
77   if (fork_list == NULL && pid != PIDGET (inferior_ptid))
78     {
79       /* Special case -- if this is the first fork in the list
80          (the list is hitherto empty), and if this new fork is
81          NOT the current inferior_ptid, then add inferior_ptid
82          first, as a special zeroeth fork id.  */
83       highest_fork_num = -1;
84       add_fork (PIDGET (inferior_ptid));        /* safe recursion */
85     }
86
87   fp = XZALLOC (struct fork_info);
88   fp->ptid = ptid_build (pid, pid, 0);
89   fp->num = ++highest_fork_num;
90   fp->next = fork_list;
91   fork_list = fp;
92   return fp;
93 }
94
95 static void
96 free_fork (struct fork_info *fp)
97 {
98   /* Notes on step-resume breakpoints: since this is a concern for
99      threads, let's convince ourselves that it's not a concern for
100      forks.  There are two ways for a fork_info to be created.  First,
101      by the checkpoint command, in which case we're at a gdb prompt
102      and there can't be any step-resume breakpoint.  Second, by a fork
103      in the user program, in which case we *may* have stepped into the
104      fork call, but regardless of whether we follow the parent or the
105      child, we will return to the same place and the step-resume
106      breakpoint, if any, will take care of itself as usual.  And
107      unlike threads, we do not save a private copy of the step-resume
108      breakpoint -- so we're OK.  */
109
110   if (fp)
111     {
112       if (fp->savedregs)
113         regcache_xfree (fp->savedregs);
114       if (fp->filepos)
115         xfree (fp->filepos);
116       xfree (fp);
117     }
118 }
119
120 static void
121 delete_fork (ptid_t ptid)
122 {
123   struct fork_info *fp, *fpprev;
124
125   fpprev = NULL;
126
127   for (fp = fork_list; fp; fpprev = fp, fp = fp->next)
128     if (ptid_equal (fp->ptid, ptid))
129       break;
130
131   if (!fp)
132     return;
133
134   if (fpprev)
135     fpprev->next = fp->next;
136   else
137     fork_list = fp->next;
138
139   free_fork (fp);
140
141   /* Special case: if there is now only one process in the list, 
142      and if it is (hopefully!) the current inferior_ptid, then
143      remove it, leaving the list empty -- we're now down to the
144      default case of debugging a single process.  */
145   if (fork_list != NULL && fork_list->next == NULL &&
146       ptid_equal (fork_list->ptid, inferior_ptid))
147     {
148       /* Last fork -- delete from list and handle as solo process
149          (should be a safe recursion).  */
150       delete_fork (inferior_ptid);
151     }
152 }
153
154 /* Find a fork_info by matching PTID.  */
155 static struct fork_info *
156 find_fork_ptid (ptid_t ptid)
157 {
158   struct fork_info *fp;
159
160   for (fp = fork_list; fp; fp = fp->next)
161     if (ptid_equal (fp->ptid, ptid))
162       return fp;
163
164   return NULL;
165 }
166
167 /* Find a fork_info by matching ID.  */
168 static struct fork_info *
169 find_fork_id (int num)
170 {
171   struct fork_info *fp;
172
173   for (fp = fork_list; fp; fp = fp->next)
174     if (fp->num == num)
175       return fp;
176
177   return NULL;
178 }
179
180 /* Find a fork_info by matching pid.  */
181 extern struct fork_info *
182 find_fork_pid (pid_t pid)
183 {
184   struct fork_info *fp;
185
186   for (fp = fork_list; fp; fp = fp->next)
187     if (pid == ptid_get_pid (fp->ptid))
188       return fp;
189
190   return NULL;
191 }
192
193 static ptid_t
194 fork_id_to_ptid (int num)
195 {
196   struct fork_info *fork = find_fork_id (num);
197   if (fork)
198     return fork->ptid;
199   else
200     return pid_to_ptid (-1);
201 }
202
203 static void
204 init_fork_list (void)
205 {
206   struct fork_info *fp, *fpnext;
207
208   if (!fork_list)
209     return;
210
211   for (fp = fork_list; fp; fp = fpnext)
212     {
213       fpnext = fp->next;
214       free_fork (fp);
215     }
216
217   fork_list = NULL;
218 }
219
220 /* Fork list <-> gdb interface.  */
221
222 /* Utility function for fork_load/fork_save.  
223    Calls lseek in the (current) inferior process.  */
224
225 static off_t
226 call_lseek (int fd, off_t offset, int whence)
227 {
228   char exp[80];
229
230   snprintf (&exp[0], sizeof (exp), "lseek (%d, %ld, %d)",
231             fd, (long) offset, whence);
232   return (off_t) parse_and_eval_long (&exp[0]);
233 }
234
235 /* Load infrun state for the fork PTID.  */
236
237 static void
238 fork_load_infrun_state (struct fork_info *fp)
239 {
240   extern void nullify_last_target_wait_ptid ();
241   int i;
242
243   inferior_ptid = fp->ptid;
244
245   linux_nat_switch_fork (inferior_ptid);
246
247   if (fp->savedregs && fp->clobber_regs)
248     regcache_cpy (current_regcache, fp->savedregs);
249
250   registers_changed ();
251   reinit_frame_cache ();
252
253   /* We must select a new frame before making any inferior calls to
254      avoid warnings.  */
255   select_frame (get_current_frame ());
256
257   stop_pc = read_pc ();
258   nullify_last_target_wait_ptid ();
259
260   /* Now restore the file positions of open file descriptors.  */
261   if (fp->filepos)
262     {
263       for (i = 0; i <= fp->maxfd; i++)
264         if (fp->filepos[i] != (off_t) -1)
265           call_lseek (i, fp->filepos[i], SEEK_SET);
266       /* NOTE: I can get away with using SEEK_SET and SEEK_CUR because
267          this is native-only.  If it ever has to be cross, we'll have
268          to rethink this.  */
269     }
270 }
271
272 /* Save infrun state for the fork PTID.
273    Exported for use by linux child_follow_fork.  */
274
275 extern void
276 fork_save_infrun_state (struct fork_info *fp, int clobber_regs)
277 {
278   char path[MAXPATHLEN];
279   struct dirent *de;
280   DIR *d;
281
282   if (fp->savedregs)
283     regcache_xfree (fp->savedregs);
284
285   fp->savedregs = regcache_dup (current_regcache);
286   fp->clobber_regs = clobber_regs;
287   fp->pc = read_pc ();
288
289   if (clobber_regs)
290     {
291       /* Now save the 'state' (file position) of all open file descriptors.
292          Unfortunately fork does not take care of that for us...  */
293       snprintf (path, MAXPATHLEN, "/proc/%ld/fd", (long) PIDGET (fp->ptid));
294       if ((d = opendir (path)) != NULL)
295         {
296           long tmp;
297
298           fp->maxfd = 0;
299           while ((de = readdir (d)) != NULL)
300             {
301               /* Count open file descriptors (actually find highest
302                  numbered).  */
303               tmp = strtol (&de->d_name[0], NULL, 10);
304               if (fp->maxfd < tmp)
305                 fp->maxfd = tmp;
306             }
307           /* Allocate array of file positions.  */
308           fp->filepos = xrealloc (fp->filepos, 
309                                   (fp->maxfd + 1) * sizeof (*fp->filepos));
310
311           /* Initialize to -1 (invalid).  */
312           for (tmp = 0; tmp <= fp->maxfd; tmp++)
313             fp->filepos[tmp] = -1;
314
315           /* Now find actual file positions.  */
316           rewinddir (d);
317           while ((de = readdir (d)) != NULL)
318             if (isdigit (de->d_name[0]))
319               {
320                 tmp = strtol (&de->d_name[0], NULL, 10);
321                 fp->filepos[tmp] = call_lseek (tmp, 0, SEEK_CUR);
322               }
323           closedir (d);
324         }
325     }
326 }
327
328 /* Kill 'em all, let God sort 'em out...  */
329
330 extern void
331 linux_fork_killall (void)
332 {
333   /* Walk list and kill every pid.  No need to treat the
334      current inferior_ptid as special (we do not return a
335      status for it) -- however any process may be a child
336      or a parent, so may get a SIGCHLD from a previously
337      killed child.  Wait them all out.  */
338   struct fork_info *fp;
339   pid_t pid, ret;
340   int status;
341
342   for (fp = fork_list; fp; fp = fp->next)
343     {
344       pid = PIDGET (fp->ptid);
345       do {
346         ptrace (PT_KILL, pid, 0, 0);
347         ret = waitpid (pid, &status, 0);
348         /* We might get a SIGCHLD instead of an exit status.  This is
349          aggravated by the first kill above - a child has just
350          died.  MVS comment cut-and-pasted from linux-nat.  */
351       } while (ret == pid && WIFSTOPPED (status));
352     }
353   init_fork_list ();    /* Clear list, prepare to start fresh.  */
354 }
355
356 /* The current inferior_ptid has exited, but there are other viable
357    forks to debug.  Delete the exiting one and context-switch to the
358    first available.  */
359
360 extern void
361 linux_fork_mourn_inferior (void)
362 {
363   /* Wait just one more time to collect the inferior's exit status.
364      Do not check whether this succeeds though, since we may be
365      dealing with a process that we attached to.  Such a process will
366      only report its exit status to its original parent.  */
367   int status;
368
369   waitpid (ptid_get_pid (inferior_ptid), &status, 0);
370
371   /* OK, presumably inferior_ptid is the one who has exited.
372      We need to delete that one from the fork_list, and switch
373      to the next available fork.  */
374   delete_fork (inferior_ptid);
375
376   /* There should still be a fork - if there's only one left,
377      delete_fork won't remove it, because we haven't updated
378      inferior_ptid yet.  */
379   gdb_assert (fork_list);
380
381   fork_load_infrun_state (fork_list);
382   printf_filtered (_("[Switching to %s]\n"),
383                    target_pid_to_str (inferior_ptid));
384
385   /* If there's only one fork, switch back to non-fork mode.  */
386   if (fork_list->next == NULL)
387     delete_fork (inferior_ptid);
388 }
389
390 /* Fork list <-> user interface.  */
391
392 static void
393 delete_fork_command (char *args, int from_tty)
394 {
395   ptid_t ptid;
396
397   if (!args || !*args)
398     error (_("Requires argument (fork/checkpoint id to delete)"));
399
400   ptid = fork_id_to_ptid (parse_and_eval_long (args));
401   if (ptid_equal (ptid, minus_one_ptid))
402     error (_("No such fork/checkpoint id, %s"), args);
403
404   if (ptid_equal (ptid, inferior_ptid))
405     error (_("Please switch to another fork/checkpoint before deleting the current one"));
406
407   if (ptrace (PTRACE_KILL, PIDGET (ptid), 0, 0))
408     error (_("Unable to kill pid %s"), target_tid_to_str (ptid));
409
410   if (from_tty)
411     printf_filtered (_("Killed %s\n"), target_pid_to_str (ptid));
412
413   delete_fork (ptid);
414 }
415
416 static void
417 detach_fork_command (char *args, int from_tty)
418 {
419   ptid_t ptid;
420
421   if (!args || !*args)
422     error (_("Requires argument (fork id to detach)"));
423
424   ptid = fork_id_to_ptid (parse_and_eval_long (args));
425   if (ptid_equal (ptid, minus_one_ptid))
426     error (_("No such fork id, %s"), args);
427
428   if (ptid_equal (ptid, inferior_ptid))
429     error (_("Please switch to another fork before detaching the current one"));
430
431   if (ptrace (PTRACE_DETACH, PIDGET (ptid), 0, 0))
432     error (_("Unable to detach %s"), target_pid_to_str (ptid));
433
434   if (from_tty)
435     printf_filtered (_("Detached %s\n"), target_pid_to_str (ptid));
436
437   delete_fork (ptid);
438 }
439
440 /* Print information about currently known forks.  */
441
442 static void
443 info_forks_command (char *arg, int from_tty)
444 {
445   struct frame_info *cur_frame;
446   struct symtab_and_line sal;
447   struct symtab *cur_symtab;
448   struct fork_info *fp;
449   int cur_line;
450   ULONGEST pc;
451
452   for (fp = fork_list; fp; fp = fp->next)
453     {
454       if (ptid_equal (fp->ptid, inferior_ptid))
455         {
456           printf_filtered ("* ");
457           pc = read_pc ();
458         }
459       else
460         {
461           printf_filtered ("  ");
462           pc = fp->pc;
463         }
464       printf_filtered ("%d %s", fp->num, target_pid_to_str (fp->ptid));
465       if (fp->num == 0)
466         printf_filtered (_(" (main process)"));
467       printf_filtered (_(" at "));
468       deprecated_print_address_numeric (pc, 1, gdb_stdout);
469
470       sal = find_pc_line (pc, 0);
471       if (sal.symtab)
472         {
473           char *tmp = strrchr (sal.symtab->filename, '/');
474
475           if (tmp)
476             printf_filtered (_(", file %s"), tmp + 1);
477           else
478             printf_filtered (_(", file %s"), sal.symtab->filename);
479         }
480       if (sal.line)
481         printf_filtered (_(", line %d"), sal.line);
482       if (!sal.symtab && !sal.line)
483         {
484           struct minimal_symbol *msym;
485
486           msym = lookup_minimal_symbol_by_pc (pc);
487           if (msym)
488             printf_filtered (", <%s>", SYMBOL_LINKAGE_NAME (msym));
489         }
490
491       putchar_filtered ('\n');
492     }
493 }
494
495 /* Save/restore mode variable 'detach_fork':
496    We need to temporarily take over this mode variable, while
497    preserving the user-specified state, and make sure that it 
498    gets restored in case of error.
499
500    The int pointer that we use comes from the caller, so we can
501    be called more than once (even though currently we don't need to).  */
502
503 static void 
504 restore_detach_fork (void *arg)
505 {
506   detach_fork = *(int *) arg;
507 }
508
509 static struct cleanup *
510 save_detach_fork (int *saved_val)
511 {
512   *saved_val = detach_fork;
513   return make_cleanup (restore_detach_fork, (void *) saved_val);
514 }
515
516 static void
517 checkpoint_command (char *args, int from_tty)
518 {
519   struct target_waitstatus last_target_waitstatus;
520   ptid_t last_target_ptid;
521   struct value *fork_fn = NULL, *ret;
522   struct fork_info *fp;
523   pid_t retpid;
524   struct cleanup *old_chain;
525   long i;
526   /* Make this temp var static, 'cause it's used in the error context.  */
527   static int temp_detach_fork;
528
529   /* Make the inferior fork, record its (and gdb's) state.  */
530
531   if (lookup_minimal_symbol ("fork", NULL, NULL) != NULL)
532     fork_fn = find_function_in_inferior ("fork");
533   if (!fork_fn)
534     if (lookup_minimal_symbol ("_fork", NULL, NULL) != NULL)
535       fork_fn = find_function_in_inferior ("fork");
536   if (!fork_fn)
537     error (_("checkpoint: can't find fork function in inferior."));
538
539   ret = value_from_longest (builtin_type_int, 0);
540   old_chain = save_detach_fork (&temp_detach_fork);
541   detach_fork = 0;
542   ret = call_function_by_hand (fork_fn, 0, &ret);
543   do_cleanups (old_chain);
544   if (!ret)     /* Probably can't happen.  */
545     error (_("checkpoint: call_function_by_hand returned null."));
546
547   retpid = value_as_long (ret);
548   get_last_target_status (&last_target_ptid, &last_target_waitstatus);
549   if (from_tty)
550     {
551       int parent_pid;
552
553       printf_filtered (_("checkpoint: fork returned pid %ld.\n"), 
554                        (long) retpid);
555       if (info_verbose)
556         {
557           parent_pid = ptid_get_lwp (last_target_ptid);
558           if (parent_pid == 0)
559             parent_pid = ptid_get_pid (last_target_ptid);
560           printf_filtered (_("   gdb says parent = %ld.\n"), 
561                            (long) parent_pid);
562         }
563     }
564
565   fp = find_fork_pid (retpid);
566   if (!fp)
567     error (_("Failed to find new fork"));
568   fork_save_infrun_state (fp, 1);
569 }
570
571 static void
572 linux_fork_context (struct fork_info *newfp, int from_tty)
573 {
574   /* Now we attempt to switch processes.  */
575   struct fork_info *oldfp = find_fork_ptid (inferior_ptid);
576   ptid_t ptid;
577   int id, i;
578
579   if (!newfp)
580     error (_("No such fork/process"));
581
582   if (!oldfp)
583     oldfp = add_fork (ptid_get_pid (inferior_ptid));
584
585   fork_save_infrun_state (oldfp, 1);
586   fork_load_infrun_state (newfp);
587
588   printf_filtered (_("Switching to %s\n"), 
589                    target_pid_to_str (inferior_ptid));
590
591   print_stack_frame (get_selected_frame (NULL), 1, SRC_AND_LOC);
592 }
593
594 /* Switch inferior process (fork) context, by process id.  */
595 static void
596 process_command (char *args, int from_tty)
597 {
598   struct fork_info *fp;
599
600   if (!args || !*args)
601     error (_("Requires argument (process id to switch to)"));
602
603   if ((fp = find_fork_pid (parse_and_eval_long (args))) == NULL)
604     error (_("Not found: process id %s"), args);
605
606   linux_fork_context (fp, from_tty);
607 }
608
609 /* Switch inferior process (fork) context, by fork id.  */
610 static void
611 fork_command (char *args, int from_tty)
612 {
613   struct fork_info *fp;
614
615   if (!args || !*args)
616     error (_("Requires argument (fork id to switch to)"));
617
618   if ((fp = find_fork_id (parse_and_eval_long (args))) == NULL)
619     error (_("Not found: fork id %s"), args);
620
621   linux_fork_context (fp, from_tty);
622 }
623
624 /* Switch inferior process (fork) context, by checkpoint id.  */
625 static void
626 restart_command (char *args, int from_tty)
627 {
628   struct fork_info *fp;
629
630   if (!args || !*args)
631     error (_("Requires argument (checkpoint id to restart)"));
632
633   if ((fp = find_fork_id (parse_and_eval_long (args))) == NULL)
634     error (_("Not found: checkpoint id %s"), args);
635
636   linux_fork_context (fp, from_tty);
637 }
638
639 void
640 _initialize_linux_fork (void)
641 {
642   init_fork_list ();
643
644   /* Set/show detach-on-fork: user-settable mode.  */
645
646   add_setshow_boolean_cmd ("detach-on-fork", class_obscure, &detach_fork, _("\
647 Set whether gdb will detach the child of a fork."), _("\
648 Show whether gdb will detach the child of a fork."), _("\
649 Tells gdb whether to detach the child of a fork."), 
650                            NULL, NULL, &setlist, &showlist);
651
652   /* Set/show restart-auto-finish: user-settable count.  Causes the
653      first "restart" of a fork to do some number of "finish" commands
654      before returning to user.
655
656      Useful because otherwise the virgin fork process will be stopped
657      somewhere in the un-interesting fork system call.  */
658
659   /* Checkpoint command: create a fork of the inferior process
660      and set it aside for later debugging.  */
661
662   add_com ("checkpoint", class_obscure, checkpoint_command, _("\
663 Fork a duplicate process (experimental)."));
664
665   /* Restart command: restore the context of a specified fork
666      process.  May be used for "program forks" as well as for
667      "debugger forks" (checkpoints).  */
668
669   add_com ("restart", class_obscure, restart_command, _("\
670 restart <n>: restore program context from a checkpoint.\n\
671 Argument 'n' is checkpoint ID, as displayed by 'info checkpoints'."));
672
673   /* Delete-checkpoint command: kill the process and remove it from
674      fork list.  */
675
676   add_com ("delete-checkpoint", class_obscure, delete_fork_command, _("\
677 Delete a fork/checkpoint (experimental)."));
678
679   /* Detach-checkpoint command: release the process to run independantly, 
680      and remove it from the fork list.  */
681
682   add_com ("detach-checkpoint", class_obscure, detach_fork_command, _("\
683 Detach from a fork/checkpoint (experimental)."));
684
685   /* Info checkpoints command: list all forks/checkpoints 
686      currently under gdb's control.  */
687
688   add_info ("checkpoints", info_forks_command,
689             _("IDs of currently known forks/checkpoints."));
690
691   /* Command aliases (let "fork" and "checkpoint" be used 
692      interchangeably).  */
693
694   add_com_alias ("delete-fork", "delete-checkpoint", class_obscure, 1);
695   add_com_alias ("detach-fork", "detach-checkpoint", class_obscure, 1);
696   add_info_alias ("forks", "checkpoints", 0);
697
698   /* "fork <n>" (by analogy to "thread <n>").  */
699   add_com ("fork", class_obscure, fork_command, _("\
700 fork <n>: Switch between forked processes.\n\
701 Argument 'n' is fork ID, as displayed by 'info forks'."));
702
703   /* "process <proc id>" as opposed to "fork <fork id>".  */
704   add_com ("process", class_obscure, process_command, _("\
705 process <pid>: Switch between forked processes.\n\
706 Argument 'pid' is process ID, as displayed by 'info forks' or 'shell ps'."));
707 }