gdb/progspace.h

   1 /* Program and address space management, for GDB, the GNU debugger.
   2
   3    Copyright (C) 2009-2018 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 3 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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
  19
  20
  21 #ifndef PROGSPACE_H
  22 #define PROGSPACE_H
  23
  24 #include "target.h"
  25 #include "vec.h"
  26 #include "gdb_vecs.h"
  27 #include "registry.h"
  28
  29 struct target_ops;
  30 struct bfd;
  31 struct objfile;
  32 struct inferior;
  33 struct exec;
  34 struct address_space;
  35 struct program_space_data;
  36 struct address_space_data;
  37
  38 typedef struct so_list *so_list_ptr;
  39 DEF_VEC_P (so_list_ptr);
  40
  41 /* A program space represents a symbolic view of an address space.
  42    Roughly speaking, it holds all the data associated with a
  43    non-running-yet program (main executable, main symbols), and when
  44    an inferior is running and is bound to it, includes the list of its
  45    mapped in shared libraries.
  46
  47    In the traditional debugging scenario, there's a 1-1 correspondence
  48    among program spaces, inferiors and address spaces, like so:
  49
  50      pspace1 (prog1) <--> inf1(pid1) <--> aspace1
  51
  52    In the case of debugging more than one traditional unix process or
  53    program, we still have:
  54
  55      |-----------------+------------+---------|
  56      | pspace1 (prog1) | inf1(pid1) | aspace1 |
  57      |----------------------------------------|
  58      | pspace2 (prog1) | no inf yet | aspace2 |
  59      |-----------------+------------+---------|
  60      | pspace3 (prog2) | inf2(pid2) | aspace3 |
  61      |-----------------+------------+---------|
  62
  63    In the former example, if inf1 forks (and GDB stays attached to
  64    both processes), the new child will have its own program and
  65    address spaces.  Like so:
  66
  67      |-----------------+------------+---------|
  68      | pspace1 (prog1) | inf1(pid1) | aspace1 |
  69      |-----------------+------------+---------|
  70      | pspace2 (prog1) | inf2(pid2) | aspace2 |
  71      |-----------------+------------+---------|
  72
  73    However, had inf1 from the latter case vforked instead, it would
  74    share the program and address spaces with its parent, until it
  75    execs or exits, like so:
  76
  77      |-----------------+------------+---------|
  78      | pspace1 (prog1) | inf1(pid1) | aspace1 |
  79      |                 | inf2(pid2) |         |
  80      |-----------------+------------+---------|
  81
  82    When the vfork child execs, it is finally given new program and
  83    address spaces.
  84
  85      |-----------------+------------+---------|
  86      | pspace1 (prog1) | inf1(pid1) | aspace1 |
  87      |-----------------+------------+---------|
  88      | pspace2 (prog1) | inf2(pid2) | aspace2 |
  89      |-----------------+------------+---------|
  90
  91    There are targets where the OS (if any) doesn't provide memory
  92    management or VM protection, where all inferiors share the same
  93    address space --- e.g. uClinux.  GDB models this by having all
  94    inferiors share the same address space, but, giving each its own
  95    program space, like so:
  96
  97      |-----------------+------------+---------|
  98      | pspace1 (prog1) | inf1(pid1) |         |
  99      |-----------------+------------+         |
 100      | pspace2 (prog1) | inf2(pid2) | aspace1 |
 101      |-----------------+------------+         |
 102      | pspace3 (prog2) | inf3(pid3) |         |
 103      |-----------------+------------+---------|
 104
 105    The address space sharing matters for run control and breakpoints
 106    management.  E.g., did we just hit a known breakpoint that we need
 107    to step over?  Is this breakpoint a duplicate of this other one, or
 108    do I need to insert a trap?
 109
 110    Then, there are targets where all symbols look the same for all
 111    inferiors, although each has its own address space, as e.g.,
 112    Ericsson DICOS.  In such case, the model is:
 113
 114      |---------+------------+---------|
 115      |         | inf1(pid1) | aspace1 |
 116      |         +------------+---------|
 117      | pspace  | inf2(pid2) | aspace2 |
 118      |         +------------+---------|
 119      |         | inf3(pid3) | aspace3 |
 120      |---------+------------+---------|
 121
 122    Note however, that the DICOS debug API takes care of making GDB
 123    believe that breakpoints are "global".  That is, although each
 124    process does have its own private copy of data symbols (just like a
 125    bunch of forks), to the breakpoints module, all processes share a
 126    single address space, so all breakpoints set at the same address
 127    are duplicates of each other, even breakpoints set in the data
 128    space (e.g., call dummy breakpoints placed on stack).  This allows
 129    a simplification in the spaces implementation: we avoid caring for
 130    a many-many links between address and program spaces.  Either
 131    there's a single address space bound to the program space
 132    (traditional unix/uClinux), or, in the DICOS case, the address
 133    space bound to the program space is mostly ignored.  */
 134
 135 /* The program space structure.  */
 136
 137 struct program_space
 138 {
 139   program_space (address_space *aspace_);
 140   ~program_space ();
 141
 142   /* Pointer to next in linked list.  */
 143   struct program_space *next = NULL;
 144
 145   /* Unique ID number.  */
 146   int num = 0;
 147
 148   /* The main executable loaded into this program space.  This is
 149      managed by the exec target.  */
 150
 151   /* The BFD handle for the main executable.  */
 152   bfd *ebfd = NULL;
 153   /* The last-modified time, from when the exec was brought in.  */
 154   long ebfd_mtime = 0;
 155   /* Similar to bfd_get_filename (exec_bfd) but in original form given
 156      by user, without symbolic links and pathname resolved.
 157      It needs to be freed by xfree.  It is not NULL iff EBFD is not NULL.  */
 158   char *pspace_exec_filename = NULL;
 159
 160   /* The address space attached to this program space.  More than one
 161      program space may be bound to the same address space.  In the
 162      traditional unix-like debugging scenario, this will usually
 163      match the address space bound to the inferior, and is mostly
 164      used by the breakpoints module for address matches.  If the
 165      target shares a program space for all inferiors and breakpoints
 166      are global, then this field is ignored (we don't currently
 167      support inferiors sharing a program space if the target doesn't
 168      make breakpoints global).  */
 169   struct address_space *aspace = NULL;
 170
 171   /* True if this program space's section offsets don't yet represent
 172      the final offsets of the "live" address space (that is, the
 173      section addresses still require the relocation offsets to be
 174      applied, and hence we can't trust the section addresses for
 175      anything that pokes at live memory).  E.g., for qOffsets
 176      targets, or for PIE executables, until we connect and ask the
 177      target for the final relocation offsets, the symbols we've used
 178      to set breakpoints point at the wrong addresses.  */
 179   int executing_startup = 0;
 180
 181   /* True if no breakpoints should be inserted in this program
 182      space.  */
 183   int breakpoints_not_allowed = 0;
 184
 185   /* The object file that the main symbol table was loaded from
 186      (e.g. the argument to the "symbol-file" or "file" command).  */
 187   struct objfile *symfile_object_file = NULL;
 188
 189   /* All known objfiles are kept in a linked list.  This points to
 190      the head of this list.  */
 191   struct objfile *objfiles = NULL;
 192
 193   /* The set of target sections matching the sections mapped into
 194      this program space.  Managed by both exec_ops and solib.c.  */
 195   struct target_section_table target_sections {};
 196
 197   /* List of shared objects mapped into this space.  Managed by
 198      solib.c.  */
 199   struct so_list *so_list = NULL;
 200
 201   /* Number of calls to solib_add.  */
 202   unsigned int solib_add_generation = 0;
 203
 204   /* When an solib is added, it is also added to this vector.  This
 205      is so we can properly report solib changes to the user.  */
 206   VEC (so_list_ptr) *added_solibs = NULL;
 207
 208   /* When an solib is removed, its name is added to this vector.
 209      This is so we can properly report solib changes to the user.  */
 210   std::vector<std::string> deleted_solibs;
 211
 212   /* Per pspace data-pointers required by other GDB modules.  */
 213   REGISTRY_FIELDS {};
 214 };
 215
 216 /* An address space.  It is used for comparing if
 217    pspaces/inferior/threads see the same address space and for
 218    associating caches to each address space.  */
 219 struct address_space
 220 {
 221   int num;
 222
 223   /* Per aspace data-pointers required by other GDB modules.  */
 224   REGISTRY_FIELDS;
 225 };
 226
 227 /* The object file that the main symbol table was loaded from (e.g. the
 228    argument to the "symbol-file" or "file" command).  */
 229
 230 #define symfile_objfile current_program_space->symfile_object_file
 231
 232 /* All known objfiles are kept in a linked list.  This points to the
 233    root of this list.  */
 234 #define object_files current_program_space->objfiles
 235
 236 /* The set of target sections matching the sections mapped into the
 237    current program space.  */
 238 #define current_target_sections (&current_program_space->target_sections)
 239
 240 /* The list of all program spaces.  There's always at least one.  */
 241 extern struct program_space *program_spaces;
 242
 243 /* The current program space.  This is always non-null.  */
 244 extern struct program_space *current_program_space;
 245
 246 #define ALL_PSPACES(pspace) \
 247   for ((pspace) = program_spaces; (pspace) != NULL; (pspace) = (pspace)->next)
 248
 249 /* Remove a program space from the program spaces list and release it.  It is
 250    an error to call this function while PSPACE is the current program space. */
 251 extern void delete_program_space (struct program_space *pspace);
 252
 253 /* Returns the number of program spaces listed.  */
 254 extern int number_of_program_spaces (void);
 255
 256 /* Returns true iff there's no inferior bound to PSPACE.  */
 257 extern int program_space_empty_p (struct program_space *pspace);
 258
 259 /* Copies program space SRC to DEST.  Copies the main executable file,
 260    and the main symbol file.  Returns DEST.  */
 261 extern struct program_space *clone_program_space (struct program_space *dest,
 262                                                 struct program_space *src);
 263
 264 /* Sets PSPACE as the current program space.  This is usually used
 265    instead of set_current_space_and_thread when the current
 266    thread/inferior is not important for the operations that follow.
 267    E.g., when accessing the raw symbol tables.  If memory access is
 268    required, then you should use switch_to_program_space_and_thread.
 269    Otherwise, it is the caller's responsibility to make sure that the
 270    currently selected inferior/thread matches the selected program
 271    space.  */
 272 extern void set_current_program_space (struct program_space *pspace);
 273
 274 /* Save/restore the current program space.  */
 275
 276 class scoped_restore_current_program_space
 277 {
 278 public:
 279   scoped_restore_current_program_space ()
 280     : m_saved_pspace (current_program_space)
 281   {}
 282
 283   ~scoped_restore_current_program_space ()
 284   { set_current_program_space (m_saved_pspace); }
 285
 286   DISABLE_COPY_AND_ASSIGN (scoped_restore_current_program_space);
 287
 288 private:
 289   program_space *m_saved_pspace;
 290 };
 291
 292 /* Create a new address space object, and add it to the list.  */
 293 extern struct address_space *new_address_space (void);
 294
 295 /* Maybe create a new address space object, and add it to the list, or
 296    return a pointer to an existing address space, in case inferiors
 297    share an address space.  */
 298 extern struct address_space *maybe_new_address_space (void);
 299
 300 /* Returns the integer address space id of ASPACE.  */
 301 extern int address_space_num (struct address_space *aspace);
 302
 303 /* Update all program spaces matching to address spaces.  The user may
 304    have created several program spaces, and loaded executables into
 305    them before connecting to the target interface that will create the
 306    inferiors.  All that happens before GDB has a chance to know if the
 307    inferiors will share an address space or not.  Call this after
 308    having connected to the target interface and having fetched the
 309    target description, to fixup the program/address spaces
 310    mappings.  */
 311 extern void update_address_spaces (void);
 312
 313 /* Reset saved solib data at the start of an solib event.  This lets
 314    us properly collect the data when calling solib_add, so it can then
 315    later be printed.  */
 316 extern void clear_program_space_solib_cache (struct program_space *);
 317
 318 /* Keep a registry of per-pspace data-pointers required by other GDB
 319    modules.  */
 320
 321 DECLARE_REGISTRY (program_space);
 322
 323 /* Keep a registry of per-aspace data-pointers required by other GDB
 324    modules.  */
 325
 326 DECLARE_REGISTRY (address_space);
 327
 328 #endif