src/signalhandler.cc

   1 // Copyright 2008 Google Inc. All Rights Reserved.
   2 // Author: Satoru Takabayashi
   3 //
   4 // Implementation of InstallFailureSignalHandler().
   5
   6 #include "utilities.h"
   7 #include "stacktrace.h"
   8 #include "symbolize.h"
   9 #include "glog/logging.h"
  10
  11 #include <signal.h>
  12 #include <time.h>
  13 #ifdef HAVE_UCONTEXT_H
  14 # include <ucontext.h>
  15 #endif
  16 #include <algorithm>
  17
  18 _START_GOOGLE_NAMESPACE_
  19
  20 // There is a better way, but this is good enough in this file.
  21 #define NAIVE_ARRAYSIZE(a) (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
  22
  23 namespace {
  24
  25 // We'll install the failure signal handler for these signals.  We could
  26 // use strsignal() to get signal names, but we don't use it to avoid
  27 // introducing yet another #ifdef complication.
  28 //
  29 // The list should be synced with the comment in signalhandler.h.
  30 const struct {
  31   int number;
  32   const char *name;
  33 } kFailureSignals[] = {
  34   { SIGSEGV, "SIGSEGV" },
  35   { SIGILL, "SIGILL" },
  36   { SIGFPE, "SIGFPE" },
  37   { SIGABRT, "SIGABRT" },
  38   { SIGBUS, "SIGBUS" },
  39   { SIGTERM, "SIGTERM" },
  40 };
  41
  42 // Returns the program counter from signal context, NULL if unknown.
  43 void* GetPC(void* ucontext_in_void) {
  44 #if defined(HAVE_UCONTEXT_H) && defined(PC_FROM_UCONTEXT)
  45   if (ucontext_in_void != NULL) {
  46     ucontext_t *context = reinterpret_cast<ucontext_t *>(ucontext_in_void);
  47     return (void*)context->PC_FROM_UCONTEXT;
  48   }
  49 #endif
  50   return NULL;
  51 }
  52
  53 // The class is used for formatting error messages.  We don't use printf()
  54 // as it's not async signal safe.
  55 class MinimalFormatter {
  56  public:
  57   MinimalFormatter(char *buffer, int size)
  58       : buffer_(buffer),
  59         cursor_(buffer),
  60         end_(buffer + size) {
  61   }
  62
  63   // Returns the number of bytes written in the buffer.
  64   int num_bytes_written() const { return cursor_ - buffer_; }
  65
  66   // Appends string from "str" and updates the internal cursor.
  67   void AppendString(const char* str) {
  68     int i = 0;
  69     while (str[i] != '\0' && cursor_ + i < end_) {
  70       cursor_[i] = str[i];
  71       ++i;
  72     }
  73     cursor_ += i;
  74   }
  75
  76   // Formats "number" in "radix" and updates the internal cursor.
  77   // Lowercase letters are used for 'a' - 'z'.
  78   void AppendUint64(uint64 number, int radix) {
  79     int i = 0;
  80     while (cursor_ + i < end_) {
  81       const int tmp = number % radix;
  82       number /= radix;
  83       cursor_[i] = (tmp < 10 ? '0' + tmp : 'a' + tmp - 10);
  84       ++i;
  85       if (number == 0) {
  86         break;
  87       }
  88     }
  89     // Reverse the bytes written.
  90     std::reverse(cursor_, cursor_ + i);
  91     cursor_ += i;
  92   }
  93
  94   // Formats "number" as hexadecimal number, and updates the internal
  95   // cursor.  Padding will be added in front if needed.
  96   void AppendHexWithPadding(uint64 number, int width) {
  97     char* start = cursor_;
  98     AppendString("0x");
  99     AppendUint64(number, 16);
 100     // Move to right and add padding in front if needed.
 101     if (cursor_ < start + width) {
 102       const int64 delta = start + width - cursor_;
 103       std::copy(start, cursor_, start + delta);
 104       std::fill(start, start + delta, ' ');
 105       cursor_ = start + width;
 106     }
 107   }
 108
 109  private:
 110   char *buffer_;
 111   char *cursor_;
 112   const char * const end_;
 113 };
 114
 115 // Writes the given data with the size to the standard error.
 116 void WriteToStderr(const char* data, int size) {
 117   write(STDERR_FILENO, data, size);
 118 }
 119
 120 // The writer function can be changed by InstallFailureWriter().
 121 void (*g_failure_writer)(const char* data, int size) = WriteToStderr;
 122
 123 // Dumps time information.  We don't dump human-readable time information
 124 // as localtime() is not guaranteed to be async signal safe.
 125 void DumpTimeInfo() {
 126   time_t time_in_sec = time(NULL);
 127   char buf[256];  // Big enough for time info.
 128   MinimalFormatter formatter(buf, sizeof(buf));
 129   formatter.AppendString("*** Aborted at ");
 130   formatter.AppendUint64(time_in_sec, 10);
 131   formatter.AppendString(" (unix time)");
 132   formatter.AppendString(" try \"date -d @");
 133   formatter.AppendUint64(time_in_sec, 10);
 134   formatter.AppendString("\" if you are using GNU date ***\n");
 135   g_failure_writer(buf, formatter.num_bytes_written());
 136 }
 137
 138 // Dumps information about the signal to STDERR.
 139 void DumpSignalInfo(int signal_number, siginfo_t *siginfo) {
 140   // Get the signal name.
 141   const char* signal_name = NULL;
 142   for (int i = 0; i < NAIVE_ARRAYSIZE(kFailureSignals); ++i) {
 143     if (signal_number == kFailureSignals[i].number) {
 144       signal_name = kFailureSignals[i].name;
 145     }
 146   }
 147
 148   char buf[256];  // Big enough for signal info.
 149   MinimalFormatter formatter(buf, sizeof(buf));
 150
 151   formatter.AppendString("*** ");
 152   if (signal_name) {
 153     formatter.AppendString(signal_name);
 154   } else {
 155     // Use the signal number if the name is unknown.  The signal name
 156     // should be known, but just in case.
 157     formatter.AppendString("Signal ");
 158     formatter.AppendUint64(signal_number, 10);
 159   }
 160   formatter.AppendString(" (@0x");
 161   formatter.AppendUint64(reinterpret_cast<uintptr_t>(siginfo->si_addr), 16);
 162   formatter.AppendString(")");
 163   formatter.AppendString(" received by PID ");
 164   formatter.AppendUint64(getpid(), 10);
 165   formatter.AppendString(" (TID 0x");
 166   // We assume pthread_t is an integral number or a pointer, rather
 167   // than a complex struct.  In some environments, pthread_self()
 168   // returns an uint64 but in some other environments pthread_self()
 169   // returns a pointer.  Hence we use C-style cast here, rather than
 170   // reinterpret/static_cast, to support both types of environments.
 171   formatter.AppendUint64((uintptr_t)pthread_self(), 16);
 172   formatter.AppendString(") ");
 173   // Only linux has the PID of the signal sender in si_pid.
 174 #ifdef OS_LINUX
 175   formatter.AppendString("from PID ");
 176   formatter.AppendUint64(siginfo->si_pid, 10);
 177   formatter.AppendString("; ");
 178 #endif
 179   formatter.AppendString("stack trace: ***\n");
 180   g_failure_writer(buf, formatter.num_bytes_written());
 181 }
 182
 183 // Dumps information about the stack frame to STDERR.
 184 void DumpStackFrameInfo(const char* prefix, void* pc) {
 185   // Get the symbol name.
 186   const char *symbol = "(unknown)";
 187   char symbolized[1024];  // Big enough for a sane symbol.
 188   // Symbolizes the previous address of pc because pc may be in the
 189   // next function.
 190   if (Symbolize(reinterpret_cast<char *>(pc) - 1,
 191                 symbolized, sizeof(symbolized))) {
 192     symbol = symbolized;
 193   }
 194
 195   char buf[1024];  // Big enough for stack frame info.
 196   MinimalFormatter formatter(buf, sizeof(buf));
 197
 198   formatter.AppendString(prefix);
 199   formatter.AppendString("@ ");
 200   const int width = 2 * sizeof(void*) + 2;  // + 2  for "0x".
 201   formatter.AppendHexWithPadding(reinterpret_cast<uintptr_t>(pc), width);
 202   formatter.AppendString(" ");
 203   formatter.AppendString(symbol);
 204   formatter.AppendString("\n");
 205   g_failure_writer(buf, formatter.num_bytes_written());
 206 }
 207
 208 // Invoke the default signal handler.
 209 void InvokeDefaultSignalHandler(int signal_number) {
 210   struct sigaction sig_action = {};  // Zero-clear.
 211   sigemptyset(&sig_action.sa_mask);
 212   sig_action.sa_handler = SIG_DFL;
 213   sigaction(signal_number, &sig_action, NULL);
 214   kill(getpid(), signal_number);
 215 }
 216
 217 // This variable is used for protecting FailureSignalHandler() from
 218 // dumping stuff while another thread is doing it.  Our policy is to let
 219 // the first thread dump stuff and let other threads wait.
 220 // See also comments in FailureSignalHandler().
 221 static pthread_t* g_entered_thread_id_pointer = NULL;
 222
 223 // Dumps signal and stack frame information, and invokes the default
 224 // signal handler once our job is done.
 225 void FailureSignalHandler(int signal_number,
 226                           siginfo_t *signal_info,
 227                           void *ucontext) {
 228   // First check if we've already entered the function.  We use an atomic
 229   // compare and swap operation for platforms that support it.  For other
 230   // platforms, we use a naive method that could lead to a subtle race.
 231
 232   // We assume pthread_self() is async signal safe, though it's not
 233   // officially guaranteed.
 234   pthread_t my_thread_id = pthread_self();
 235   // NOTE: We could simply use pthread_t rather than pthread_t* for this,
 236   // if pthread_self() is guaranteed to return non-zero value for thread
 237   // ids, but there is no such guarantee.  We need to distinguish if the
 238   // old value (value returned from __sync_val_compare_and_swap) is
 239   // different from the original value (in this case NULL).
 240   pthread_t* old_thread_id_pointer =
 241       glog_internal_namespace_::sync_val_compare_and_swap(
 242           &g_entered_thread_id_pointer,
 243           static_cast<pthread_t*>(NULL),
 244           &my_thread_id);
 245   if (old_thread_id_pointer != NULL) {
 246     // We've already entered the signal handler.  What should we do?
 247     if (pthread_equal(my_thread_id, *g_entered_thread_id_pointer)) {
 248       // It looks the current thread is reentering the signal handler.
 249       // Something must be going wrong (maybe we are reentering by another
 250       // type of signal?).  Kill ourself by the default signal handler.
 251       InvokeDefaultSignalHandler(signal_number);
 252     }
 253     // Another thread is dumping stuff.  Let's wait until that thread
 254     // finishes the job and kills the process.
 255     while (true) {
 256       sleep(1);
 257     }
 258   }
 259   // This is the first time we enter the signal handler.  We are going to
 260   // do some interesting stuff from here.
 261   // TODO(satorux): We might want to set timeout here using alarm(), but
 262   // mixing alarm() and sleep() can be a bad idea.
 263
 264   // First dump time info.
 265   DumpTimeInfo();
 266
 267   // Get the program counter from ucontext.
 268   void *pc = GetPC(ucontext);
 269   DumpStackFrameInfo("PC: ", pc);
 270
 271 #ifdef HAVE_STACKTRACE
 272   // Get the stack traces.
 273   void *stack[32];
 274   // +1 to exclude this function.
 275   const int depth = GetStackTrace(stack, NAIVE_ARRAYSIZE(stack), 1);
 276   DumpSignalInfo(signal_number, signal_info);
 277   // Dump the stack traces.
 278   for (int i = 0; i < depth; ++i) {
 279     DumpStackFrameInfo("    ", stack[i]);
 280   }
 281 #endif
 282
 283   // *** TRANSITION ***
 284   //
 285   // BEFORE this point, all code must be async-termination-safe!
 286   // (See WARNING above.)
 287   //
 288   // AFTER this point, we do unsafe things, like using LOG()!
 289   // The process could be terminated or hung at any time.  We try to
 290   // do more useful things first and riskier things later.
 291
 292   // Flush the logs before we do anything in case 'anything'
 293   // causes problems.
 294   FlushLogFilesUnsafe(0);
 295
 296   // Kill ourself by the default signal handler.
 297   InvokeDefaultSignalHandler(signal_number);
 298 }
 299
 300 }  // namespace
 301
 302 void InstallFailureSignalHandler() {
 303   // Build the sigaction struct.
 304   struct sigaction sig_action = {};  // Zero-clear.
 305   sigemptyset(&sig_action.sa_mask);
 306   sig_action.sa_flags |= SA_SIGINFO;
 307   sig_action.sa_sigaction = &FailureSignalHandler;
 308
 309   for (int i = 0; i < NAIVE_ARRAYSIZE(kFailureSignals); ++i) {
 310     CHECK_ERR(sigaction(kFailureSignals[i].number, &sig_action, NULL));
 311   }
 312 }
 313
 314 void InstallFailureWriter(void (*writer)(const char* data, int size)) {
 315   g_failure_writer = writer;
 316 }
 317
 318 _END_GOOGLE_NAMESPACE_