utils/KillTheDoctor/KillTheDoctor.cpp

   1 //===- KillTheDoctor - Prevent Dr. Watson from stopping tests ---*- 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 // This program provides an extremely hacky way to stop Dr. Watson from starting
  11 // due to unhandled exceptions in child processes.
  12 //
  13 // This simply starts the program named in the first positional argument with
  14 // the arguments following it under a debugger. All this debugger does is catch
  15 // any unhandled exceptions thrown in the child process and close the program
  16 // (and hopefully tells someone about it).
  17 //
  18 // This also provides another really hacky method to prevent assert dialog boxes
  19 // from popping up. When --no-user32 is passed, if any process loads user32.dll,
  20 // we assume it is trying to call MessageBoxEx and terminate it. The proper way
  21 // to do this would be to actually set a break point, but there's quite a bit
  22 // of code involved to get the address of MessageBoxEx in the remote process's
  23 // address space due to Address space layout randomization (ASLR). This can be
  24 // added if it's ever actually needed.
  25 //
  26 // If the subprocess exits for any reason other than successful termination, -1
  27 // is returned. If the process exits normally the value it returned is returned.
  28 //
  29 // I hate Windows.
  30 //
  31 //===----------------------------------------------------------------------===//
  32
  33 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  34 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  35 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  36 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  37 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
  38 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  39 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  40 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  41 #include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
  42 #include "llvm/Support/Signals.h"
  43 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  44 #include "llvm/Support/system_error.h"
  45 #include "llvm/Support/type_traits.h"
  46 #include <algorithm>
  47 #include <cerrno>
  48 #include <cstdlib>
  49 #include <map>
  50 #include <string>
  51
  52 // These includes must be last.
  53 #include <Windows.h>
  54 #include <WinError.h>
  55 #include <Dbghelp.h>
  56 #include <psapi.h>
  57
  58 using namespace llvm;
  59
  60 #undef max
  61
  62 namespace {
  63   cl::opt<std::string> ProgramToRun(cl::Positional,
  64     cl::desc("<program to run>"));
  65   cl::list<std::string>  Argv(cl::ConsumeAfter,
  66     cl::desc("<program arguments>..."));
  67   cl::opt<bool> TraceExecution("x",
  68     cl::desc("Print detailed output about what is being run to stderr."));
  69   cl::opt<unsigned> Timeout("t", cl::init(0),
  70     cl::desc("Set maximum runtime in seconds. Defaults to infinite."));
  71   cl::opt<bool> NoUser32("no-user32",
  72     cl::desc("Terminate process if it loads user32.dll."));
  73
  74   StringRef ToolName;
  75
  76   template <typename HandleType>
  77   class ScopedHandle {
  78     typedef typename HandleType::handle_type handle_type;
  79
  80     handle_type Handle;
  81
  82   public:
  83     ScopedHandle()
  84       : Handle(HandleType::GetInvalidHandle()) {}
  85
  86     explicit ScopedHandle(handle_type handle)
  87       : Handle(handle) {}
  88
  89     ~ScopedHandle() {
  90       HandleType::Destruct(Handle);
  91     }
  92
  93     ScopedHandle& operator=(handle_type handle) {
  94       // Cleanup current handle.
  95       if (!HandleType::isValid(Handle))
  96         HandleType::Destruct(Handle);
  97       Handle = handle;
  98       return *this;
  99     }
 100
 101     operator bool() const {
 102       return HandleType::isValid(Handle);
 103     }
 104
 105     operator handle_type() {
 106       return Handle;
 107     }
 108   };
 109
 110   // This implements the most common handle in the Windows API.
 111   struct CommonHandle {
 112     typedef HANDLE handle_type;
 113
 114     static handle_type GetInvalidHandle() {
 115       return INVALID_HANDLE_VALUE;
 116     }
 117
 118     static void Destruct(handle_type Handle) {
 119       ::CloseHandle(Handle);
 120     }
 121
 122     static bool isValid(handle_type Handle) {
 123       return Handle != GetInvalidHandle();
 124     }
 125   };
 126
 127   struct FileMappingHandle {
 128     typedef HANDLE handle_type;
 129
 130     static handle_type GetInvalidHandle() {
 131       return NULL;
 132     }
 133
 134     static void Destruct(handle_type Handle) {
 135       ::CloseHandle(Handle);
 136     }
 137
 138     static bool isValid(handle_type Handle) {
 139       return Handle != GetInvalidHandle();
 140     }
 141   };
 142
 143   struct MappedViewOfFileHandle {
 144     typedef LPVOID handle_type;
 145
 146     static handle_type GetInvalidHandle() {
 147       return NULL;
 148     }
 149
 150     static void Destruct(handle_type Handle) {
 151       ::UnmapViewOfFile(Handle);
 152     }
 153
 154     static bool isValid(handle_type Handle) {
 155       return Handle != GetInvalidHandle();
 156     }
 157   };
 158
 159   struct ProcessHandle : CommonHandle {};
 160   struct ThreadHandle  : CommonHandle {};
 161   struct TokenHandle   : CommonHandle {};
 162   struct FileHandle    : CommonHandle {};
 163
 164   typedef ScopedHandle<FileMappingHandle>       FileMappingScopedHandle;
 165   typedef ScopedHandle<MappedViewOfFileHandle>  MappedViewOfFileScopedHandle;
 166   typedef ScopedHandle<ProcessHandle>           ProcessScopedHandle;
 167   typedef ScopedHandle<ThreadHandle>            ThreadScopedHandle;
 168   typedef ScopedHandle<TokenHandle>             TokenScopedHandle;
 169   typedef ScopedHandle<FileHandle>              FileScopedHandle;
 170 }
 171
 172 static error_code windows_error(unsigned E) {
 173   return error_code(E, system_category());
 174 }
 175
 176 static error_code GetFileNameFromHandle(HANDLE FileHandle,
 177                                         std::string& Name) {
 178   char Filename[MAX_PATH+1];
 179   bool Success = false;
 180   Name.clear();
 181
 182   // Get the file size.
 183   LARGE_INTEGER FileSize;
 184   Success = ::GetFileSizeEx(FileHandle, &FileSize);
 185
 186   if (!Success)
 187     return windows_error(::GetLastError());
 188
 189   // Create a file mapping object.
 190   FileMappingScopedHandle FileMapping(
 191     ::CreateFileMappingA(FileHandle,
 192                          NULL,
 193                          PAGE_READONLY,
 194                          0,
 195                          1,
 196                          NULL));
 197
 198   if (!FileMapping)
 199     return windows_error(::GetLastError());
 200
 201   // Create a file mapping to get the file name.
 202   MappedViewOfFileScopedHandle MappedFile(
 203     ::MapViewOfFile(FileMapping, FILE_MAP_READ, 0, 0, 1));
 204
 205   if (!MappedFile)
 206     return windows_error(::GetLastError());
 207
 208   Success = ::GetMappedFileNameA(::GetCurrentProcess(),
 209                                 MappedFile,
 210                                 Filename,
 211                                 array_lengthof(Filename) - 1);
 212
 213   if (!Success)
 214     return windows_error(::GetLastError());
 215   else {
 216     Name = Filename;
 217     return error_code();
 218   }
 219 }
 220
 221 /// @brief Find program using shell lookup rules.
 222 /// @param Program This is either an absolute path, relative path, or simple a
 223 ///        program name. Look in PATH for any programs that match. If no
 224 ///        extension is present, try all extensions in PATHEXT.
 225 /// @return If ec == errc::success, The absolute path to the program. Otherwise
 226 ///         the return value is undefined.
 227 static std::string FindProgram(const std::string &Program, error_code &ec) {
 228   char PathName[MAX_PATH + 1];
 229   typedef SmallVector<StringRef, 12> pathext_t;
 230   pathext_t pathext;
 231   // Check for the program without an extension (in case it already has one).
 232   pathext.push_back("");
 233   SplitString(std::getenv("PATHEXT"), pathext, ";");
 234
 235   for (pathext_t::iterator i = pathext.begin(), e = pathext.end(); i != e; ++i){
 236     SmallString<5> ext;
 237     for (std::size_t ii = 0, e = i->size(); ii != e; ++ii)
 238       ext.push_back(::tolower((*i)[ii]));
 239     LPCSTR Extension = NULL;
 240     if (ext.size() && ext[0] == '.')
 241       Extension = ext.c_str();
 242     DWORD length = ::SearchPathA(NULL,
 243                                  Program.c_str(),
 244                                  Extension,
 245                                  array_lengthof(PathName),
 246                                  PathName,
 247                                  NULL);
 248     if (length == 0)
 249       ec = windows_error(::GetLastError());
 250     else if (length > array_lengthof(PathName)) {
 251       // This may have been the file, return with error.
 252       ec = windows_error(ERROR_BUFFER_OVERFLOW);
 253       break;
 254     } else {
 255       // We found the path! Return it.
 256       ec = error_code();
 257       break;
 258     }
 259   }
 260
 261   // Make sure PathName is valid.
 262   PathName[MAX_PATH] = 0;
 263   return PathName;
 264 }
 265
 266 static StringRef ExceptionCodeToString(DWORD ExceptionCode) {
 267   switch(ExceptionCode) {
 268   case EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION: return "EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION";
 269   case EXCEPTION_ARRAY_BOUNDS_EXCEEDED:
 270     return "EXCEPTION_ARRAY_BOUNDS_EXCEEDED";
 271   case EXCEPTION_BREAKPOINT: return "EXCEPTION_BREAKPOINT";
 272   case EXCEPTION_DATATYPE_MISALIGNMENT:
 273     return "EXCEPTION_DATATYPE_MISALIGNMENT";
 274   case EXCEPTION_FLT_DENORMAL_OPERAND: return "EXCEPTION_FLT_DENORMAL_OPERAND";
 275   case EXCEPTION_FLT_DIVIDE_BY_ZERO: return "EXCEPTION_FLT_DIVIDE_BY_ZERO";
 276   case EXCEPTION_FLT_INEXACT_RESULT: return "EXCEPTION_FLT_INEXACT_RESULT";
 277   case EXCEPTION_FLT_INVALID_OPERATION:
 278     return "EXCEPTION_FLT_INVALID_OPERATION";
 279   case EXCEPTION_FLT_OVERFLOW: return "EXCEPTION_FLT_OVERFLOW";
 280   case EXCEPTION_FLT_STACK_CHECK: return "EXCEPTION_FLT_STACK_CHECK";
 281   case EXCEPTION_FLT_UNDERFLOW: return "EXCEPTION_FLT_UNDERFLOW";
 282   case EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION: return "EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION";
 283   case EXCEPTION_IN_PAGE_ERROR: return "EXCEPTION_IN_PAGE_ERROR";
 284   case EXCEPTION_INT_DIVIDE_BY_ZERO: return "EXCEPTION_INT_DIVIDE_BY_ZERO";
 285   case EXCEPTION_INT_OVERFLOW: return "EXCEPTION_INT_OVERFLOW";
 286   case EXCEPTION_INVALID_DISPOSITION: return "EXCEPTION_INVALID_DISPOSITION";
 287   case EXCEPTION_NONCONTINUABLE_EXCEPTION:
 288     return "EXCEPTION_NONCONTINUABLE_EXCEPTION";
 289   case EXCEPTION_PRIV_INSTRUCTION: return "EXCEPTION_PRIV_INSTRUCTION";
 290   case EXCEPTION_SINGLE_STEP: return "EXCEPTION_SINGLE_STEP";
 291   case EXCEPTION_STACK_OVERFLOW: return "EXCEPTION_STACK_OVERFLOW";
 292   default: return "<unknown>";
 293   }
 294 }
 295
 296 int main(int argc, char **argv) {
 297   // Print a stack trace if we signal out.
 298   sys::PrintStackTraceOnErrorSignal();
 299   PrettyStackTraceProgram X(argc, argv);
 300   llvm_shutdown_obj Y;  // Call llvm_shutdown() on exit.
 301
 302   ToolName = argv[0];
 303
 304   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "Dr. Watson Assassin.\n");
 305   if (ProgramToRun.size() == 0) {
 306     cl::PrintHelpMessage();
 307     return -1;
 308   }
 309
 310   if (Timeout > std::numeric_limits<uint32_t>::max() / 1000) {
 311     errs() << ToolName << ": Timeout value too large, must be less than: "
 312                        << std::numeric_limits<uint32_t>::max() / 1000
 313                        << '\n';
 314     return -1;
 315   }
 316
 317   std::string CommandLine(ProgramToRun);
 318
 319   error_code ec;
 320   ProgramToRun = FindProgram(ProgramToRun, ec);
 321   if (ec) {
 322     errs() << ToolName << ": Failed to find program: '" << CommandLine
 323            << "': " << ec.message() << '\n';
 324     return -1;
 325   }
 326
 327   if (TraceExecution)
 328     errs() << ToolName << ": Found Program: " << ProgramToRun << '\n';
 329
 330   for (std::vector<std::string>::iterator i = Argv.begin(),
 331                                           e = Argv.end();
 332                                           i != e; ++i) {
 333     CommandLine.push_back(' ');
 334     CommandLine.append(*i);
 335   }
 336
 337   if (TraceExecution)
 338     errs() << ToolName << ": Program Image Path: " << ProgramToRun << '\n'
 339            << ToolName << ": Command Line: " << CommandLine << '\n';
 340
 341   STARTUPINFO StartupInfo;
 342   PROCESS_INFORMATION ProcessInfo;
 343   std::memset(&StartupInfo, 0, sizeof(StartupInfo));
 344   StartupInfo.cb = sizeof(StartupInfo);
 345   std::memset(&ProcessInfo, 0, sizeof(ProcessInfo));
 346
 347   // Set error mode to not display any message boxes. The child process inherits
 348   // this.
 349   ::SetErrorMode(SEM_FAILCRITICALERRORS | SEM_NOGPFAULTERRORBOX);
 350   ::_set_error_mode(_OUT_TO_STDERR);
 351
 352   BOOL success = ::CreateProcessA(ProgramToRun.c_str(),
 353                             LPSTR(CommandLine.c_str()),
 354                                   NULL,
 355                                   NULL,
 356                                   FALSE,
 357                                   DEBUG_PROCESS,
 358                                   NULL,
 359                                   NULL,
 360                                   &StartupInfo,
 361                                   &ProcessInfo);
 362   if (!success) {
 363     errs() << ToolName << ": Failed to run program: '" << ProgramToRun
 364            << "': " << error_code(windows_error(::GetLastError())).message()
 365            << '\n';
 366     return -1;
 367   }
 368
 369   // Make sure ::CloseHandle is called on exit.
 370   std::map<DWORD, HANDLE> ProcessIDToHandle;
 371
 372   DEBUG_EVENT DebugEvent;
 373   std::memset(&DebugEvent, 0, sizeof(DebugEvent));
 374   DWORD dwContinueStatus = DBG_CONTINUE;
 375
 376   // Run the program under the debugger until either it exits, or throws an
 377   // exception.
 378   if (TraceExecution)
 379     errs() << ToolName << ": Debugging...\n";
 380
 381   while(true) {
 382     DWORD TimeLeft = INFINITE;
 383     if (Timeout > 0) {
 384       FILETIME CreationTime, ExitTime, KernelTime, UserTime;
 385       ULARGE_INTEGER a, b;
 386       success = ::GetProcessTimes(ProcessInfo.hProcess,
 387                                   &CreationTime,
 388                                   &ExitTime,
 389                                   &KernelTime,
 390                                   &UserTime);
 391       if (!success) {
 392         ec = windows_error(::GetLastError());
 393
 394         errs() << ToolName << ": Failed to get process times: "
 395                << ec.message() << '\n';
 396         return -1;
 397       }
 398       a.LowPart = KernelTime.dwLowDateTime;
 399       a.HighPart = KernelTime.dwHighDateTime;
 400       b.LowPart = UserTime.dwLowDateTime;
 401       b.HighPart = UserTime.dwHighDateTime;
 402       // Convert 100-nanosecond units to milliseconds.
 403       uint64_t TotalTimeMiliseconds = (a.QuadPart + b.QuadPart) / 10000;
 404       // Handle the case where the process has been running for more than 49
 405       // days.
 406       if (TotalTimeMiliseconds > std::numeric_limits<uint32_t>::max()) {
 407         errs() << ToolName << ": Timeout Failed: Process has been running for"
 408                               "more than 49 days.\n";
 409         return -1;
 410       }
 411
 412       // We check with > instead of using Timeleft because if
 413       // TotalTimeMiliseconds is greater than Timeout * 1000, TimeLeft would
 414       // underflow.
 415       if (TotalTimeMiliseconds > (Timeout * 1000)) {
 416         errs() << ToolName << ": Process timed out.\n";
 417         ::TerminateProcess(ProcessInfo.hProcess, -1);
 418         // Otherwise other stuff starts failing...
 419         return -1;
 420       }
 421
 422       TimeLeft = (Timeout * 1000) - static_cast<uint32_t>(TotalTimeMiliseconds);
 423     }
 424     success = WaitForDebugEvent(&DebugEvent, TimeLeft);
 425
 426     if (!success) {
 427       ec = windows_error(::GetLastError());
 428
 429       if (ec == errc::timed_out) {
 430         errs() << ToolName << ": Process timed out.\n";
 431         ::TerminateProcess(ProcessInfo.hProcess, -1);
 432         // Otherwise other stuff starts failing...
 433         return -1;
 434       }
 435
 436       errs() << ToolName << ": Failed to wait for debug event in program: '"
 437              << ProgramToRun << "': " << ec.message() << '\n';
 438       return -1;
 439     }
 440
 441     switch(DebugEvent.dwDebugEventCode) {
 442     case CREATE_PROCESS_DEBUG_EVENT:
 443       // Make sure we remove the handle on exit.
 444       if (TraceExecution)
 445         errs() << ToolName << ": Debug Event: CREATE_PROCESS_DEBUG_EVENT\n";
 446       ProcessIDToHandle[DebugEvent.dwProcessId] =
 447         DebugEvent.u.CreateProcessInfo.hProcess;
 448       ::CloseHandle(DebugEvent.u.CreateProcessInfo.hFile);
 449       break;
 450     case EXIT_PROCESS_DEBUG_EVENT: {
 451         if (TraceExecution)
 452           errs() << ToolName << ": Debug Event: EXIT_PROCESS_DEBUG_EVENT\n";
 453
 454         // If this is the process we originally created, exit with its exit
 455         // code.
 456         if (DebugEvent.dwProcessId == ProcessInfo.dwProcessId)
 457           return DebugEvent.u.ExitProcess.dwExitCode;
 458
 459         // Otherwise cleanup any resources we have for it.
 460         std::map<DWORD, HANDLE>::iterator ExitingProcess =
 461           ProcessIDToHandle.find(DebugEvent.dwProcessId);
 462         if (ExitingProcess == ProcessIDToHandle.end()) {
 463           errs() << ToolName << ": Got unknown process id!\n";
 464           return -1;
 465         }
 466         ::CloseHandle(ExitingProcess->second);
 467         ProcessIDToHandle.erase(ExitingProcess);
 468       }
 469       break;
 470     case CREATE_THREAD_DEBUG_EVENT:
 471       ::CloseHandle(DebugEvent.u.CreateThread.hThread);
 472       break;
 473     case LOAD_DLL_DEBUG_EVENT: {
 474         // Cleanup the file handle.
 475         FileScopedHandle DLLFile(DebugEvent.u.LoadDll.hFile);
 476         std::string DLLName;
 477         ec = GetFileNameFromHandle(DLLFile, DLLName);
 478         if (ec) {
 479           DLLName = "<failed to get file name from file handle> : ";
 480           DLLName += ec.message();
 481         }
 482         if (TraceExecution) {
 483           errs() << ToolName << ": Debug Event: LOAD_DLL_DEBUG_EVENT\n";
 484           errs().indent(ToolName.size()) << ": DLL Name : " << DLLName << '\n';
 485         }
 486
 487         if (NoUser32 && sys::path::stem(DLLName) == "user32") {
 488           // Program is loading user32.dll, in the applications we are testing,
 489           // this only happens if an assert has fired. By now the message has
 490           // already been printed, so simply close the program.
 491           errs() << ToolName << ": user32.dll loaded!\n";
 492           errs().indent(ToolName.size())
 493                  << ": This probably means that assert was called. Closing "
 494                     "program to prevent message box from popping up.\n";
 495           dwContinueStatus = DBG_CONTINUE;
 496           ::TerminateProcess(ProcessIDToHandle[DebugEvent.dwProcessId], -1);
 497           return -1;
 498         }
 499       }
 500       break;
 501     case EXCEPTION_DEBUG_EVENT: {
 502         // Close the application if this exception will not be handled by the
 503         // child application.
 504         if (TraceExecution)
 505           errs() << ToolName << ": Debug Event: EXCEPTION_DEBUG_EVENT\n";
 506
 507         EXCEPTION_DEBUG_INFO  &Exception = DebugEvent.u.Exception;
 508         if (Exception.dwFirstChance > 0) {
 509           if (TraceExecution) {
 510             errs().indent(ToolName.size()) << ": Debug Info : ";
 511             errs() << "First chance exception at "
 512                    << Exception.ExceptionRecord.ExceptionAddress
 513                    << ", exception code: "
 514                    << ExceptionCodeToString(
 515                         Exception.ExceptionRecord.ExceptionCode)
 516                    << " (" << Exception.ExceptionRecord.ExceptionCode << ")\n";
 517           }
 518           dwContinueStatus = DBG_EXCEPTION_NOT_HANDLED;
 519         } else {
 520           errs() << ToolName << ": Unhandled exception in: " << ProgramToRun
 521                  << "!\n";
 522                  errs().indent(ToolName.size()) << ": location: ";
 523                  errs() << Exception.ExceptionRecord.ExceptionAddress
 524                         << ", exception code: "
 525                         << ExceptionCodeToString(
 526                             Exception.ExceptionRecord.ExceptionCode)
 527                         << " (" << Exception.ExceptionRecord.ExceptionCode
 528                         << ")\n";
 529           dwContinueStatus = DBG_CONTINUE;
 530           ::TerminateProcess(ProcessIDToHandle[DebugEvent.dwProcessId], -1);
 531           return -1;
 532         }
 533       }
 534       break;
 535     default:
 536       // Do nothing.
 537       if (TraceExecution)
 538         errs() << ToolName << ": Debug Event: <unknown>\n";
 539       break;
 540     }
 541
 542     success = ContinueDebugEvent(DebugEvent.dwProcessId,
 543                                  DebugEvent.dwThreadId,
 544                                  dwContinueStatus);
 545     if (!success) {
 546       ec = windows_error(::GetLastError());
 547       errs() << ToolName << ": Failed to continue debugging program: '"
 548              << ProgramToRun << "': " << ec.message() << '\n';
 549       return -1;
 550     }
 551
 552     dwContinueStatus = DBG_CONTINUE;
 553   }
 554
 555   assert(0 && "Fell out of debug loop. This shouldn't be possible!");
 556   return -1;
 557 }