folly/ExceptionWrapper-inl.h

   1 /*
   2  * Copyright 2017-present Facebook, Inc.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
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   9  *
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  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
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  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16 /*
  17  *
  18  * Author: Eric Niebler <eniebler@fb.com>
  19  */
  20
  21 namespace folly {
  22
  23 template <class Fn>
  24 struct exception_wrapper::arg_type_
  25     : public arg_type_<decltype(&Fn::operator())> {
  26 };
  27 template <class Ret, class Class, class Arg>
  28 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (Class::*)(Arg)> {
  29   using type = Arg;
  30 };
  31 template <class Ret, class Class, class Arg>
  32 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (Class::*)(Arg) const> {
  33   using type = Arg;
  34 };
  35 template <class Ret, class Arg>
  36 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (Arg)> {
  37   using type = Arg;
  38 };
  39 template <class Ret, class Arg>
  40 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (*)(Arg)> {
  41   using type = Arg;
  42 };
  43 template <class Ret, class Class>
  44 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (Class::*)(...)> {
  45   using type = AnyException;
  46 };
  47 template <class Ret, class Class>
  48 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (Class::*)(...) const> {
  49   using type = AnyException;
  50 };
  51 template <class Ret>
  52 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (...)> {
  53   using type = AnyException;
  54 };
  55 template <class Ret>
  56 struct exception_wrapper::arg_type_<Ret (*)(...)> {
  57   using type = AnyException;
  58 };
  59
  60 template <class Ret, class... Args>
  61 inline Ret exception_wrapper::noop_(Args...) {
  62   return Ret();
  63 }
  64
  65 inline std::type_info const* exception_wrapper::uninit_type_(
  66     exception_wrapper const*) {
  67   return &typeid(void);
  68 }
  69
  70 template <class Ex, class DEx>
  71 inline exception_wrapper::Buffer::Buffer(in_place_t, Ex&& ex) {
  72   ::new (static_cast<void*>(&buff_)) DEx(std::forward<Ex>(ex));
  73 }
  74
  75 template <class Ex>
  76 inline Ex& exception_wrapper::Buffer::as() noexcept {
  77   return *static_cast<Ex*>(static_cast<void*>(&buff_));
  78 }
  79 template <class Ex>
  80 inline Ex const& exception_wrapper::Buffer::as() const noexcept {
  81   return *static_cast<Ex const*>(static_cast<void const*>(&buff_));
  82 }
  83
  84 inline std::exception const* exception_wrapper::as_exception_or_null_(
  85     std::exception const& ex) {
  86   return &ex;
  87 }
  88 inline std::exception const* exception_wrapper::as_exception_or_null_(
  89     AnyException) {
  90   return nullptr;
  91 }
  92
  93 inline std::uintptr_t exception_wrapper::ExceptionPtr::as_int_(
  94     std::exception const& e) {
  95   return reinterpret_cast<std::uintptr_t>(&e);
  96 }
  97 inline std::uintptr_t exception_wrapper::ExceptionPtr::as_int_(AnyException e) {
  98   return reinterpret_cast<std::uintptr_t>(e.typeinfo_) + 1;
  99 }
 100 inline bool exception_wrapper::ExceptionPtr::has_exception_() const {
 101   return 0 == exception_or_type_ % 2;
 102 }
 103 inline std::exception const* exception_wrapper::ExceptionPtr::as_exception_()
 104     const {
 105   return reinterpret_cast<std::exception const*>(exception_or_type_);
 106 }
 107 inline std::type_info const* exception_wrapper::ExceptionPtr::as_type_() const {
 108   return reinterpret_cast<std::type_info const*>(exception_or_type_ - 1);
 109 }
 110
 111 inline void exception_wrapper::ExceptionPtr::copy_(
 112     exception_wrapper const* from, exception_wrapper* to) {
 113   ::new (static_cast<void*>(&to->eptr_)) ExceptionPtr(from->eptr_);
 114 }
 115 inline void exception_wrapper::ExceptionPtr::move_(
 116     exception_wrapper* from, exception_wrapper* to) {
 117   ::new (static_cast<void*>(&to->eptr_))
 118       ExceptionPtr(std::move(from->eptr_));
 119   delete_(from);
 120 }
 121 inline void exception_wrapper::ExceptionPtr::delete_(
 122     exception_wrapper* that) {
 123   that->eptr_.~ExceptionPtr();
 124   that->vptr_ = &uninit_;
 125 }
 126 [[noreturn]] inline void exception_wrapper::ExceptionPtr::throw_(
 127     exception_wrapper const* that) {
 128   std::rethrow_exception(that->eptr_.ptr_);
 129 }
 130 inline std::type_info const* exception_wrapper::ExceptionPtr::type_(
 131     exception_wrapper const* that) {
 132   if (auto e = get_exception_(that)) {
 133     return &typeid(*e);
 134   }
 135   return that->eptr_.as_type_();
 136 }
 137 inline std::exception const* exception_wrapper::ExceptionPtr::get_exception_(
 138     exception_wrapper const* that) {
 139   return that->eptr_.has_exception_() ? that->eptr_.as_exception_()
 140                                       : nullptr;
 141 }
 142 inline exception_wrapper exception_wrapper::ExceptionPtr::get_exception_ptr_(
 143     exception_wrapper const* that) {
 144   return *that;
 145 }
 146
 147 template <class Ex>
 148 inline void exception_wrapper::InPlace<Ex>::copy_(
 149     exception_wrapper const* from, exception_wrapper* to) {
 150   ::new (static_cast<void*>(std::addressof(to->buff_.as<Ex>())))
 151       Ex(from->buff_.as<Ex>());
 152 }
 153 template <class Ex>
 154 inline void exception_wrapper::InPlace<Ex>::move_(
 155     exception_wrapper* from, exception_wrapper* to) {
 156   ::new (static_cast<void*>(std::addressof(to->buff_.as<Ex>())))
 157       Ex(std::move(from->buff_.as<Ex>()));
 158   delete_(from);
 159 }
 160 template <class Ex>
 161 inline void exception_wrapper::InPlace<Ex>::delete_(
 162     exception_wrapper* that) {
 163   that->buff_.as<Ex>().~Ex();
 164   that->vptr_ = &uninit_;
 165 }
 166 template <class Ex>
 167 [[noreturn]] inline void exception_wrapper::InPlace<Ex>::throw_(
 168     exception_wrapper const* that) {
 169   throw that->buff_.as<Ex>(); // @nolint
 170 }
 171 template <class Ex>
 172 inline std::type_info const* exception_wrapper::InPlace<Ex>::type_(
 173     exception_wrapper const*) {
 174   return &typeid(Ex);
 175 }
 176 template <class Ex>
 177 inline std::exception const* exception_wrapper::InPlace<Ex>::get_exception_(
 178     exception_wrapper const* that) {
 179   return as_exception_or_null_(that->buff_.as<Ex>());
 180 }
 181 template <class Ex>
 182 inline exception_wrapper exception_wrapper::InPlace<Ex>::get_exception_ptr_(
 183     exception_wrapper const* that) {
 184   try {
 185     throw_(that);
 186   } catch (Ex const& ex) {
 187     return exception_wrapper{std::current_exception(), ex};
 188   }
 189 }
 190
 191 template <class Ex>
 192 [[noreturn]] inline void
 193 exception_wrapper::SharedPtr::Impl<Ex>::throw_() const {
 194   throw ex_; // @nolint
 195 }
 196 template <class Ex>
 197 inline std::exception const*
 198 exception_wrapper::SharedPtr::Impl<Ex>::get_exception_() const noexcept {
 199   return as_exception_or_null_(ex_);
 200 }
 201 template <class Ex>
 202 inline exception_wrapper
 203 exception_wrapper::SharedPtr::Impl<Ex>::get_exception_ptr_() const noexcept {
 204   try {
 205     throw_();
 206   } catch (Ex& ex) {
 207     return exception_wrapper{std::current_exception(), ex};
 208   }
 209 }
 210 inline void exception_wrapper::SharedPtr::copy_(
 211     exception_wrapper const* from, exception_wrapper* to) {
 212   ::new (static_cast<void*>(std::addressof(to->sptr_)))
 213       SharedPtr(from->sptr_);
 214 }
 215 inline void exception_wrapper::SharedPtr::move_(
 216     exception_wrapper* from, exception_wrapper* to) {
 217   ::new (static_cast<void*>(std::addressof(to->sptr_)))
 218       SharedPtr(std::move(from->sptr_));
 219   delete_(from);
 220 }
 221 inline void exception_wrapper::SharedPtr::delete_(
 222     exception_wrapper* that) {
 223   that->sptr_.~SharedPtr();
 224   that->vptr_ = &uninit_;
 225 }
 226 [[noreturn]] inline void exception_wrapper::SharedPtr::throw_(
 227     exception_wrapper const* that) {
 228   that->sptr_.ptr_->throw_();
 229   folly::assume_unreachable();
 230 }
 231 inline std::type_info const* exception_wrapper::SharedPtr::type_(
 232     exception_wrapper const* that) {
 233   return that->sptr_.ptr_->info_;
 234 }
 235 inline std::exception const* exception_wrapper::SharedPtr::get_exception_(
 236     exception_wrapper const* that) {
 237   return that->sptr_.ptr_->get_exception_();
 238 }
 239 inline exception_wrapper exception_wrapper::SharedPtr::get_exception_ptr_(
 240     exception_wrapper const* that) {
 241   return that->sptr_.ptr_->get_exception_ptr_();
 242 }
 243
 244 template <class Ex, class DEx>
 245 inline exception_wrapper::exception_wrapper(Ex&& ex, OnHeapTag)
 246     : sptr_{std::make_shared<SharedPtr::Impl<DEx>>(std::forward<Ex>(ex))},
 247       vptr_(&SharedPtr::ops_) {}
 248
 249 template <class Ex, class DEx>
 250 inline exception_wrapper::exception_wrapper(Ex&& ex, InSituTag)
 251     : buff_{in_place, std::forward<Ex>(ex)}, vptr_(&InPlace<DEx>::ops_) {}
 252
 253 inline exception_wrapper::exception_wrapper(exception_wrapper&& that) noexcept
 254     : exception_wrapper{} {
 255   (vptr_ = that.vptr_)->move_(&that, this); // Move into *this, won't throw
 256 }
 257
 258 inline exception_wrapper::exception_wrapper(
 259     exception_wrapper const& that) : exception_wrapper{} {
 260   that.vptr_->copy_(&that, this); // could throw
 261   vptr_ = that.vptr_;
 262 }
 263
 264 // If `this == &that`, this move assignment operator leaves the object in a
 265 // valid but unspecified state.
 266 inline exception_wrapper& exception_wrapper::operator=(
 267     exception_wrapper&& that) noexcept {
 268   vptr_->delete_(this); // Free the current exception
 269   (vptr_ = that.vptr_)->move_(&that, this); // Move into *this, won't throw
 270   return *this;
 271 }
 272
 273 inline exception_wrapper& exception_wrapper::operator=(
 274     exception_wrapper const& that) {
 275   exception_wrapper(that).swap(*this);
 276   return *this;
 277 }
 278
 279 inline exception_wrapper::~exception_wrapper() {
 280   reset();
 281 }
 282
 283 template <class Ex>
 284 inline exception_wrapper::exception_wrapper(std::exception_ptr ptr, Ex& ex)
 285     : eptr_{std::move(ptr), ExceptionPtr::as_int_(ex)},
 286       vptr_(&ExceptionPtr::ops_) {
 287   assert(eptr_.ptr_);
 288 }
 289
 290 template <
 291     class Ex,
 292     class Ex_,
 293     FOLLY_REQUIRES_DEF(
 294         Conjunction<
 295             exception_wrapper::IsStdException<Ex_>,
 296             exception_wrapper::IsRegularExceptionType<Ex_>>())>
 297 inline exception_wrapper::exception_wrapper(Ex&& ex)
 298     : exception_wrapper{std::forward<Ex>(ex), PlacementOf<Ex_>{}} {
 299   // Don't slice!!!
 300   assert(typeid(ex) == typeid(Ex_) ||
 301        !"Dynamic and static exception types don't match. Exception would "
 302         "be sliced when storing in exception_wrapper.");
 303 }
 304
 305 template <
 306     class Ex,
 307     class Ex_,
 308     FOLLY_REQUIRES_DEF(
 309         exception_wrapper::IsRegularExceptionType<Ex_>())>
 310 inline exception_wrapper::exception_wrapper(in_place_t, Ex&& ex)
 311     : exception_wrapper{std::forward<Ex>(ex), PlacementOf<Ex_>{}} {
 312   // Don't slice!!!
 313   assert(typeid(ex) == typeid(Ex_) ||
 314        !"Dynamic and static exception types don't match. Exception would "
 315         "be sliced when storing in exception_wrapper.");
 316 }
 317
 318 inline void exception_wrapper::swap(exception_wrapper& that) noexcept {
 319   exception_wrapper tmp(std::move(that));
 320   that = std::move(*this);
 321   *this = std::move(tmp);
 322 }
 323
 324 inline exception_wrapper::operator bool() const noexcept {
 325   return vptr_ != &uninit_;
 326 }
 327
 328 inline bool exception_wrapper::operator!() const noexcept {
 329   return !static_cast<bool>(*this);
 330 }
 331
 332 inline void exception_wrapper::reset() {
 333   vptr_->delete_(this);
 334 }
 335
 336 inline bool exception_wrapper::has_exception_ptr() const noexcept {
 337   return vptr_ == &ExceptionPtr::ops_;
 338 }
 339
 340 inline std::exception* exception_wrapper::get_exception() noexcept {
 341   return const_cast<std::exception*>(vptr_->get_exception_(this));
 342 }
 343 inline std::exception const* exception_wrapper::get_exception() const noexcept {
 344   return vptr_->get_exception_(this);
 345 }
 346
 347 inline std::exception_ptr const& exception_wrapper::to_exception_ptr()
 348     noexcept {
 349   // Computing an exception_ptr is expensive so cache the result.
 350   return (*this = vptr_->get_exception_ptr_(this)).eptr_.ptr_;
 351 }
 352 inline std::exception_ptr exception_wrapper::to_exception_ptr() const noexcept {
 353   return vptr_->get_exception_ptr_(this).eptr_.ptr_;
 354 }
 355
 356 inline std::type_info const& exception_wrapper::none() noexcept {
 357   return typeid(void);
 358 }
 359 inline std::type_info const& exception_wrapper::unknown() noexcept {
 360   return typeid(Unknown);
 361 }
 362
 363 inline std::type_info const& exception_wrapper::type() const noexcept {
 364   return *vptr_->type_(this);
 365 }
 366
 367 inline folly::fbstring exception_wrapper::what() const {
 368   if (auto e = get_exception()) {
 369     return class_name() + ": " + e->what();
 370   }
 371   return class_name();
 372 }
 373
 374 inline folly::fbstring exception_wrapper::class_name() const {
 375   auto& ti = type();
 376   return ti == none()
 377       ? ""
 378       : ti == unknown() ? "<unknown exception>" : folly::demangle(ti);
 379 }
 380
 381 template <class Ex>
 382 inline bool exception_wrapper::is_compatible_with() const noexcept {
 383   return with_exception([](Ex const&) {});
 384 }
 385
 386 [[noreturn]] inline void exception_wrapper::throwException() const {
 387   vptr_->throw_(this);
 388   onNoExceptionError();
 389 }
 390
 391 template <class CatchFn, bool IsConst>
 392 struct exception_wrapper::ExceptionTypeOf {
 393   using type = arg_type<_t<std::decay<CatchFn>>>;
 394   static_assert(
 395       std::is_reference<type>::value,
 396       "Always catch exceptions by reference.");
 397   static_assert(
 398       !IsConst || std::is_const<_t<std::remove_reference<type>>>::value,
 399       "handle() or with_exception() called on a const exception_wrapper "
 400       "and asked to catch a non-const exception. Handler will never fire. "
 401       "Catch exception by const reference to fix this.");
 402 };
 403
 404 // Nests a throw in the proper try/catch blocks
 405 template <bool IsConst>
 406 struct exception_wrapper::HandleReduce {
 407   bool* handled_;
 408
 409   template <
 410       class ThrowFn,
 411       class CatchFn,
 412       FOLLY_REQUIRES(!IsCatchAll<CatchFn>::value)>
 413   auto operator()(ThrowFn&& th, CatchFn& ca) const {
 414     using Ex = _t<ExceptionTypeOf<CatchFn, IsConst>>;
 415     return [ th = std::forward<ThrowFn>(th), &ca, handled_ = handled_ ] {
 416       try {
 417         th();
 418       } catch (Ex& e) {
 419         // If we got here because a catch function threw, rethrow.
 420         if (*handled_) {
 421           throw;
 422         }
 423         *handled_ = true;
 424         ca(e);
 425       }
 426     };
 427   }
 428
 429   template <
 430       class ThrowFn,
 431       class CatchFn,
 432       FOLLY_REQUIRES(IsCatchAll<CatchFn>::value)>
 433   auto operator()(ThrowFn&& th, CatchFn& ca) const {
 434     return [ th = std::forward<ThrowFn>(th), &ca, handled_ = handled_ ] {
 435       try {
 436         th();
 437       } catch (...) {
 438         // If we got here because a catch function threw, rethrow.
 439         if (*handled_) {
 440           throw;
 441         }
 442         *handled_ = true;
 443         ca();
 444       }
 445     };
 446   }
 447 };
 448
 449 // When all the handlers expect types derived from std::exception, we can
 450 // sometimes invoke the handlers without throwing any exceptions.
 451 template <bool IsConst>
 452 struct exception_wrapper::HandleStdExceptReduce {
 453   using StdEx = AddConstIf<IsConst, std::exception>;
 454
 455   template <
 456       class ThrowFn,
 457       class CatchFn,
 458       FOLLY_REQUIRES(!IsCatchAll<CatchFn>::value)>
 459   auto operator()(ThrowFn&& th, CatchFn& ca) const {
 460     using Ex = _t<ExceptionTypeOf<CatchFn, IsConst>>;
 461     return [ th = std::forward<ThrowFn>(th), &ca ](auto&& continuation)
 462         -> StdEx* {
 463       if (auto e = const_cast<StdEx*>(th(continuation))) {
 464         if (auto e2 = dynamic_cast<_t<std::add_pointer<Ex>>>(e)) {
 465           ca(*e2);
 466         } else {
 467           return e;
 468         }
 469       }
 470       return nullptr;
 471     };
 472   }
 473
 474   template <
 475       class ThrowFn,
 476       class CatchFn,
 477       FOLLY_REQUIRES(IsCatchAll<CatchFn>::value)>
 478   auto operator()(ThrowFn&& th, CatchFn& ca) const {
 479     return [ th = std::forward<ThrowFn>(th), &ca ](auto&&) -> StdEx* {
 480       // The following continuation causes ca() to execute if *this contains
 481       // an exception /not/ derived from std::exception.
 482       auto continuation = [&ca](StdEx* e) {
 483         return e != nullptr ? e : ((void)ca(), nullptr);
 484       };
 485       if (th(continuation) != nullptr) {
 486         ca();
 487       }
 488       return nullptr;
 489     };
 490   }
 491 };
 492
 493 // Called when some types in the catch clauses are not derived from
 494 // std::exception.
 495 template <class This, class... CatchFns>
 496 inline void exception_wrapper::handle_(
 497     std::false_type, This& this_, CatchFns&... fns) {
 498   bool handled = false;
 499   auto impl = exception_wrapper_detail::fold(
 500       HandleReduce<std::is_const<This>::value>{&handled},
 501       [&] { this_.throwException(); },
 502       fns...);
 503   impl();
 504 }
 505
 506 // Called when all types in the catch clauses are either derived from
 507 // std::exception or a catch-all clause.
 508 template <class This, class... CatchFns>
 509 inline void exception_wrapper::handle_(
 510     std::true_type, This& this_, CatchFns&... fns) {
 511   using StdEx = exception_wrapper_detail::
 512       AddConstIf<std::is_const<This>::value, std::exception>;
 513   auto impl = exception_wrapper_detail::fold(
 514       HandleStdExceptReduce<std::is_const<This>::value>{},
 515       [&](auto&& continuation) {
 516         return continuation(
 517             const_cast<StdEx*>(this_.vptr_->get_exception_(&this_)));
 518       },
 519       fns...);
 520   // This continuation gets evaluated if CatchFns... does not include a
 521   // catch-all handler. It is a no-op.
 522   auto continuation = [](StdEx* ex) { return ex; };
 523   if (StdEx* e = impl(continuation)) {
 524     throw *e; // Not handled. Throw.
 525   }
 526 }
 527
 528 namespace exception_wrapper_detail {
 529 template <class Ex, class Fn>
 530 struct catch_fn {
 531   Fn fn_;
 532   auto operator()(Ex& ex) {
 533     return fn_(ex);
 534   }
 535 };
 536
 537 template <class Ex, class Fn>
 538 inline catch_fn<Ex, Fn> catch_(Ex*, Fn fn) {
 539   return {std::move(fn)};
 540 }
 541 template <class Fn>
 542 inline Fn catch_(void const*, Fn fn) {
 543   return fn;
 544 }
 545 } // namespace exception_wrapper_detail
 546
 547 template <class Ex, class This, class Fn>
 548 inline bool exception_wrapper::with_exception_(This& this_, Fn fn_) {
 549   if (!this_) {
 550     return false;
 551   }
 552   bool handled = true;
 553   auto fn = exception_wrapper_detail::catch_(
 554       static_cast<Ex*>(nullptr), std::move(fn_));
 555   auto&& all = [&](...) { handled = false; };
 556   handle_(IsStdException<arg_type<decltype(fn)>>{}, this_, fn, all);
 557   return handled;
 558 }
 559
 560 template <class Ex, class Fn>
 561 inline bool exception_wrapper::with_exception(Fn fn) {
 562   return with_exception_<Ex>(*this, std::move(fn));
 563 }
 564 template <class Ex, class Fn>
 565 inline bool exception_wrapper::with_exception(Fn fn) const {
 566   return with_exception_<Ex const>(*this, std::move(fn));
 567 }
 568
 569 template <class... CatchFns>
 570 inline void exception_wrapper::handle(CatchFns... fns) {
 571   using AllStdEx =
 572       exception_wrapper_detail::AllOf<IsStdException, arg_type<CatchFns>...>;
 573   if (!*this) {
 574     onNoExceptionError();
 575   }
 576   this->handle_(AllStdEx{}, *this, fns...);
 577 }
 578 template <class... CatchFns>
 579 inline void exception_wrapper::handle(CatchFns... fns) const {
 580   using AllStdEx =
 581       exception_wrapper_detail::AllOf<IsStdException, arg_type<CatchFns>...>;
 582   if (!*this) {
 583     onNoExceptionError();
 584   }
 585   this->handle_(AllStdEx{}, *this, fns...);
 586 }
 587
 588 } // namespace folly