OSDN Git Service

Merge change 9641
[android-x86/dalvik.git] / vm / Exception.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008 The Android Open Source Project
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at
7  *
8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16 /*
17  * Exception handling.
18  */
19 #include "Dalvik.h"
20 #include "libdex/DexCatch.h"
21
22 #include <stdlib.h>
23
24 /*
25 Notes on Exception Handling
26
27 We have one fairly sticky issue to deal with: creating the exception stack
28 trace.  The trouble is that we need the current value of the program
29 counter for the method now being executed, but that's only held in a local
30 variable or hardware register in the main interpreter loop.
31
32 The exception mechanism requires that the current stack trace be associated
33 with a Throwable at the time the Throwable is constructed.  The construction
34 may or may not be associated with a throw.  We have three situations to
35 consider:
36
37  (1) A Throwable is created with a "new Throwable" statement in the
38      application code, for immediate or deferred use with a "throw" statement.
39  (2) The VM throws an exception from within the interpreter core, e.g.
40      after an integer divide-by-zero.
41  (3) The VM throws an exception from somewhere deeper down, e.g. while
42      trying to link a class.
43
44 We need to have the current value for the PC, which means that for
45 situation (3) the interpreter loop must copy it to an externally-accessible
46 location before handling any opcode that could cause the VM to throw
47 an exception.  We can't store it globally, because the various threads
48 would trample each other.  We can't store it in the Thread structure,
49 because it'll get overwritten as soon as the Throwable constructor starts
50 executing.  It needs to go on the stack, but our stack frames hold the
51 caller's *saved* PC, not the current PC.
52
53 Situation #1 doesn't require special handling.  Situation #2 could be dealt
54 with by passing the PC into the exception creation function.  The trick
55 is to solve situation #3 in a way that adds minimal overhead to common
56 operations.  Making it more costly to throw an exception is acceptable.
57
58 There are a few ways to deal with this:
59
60  (a) Change "savedPc" to "currentPc" in the stack frame.  All of the
61      stack logic gets offset by one frame.  The current PC is written
62      to the current stack frame when necessary.
63  (b) Write the current PC into the current stack frame, but without
64      replacing "savedPc".  The JNI local refs pointer, which is only
65      used for native code, can be overloaded to save space.
66  (c) In dvmThrowException(), push an extra stack frame on, with the
67      current PC in it.  The current PC is written into the Thread struct
68      when necessary, and copied out when the VM throws.
69  (d) Before doing something that might throw an exception, push a
70      temporary frame on with the saved PC in it.
71
72 Solution (a) is the simplest, but breaks Dalvik's goal of mingling native
73 and interpreted stacks.
74
75 Solution (b) retains the simplicity of (a) without rearranging the stack,
76 but now in some cases we're storing the PC twice, which feels wrong.
77
78 Solution (c) usually works, because we push the saved PC onto the stack
79 before the Throwable construction can overwrite the copy in Thread.  One
80 way solution (c) could break is:
81  - Interpreter saves the PC
82  - Execute some bytecode, which runs successfully (and alters the saved PC)
83  - Throw an exception before re-saving the PC (i.e in the same opcode)
84 This is a risk for anything that could cause <clinit> to execute, e.g.
85 executing a static method or accessing a static field.  Attemping to access
86 a field that doesn't exist in a class that does exist might cause this.
87 It may be possible to simply bracket the dvmCallMethod*() functions to
88 save/restore it.
89
90 Solution (d) incurs additional overhead, but may have other benefits (e.g.
91 it's easy to find the stack frames that should be removed before storage
92 in the Throwable).
93
94 Current plan is option (b), because it's simple, fast, and doesn't change
95 the way the stack works.
96 */
97
98 /* fwd */
99 static bool initException(Object* exception, const char* msg, Object* cause,
100     Thread* self);
101
102
103 /*
104  * Cache pointers to some of the exception classes we use locally.
105  *
106  * Note this is NOT called during dexopt optimization.  Some of the fields
107  * are initialized by the verifier (dvmVerifyCodeFlow).
108  */
109 bool dvmExceptionStartup(void)
110 {
111     gDvm.classJavaLangThrowable =
112         dvmFindSystemClassNoInit("Ljava/lang/Throwable;");
113     gDvm.classJavaLangRuntimeException =
114         dvmFindSystemClassNoInit("Ljava/lang/RuntimeException;");
115     gDvm.classJavaLangError =
116         dvmFindSystemClassNoInit("Ljava/lang/Error;");
117     gDvm.classJavaLangStackTraceElement =
118         dvmFindSystemClassNoInit("Ljava/lang/StackTraceElement;");
119     gDvm.classJavaLangStackTraceElementArray =
120         dvmFindArrayClass("[Ljava/lang/StackTraceElement;", NULL);
121     if (gDvm.classJavaLangThrowable == NULL ||
122         gDvm.classJavaLangStackTraceElement == NULL ||
123         gDvm.classJavaLangStackTraceElementArray == NULL)
124     {
125         LOGE("Could not find one or more essential exception classes\n");
126         return false;
127     }
128
129     /*
130      * Find the constructor.  Note that, unlike other saved method lookups,
131      * we're using a Method* instead of a vtable offset.  This is because
132      * constructors don't have vtable offsets.  (Also, since we're creating
133      * the object in question, it's impossible for anyone to sub-class it.)
134      */
135     Method* meth;
136     meth = dvmFindDirectMethodByDescriptor(gDvm.classJavaLangStackTraceElement,
137         "<init>", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;I)V");
138     if (meth == NULL) {
139         LOGE("Unable to find constructor for StackTraceElement\n");
140         return false;
141     }
142     gDvm.methJavaLangStackTraceElement_init = meth;
143
144     /* grab an offset for the stackData field */
145     gDvm.offJavaLangThrowable_stackState =
146         dvmFindFieldOffset(gDvm.classJavaLangThrowable,
147             "stackState", "Ljava/lang/Object;");
148     if (gDvm.offJavaLangThrowable_stackState < 0) {
149         LOGE("Unable to find Throwable.stackState\n");
150         return false;
151     }
152
153     /* and one for the message field, in case we want to show it */
154     gDvm.offJavaLangThrowable_message =
155         dvmFindFieldOffset(gDvm.classJavaLangThrowable,
156             "detailMessage", "Ljava/lang/String;");
157     if (gDvm.offJavaLangThrowable_message < 0) {
158         LOGE("Unable to find Throwable.detailMessage\n");
159         return false;
160     }
161
162     /* and one for the cause field, just 'cause */
163     gDvm.offJavaLangThrowable_cause =
164         dvmFindFieldOffset(gDvm.classJavaLangThrowable,
165             "cause", "Ljava/lang/Throwable;");
166     if (gDvm.offJavaLangThrowable_cause < 0) {
167         LOGE("Unable to find Throwable.cause\n");
168         return false;
169     }
170
171     return true;
172 }
173
174 /*
175  * Clean up.
176  */
177 void dvmExceptionShutdown(void)
178 {
179     // nothing to do
180 }
181
182
183 /*
184  * Create a Throwable and throw an exception in the current thread (where
185  * "throwing" just means "set the thread's exception pointer").
186  *
187  * "msg" and/or "cause" may be NULL.
188  *
189  * If we have a bad exception hierarchy -- something in Throwable.<init>
190  * is missing -- then every attempt to throw an exception will result
191  * in another exception.  Exceptions are generally allowed to "chain"
192  * to other exceptions, so it's hard to auto-detect this problem.  It can
193  * only happen if the system classes are broken, so it's probably not
194  * worth spending cycles to detect it.
195  *
196  * We do have one case to worry about: if the classpath is completely
197  * wrong, we'll go into a death spin during startup because we can't find
198  * the initial class and then we can't find NoClassDefFoundError.  We have
199  * to handle this case.
200  *
201  * [Do we want to cache pointers to common exception classes?]
202  */
203 void dvmThrowChainedException(const char* exceptionDescriptor, const char* msg,
204     Object* cause)
205 {
206     ClassObject* excepClass;
207
208     LOGV("THROW '%s' msg='%s' cause=%s\n",
209         exceptionDescriptor, msg,
210         (cause != NULL) ? cause->clazz->descriptor : "(none)");
211
212     if (gDvm.initializing) {
213         if (++gDvm.initExceptionCount >= 2) {
214             LOGE("Too many exceptions during init (failed on '%s' '%s')\n",
215                 exceptionDescriptor, msg);
216             dvmAbort();
217         }
218     }
219
220     excepClass = dvmFindSystemClass(exceptionDescriptor);
221     if (excepClass == NULL) {
222         /*
223          * We couldn't find the exception class.  The attempt to find a
224          * nonexistent class should have raised an exception.  If no
225          * exception is currently raised, then we're pretty clearly unable
226          * to throw ANY sort of exception, and we need to pack it in.
227          *
228          * If we were able to throw the "class load failed" exception,
229          * stick with that.  Ideally we'd stuff the original exception
230          * into the "cause" field, but since we can't find it we can't
231          * do that.  The exception class name should be in the "message"
232          * field.
233          */
234         if (!dvmCheckException(dvmThreadSelf())) {
235             LOGE("FATAL: unable to throw exception (failed on '%s' '%s')\n",
236                 exceptionDescriptor, msg);
237             dvmAbort();
238         }
239         return;
240     }
241
242     dvmThrowChainedExceptionByClass(excepClass, msg, cause);
243 }
244
245 /*
246  * Start/continue throwing process now that we have a class reference.
247  */
248 void dvmThrowChainedExceptionByClass(ClassObject* excepClass, const char* msg,
249     Object* cause)
250 {
251     Thread* self = dvmThreadSelf();
252     Object* exception;
253
254     /* make sure the exception is initialized */
255     if (!dvmIsClassInitialized(excepClass) && !dvmInitClass(excepClass)) {
256         LOGE("ERROR: unable to initialize exception class '%s'\n",
257             excepClass->descriptor);
258         if (strcmp(excepClass->descriptor, "Ljava/lang/InternalError;") == 0)
259             dvmAbort();
260         dvmThrowChainedException("Ljava/lang/InternalError;",
261             "failed to init original exception class", cause);
262         return;
263     }
264
265     exception = dvmAllocObject(excepClass, ALLOC_DEFAULT);
266     if (exception == NULL) {
267         /*
268          * We're in a lot of trouble.  We might be in the process of
269          * throwing an out-of-memory exception, in which case the
270          * pre-allocated object will have been thrown when our object alloc
271          * failed.  So long as there's an exception raised, return and
272          * allow the system to try to recover.  If not, something is broken
273          * and we need to bail out.
274          */
275         if (dvmCheckException(self))
276             goto bail;
277         LOGE("FATAL: unable to allocate exception '%s' '%s'\n",
278             excepClass->descriptor, msg != NULL ? msg : "(no msg)");
279         dvmAbort();
280     }
281
282     /*
283      * Init the exception.
284      */
285     if (gDvm.optimizing) {
286         /* need the exception object, but can't invoke interpreted code */
287         LOGV("Skipping init of exception %s '%s'\n",
288             excepClass->descriptor, msg);
289     } else {
290         assert(excepClass == exception->clazz);
291         if (!initException(exception, msg, cause, self)) {
292             /*
293              * Whoops.  If we can't initialize the exception, we can't use
294              * it.  If there's an exception already set, the constructor
295              * probably threw an OutOfMemoryError.
296              */
297             if (!dvmCheckException(self)) {
298                 /*
299                  * We're required to throw something, so we just
300                  * throw the pre-constructed internal error.
301                  */
302                 self->exception = gDvm.internalErrorObj;
303             }
304             goto bail;
305         }
306     }
307
308     self->exception = exception;
309
310 bail:
311     dvmReleaseTrackedAlloc(exception, self);
312 }
313
314 /*
315  * Throw the named exception using the dotted form of the class
316  * descriptor as the exception message, and with the specified cause.
317  */
318 void dvmThrowChainedExceptionWithClassMessage(const char* exceptionDescriptor,
319     const char* messageDescriptor, Object* cause)
320 {
321     char* message = dvmDescriptorToDot(messageDescriptor);
322
323     dvmThrowChainedException(exceptionDescriptor, message, cause);
324     free(message);
325 }
326
327 /*
328  * Like dvmThrowExceptionWithMessageFromDescriptor, but take a
329  * class object instead of a name.
330  */
331 void dvmThrowExceptionByClassWithClassMessage(ClassObject* exceptionClass,
332     const char* messageDescriptor)
333 {
334     char* message = dvmDescriptorToName(messageDescriptor);
335
336     dvmThrowExceptionByClass(exceptionClass, message);
337     free(message);
338 }
339
340 /*
341  * Initialize an exception with an appropriate constructor.
342  *
343  * "exception" is the exception object to initialize.
344  * Either or both of "msg" and "cause" may be null.
345  * "self" is dvmThreadSelf(), passed in so we don't have to look it up again.
346  *
347  * If the process of initializing the exception causes another
348  * exception (e.g., OutOfMemoryError) to be thrown, return an error
349  * and leave self->exception intact.
350  */
351 static bool initException(Object* exception, const char* msg, Object* cause,
352     Thread* self)
353 {
354     enum {
355         kInitUnknown,
356         kInitNoarg,
357         kInitMsg,
358         kInitMsgThrow,
359         kInitThrow
360     } initKind = kInitUnknown;
361     Method* initMethod = NULL;
362     ClassObject* excepClass = exception->clazz;
363     StringObject* msgStr = NULL;
364     bool result = false;
365     bool needInitCause = false;
366
367     assert(self != NULL);
368     assert(self->exception == NULL);
369
370     /* if we have a message, create a String */
371     if (msg == NULL)
372         msgStr = NULL;
373     else {
374         msgStr = dvmCreateStringFromCstr(msg, ALLOC_DEFAULT);
375         if (msgStr == NULL) {
376             LOGW("Could not allocate message string \"%s\" while "
377                     "throwing internal exception (%s)\n",
378                     msg, excepClass->descriptor);
379             goto bail;
380         }
381     }
382
383     if (cause != NULL) {
384         if (!dvmInstanceof(cause->clazz, gDvm.classJavaLangThrowable)) {
385             LOGE("Tried to init exception with cause '%s'\n",
386                 cause->clazz->descriptor);
387             dvmAbort();
388         }
389     }
390
391     /*
392      * The Throwable class has four public constructors:
393      *  (1) Throwable()
394      *  (2) Throwable(String message)
395      *  (3) Throwable(String message, Throwable cause)  (added in 1.4)
396      *  (4) Throwable(Throwable cause)                  (added in 1.4)
397      *
398      * The first two are part of the original design, and most exception
399      * classes should support them.  The third prototype was used by
400      * individual exceptions. e.g. ClassNotFoundException added it in 1.2.
401      * The general "cause" mechanism was added in 1.4.  Some classes,
402      * such as IllegalArgumentException, initially supported the first
403      * two, but added the second two in a later release.
404      *
405      * Exceptions may be picky about how their "cause" field is initialized.
406      * If you call ClassNotFoundException(String), it may choose to
407      * initialize its "cause" field to null.  Doing so prevents future
408      * calls to Throwable.initCause().
409      *
410      * So, if "cause" is not NULL, we need to look for a constructor that
411      * takes a throwable.  If we can't find one, we fall back on calling
412      * #1/#2 and making a separate call to initCause().  Passing a null ref
413      * for "message" into Throwable(String, Throwable) is allowed, but we
414      * prefer to use the Throwable-only version because it has different
415      * behavior.
416      *
417      * java.lang.TypeNotPresentException is a strange case -- it has #3 but
418      * not #2.  (Some might argue that the constructor is actually not #3,
419      * because it doesn't take the message string as an argument, but it
420      * has the same effect and we can work with it here.)
421      */
422     if (cause == NULL) {
423         if (msgStr == NULL) {
424             initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(excepClass, "<init>", "()V");
425             initKind = kInitNoarg;
426         } else {
427             initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(excepClass, "<init>",
428                             "(Ljava/lang/String;)V");
429             if (initMethod != NULL) {
430                 initKind = kInitMsg;
431             } else {
432                 /* no #2, try #3 */
433                 initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(excepClass, "<init>",
434                                 "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/Throwable;)V");
435                 if (initMethod != NULL)
436                     initKind = kInitMsgThrow;
437             }
438         }
439     } else {
440         if (msgStr == NULL) {
441             initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(excepClass, "<init>",
442                             "(Ljava/lang/Throwable;)V");
443             if (initMethod != NULL) {
444                 initKind = kInitThrow;
445             } else {
446                 initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(excepClass, "<init>", "()V");
447                 initKind = kInitNoarg;
448                 needInitCause = true;
449             }
450         } else {
451             initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(excepClass, "<init>",
452                             "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/Throwable;)V");
453             if (initMethod != NULL) {
454                 initKind = kInitMsgThrow;
455             } else {
456                 initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(excepClass, "<init>",
457                                 "(Ljava/lang/String;)V");
458                 initKind = kInitMsg;
459                 needInitCause = true;
460             }
461         }
462     }
463
464     if (initMethod == NULL) {
465         /*
466          * We can't find the desired constructor.  This can happen if a
467          * subclass of java/lang/Throwable doesn't define an expected
468          * constructor, e.g. it doesn't provide one that takes a string
469          * when a message has been provided.
470          */
471         LOGW("WARNING: exception class '%s' missing constructor "
472             "(msg='%s' kind=%d)\n",
473             excepClass->descriptor, msg, initKind);
474         assert(strcmp(excepClass->descriptor,
475                       "Ljava/lang/RuntimeException;") != 0);
476         dvmThrowChainedException("Ljava/lang/RuntimeException;", 
477             "re-throw on exception class missing constructor", NULL);
478         goto bail;
479     }
480
481     /*
482      * Call the constructor with the appropriate arguments.
483      */
484     JValue unused;
485     switch (initKind) {
486     case kInitNoarg:
487         LOGVV("+++ exc noarg (ic=%d)\n", needInitCause);
488         dvmCallMethod(self, initMethod, exception, &unused);
489         break;
490     case kInitMsg:
491         LOGVV("+++ exc msg (ic=%d)\n", needInitCause);
492         dvmCallMethod(self, initMethod, exception, &unused, msgStr);
493         break;
494     case kInitThrow:
495         LOGVV("+++ exc throw");
496         assert(!needInitCause);
497         dvmCallMethod(self, initMethod, exception, &unused, cause);
498         break;
499     case kInitMsgThrow:
500         LOGVV("+++ exc msg+throw");
501         assert(!needInitCause);
502         dvmCallMethod(self, initMethod, exception, &unused, msgStr, cause);
503         break;
504     default:
505         assert(false);
506         goto bail;
507     }
508
509     /*
510      * It's possible the constructor has thrown an exception.  If so, we
511      * return an error and let our caller deal with it.
512      */
513     if (self->exception != NULL) {
514         LOGW("Exception thrown (%s) while throwing internal exception (%s)\n",
515             self->exception->clazz->descriptor, exception->clazz->descriptor);
516         goto bail;
517     }
518
519     /*
520      * If this exception was caused by another exception, and we weren't
521      * able to find a cause-setting constructor, set the "cause" field
522      * with an explicit call.
523      */
524     if (needInitCause) {
525         Method* initCause;
526         initCause = dvmFindVirtualMethodHierByDescriptor(excepClass, "initCause",
527             "(Ljava/lang/Throwable;)Ljava/lang/Throwable;");
528         if (initCause != NULL) {
529             dvmCallMethod(self, initCause, exception, &unused, cause);
530             if (self->exception != NULL) {
531                 /* initCause() threw an exception; return an error and
532                  * let the caller deal with it.
533                  */
534                 LOGW("Exception thrown (%s) during initCause() "
535                         "of internal exception (%s)\n",
536                         self->exception->clazz->descriptor,
537                         exception->clazz->descriptor);
538                 goto bail;
539             }
540         } else {
541             LOGW("WARNING: couldn't find initCause in '%s'\n",
542                 excepClass->descriptor);
543         }
544     }
545
546
547     result = true;
548
549 bail:
550     dvmReleaseTrackedAlloc((Object*) msgStr, self);     // NULL is ok
551     return result;
552 }
553
554
555 /*
556  * Clear the pending exception and the "initExceptionCount" counter.  This
557  * is used by the optimization and verification code, which has to run with
558  * "initializing" set to avoid going into a death-spin if the "class not
559  * found" exception can't be found.
560  *
561  * This can also be called when the VM is in a "normal" state, e.g. when
562  * verifying classes that couldn't be verified at optimization time.  The
563  * reset of initExceptionCount should be harmless in that case.
564  */
565 void dvmClearOptException(Thread* self)
566 {
567     self->exception = NULL;
568     gDvm.initExceptionCount = 0;
569 }
570
571 /*
572  * Returns "true" if this is a "checked" exception, i.e. it's a subclass
573  * of Throwable (assumed) but not a subclass of RuntimeException or Error.
574  */
575 bool dvmIsCheckedException(const Object* exception)
576 {
577     if (dvmInstanceof(exception->clazz, gDvm.classJavaLangError) ||
578         dvmInstanceof(exception->clazz, gDvm.classJavaLangRuntimeException))
579     {
580         return false;
581     } else {
582         return true;
583     }
584 }
585
586 /*
587  * Wrap the now-pending exception in a different exception.  This is useful
588  * for reflection stuff that wants to hand a checked exception back from a
589  * method that doesn't declare it.
590  *
591  * If something fails, an (unchecked) exception related to that failure
592  * will be pending instead.
593  */
594 void dvmWrapException(const char* newExcepStr)
595 {
596     Thread* self = dvmThreadSelf();
597     Object* origExcep;
598     ClassObject* iteClass;
599
600     origExcep = dvmGetException(self);
601     dvmAddTrackedAlloc(origExcep, self);    // don't let the GC free it
602
603     dvmClearException(self);                // clear before class lookup
604     iteClass = dvmFindSystemClass(newExcepStr);
605     if (iteClass != NULL) {
606         Object* iteExcep;
607         Method* initMethod;
608
609         iteExcep = dvmAllocObject(iteClass, ALLOC_DEFAULT);
610         if (iteExcep != NULL) {
611             initMethod = dvmFindDirectMethodByDescriptor(iteClass, "<init>",
612                             "(Ljava/lang/Throwable;)V");
613             if (initMethod != NULL) {
614                 JValue unused;
615                 dvmCallMethod(self, initMethod, iteExcep, &unused,
616                     origExcep);
617
618                 /* if <init> succeeded, replace the old exception */
619                 if (!dvmCheckException(self))
620                     dvmSetException(self, iteExcep);
621             }
622             dvmReleaseTrackedAlloc(iteExcep, NULL);
623
624             /* if initMethod doesn't exist, or failed... */
625             if (!dvmCheckException(self))
626                 dvmSetException(self, origExcep);
627         } else {
628             /* leave OutOfMemoryError pending */
629         }
630     } else {
631         /* leave ClassNotFoundException pending */
632     }
633
634     assert(dvmCheckException(self));
635     dvmReleaseTrackedAlloc(origExcep, self);
636 }
637
638 /*
639  * Get the "cause" field from an exception.
640  *
641  * The Throwable class initializes the "cause" field to "this" to
642  * differentiate between being initialized to null and never being
643  * initialized.  We check for that here and convert it to NULL.
644  */
645 Object* dvmGetExceptionCause(const Object* exception)
646 {
647     if (!dvmInstanceof(exception->clazz, gDvm.classJavaLangThrowable)) {
648         LOGE("Tried to get cause from object of type '%s'\n",
649             exception->clazz->descriptor);
650         dvmAbort();
651     }
652     Object* cause =
653         dvmGetFieldObject(exception, gDvm.offJavaLangThrowable_cause);
654     if (cause == exception)
655         return NULL;
656     else
657         return cause;
658 }
659
660 /*
661  * Print the stack trace of the current exception on stderr.  This is called
662  * from the JNI ExceptionDescribe call.
663  *
664  * For consistency we just invoke the Throwable printStackTrace method,
665  * which might be overridden in the exception object.
666  *
667  * Exceptions thrown during the course of printing the stack trace are
668  * ignored.
669  */
670 void dvmPrintExceptionStackTrace(void)
671 {
672     Thread* self = dvmThreadSelf();
673     Object* exception;
674     Method* printMethod;
675
676     exception = self->exception;
677     if (exception == NULL)
678         return;
679
680     self->exception = NULL;
681     printMethod = dvmFindVirtualMethodHierByDescriptor(exception->clazz,
682                     "printStackTrace", "()V");
683     if (printMethod != NULL) {
684         JValue unused;
685         dvmCallMethod(self, printMethod, exception, &unused);
686     } else {
687         LOGW("WARNING: could not find printStackTrace in %s\n",
688             exception->clazz->descriptor);
689     }
690
691     if (self->exception != NULL) {
692         LOGI("NOTE: exception thrown while printing stack trace: %s\n",
693             self->exception->clazz->descriptor);
694     }
695
696     self->exception = exception;
697 }
698
699 /*
700  * Search the method's list of exceptions for a match.
701  *
702  * Returns the offset of the catch block on success, or -1 on failure.
703  */
704 static int findCatchInMethod(Thread* self, const Method* method, int relPc,
705     ClassObject* excepClass)
706 {
707     /*
708      * Need to clear the exception before entry.  Otherwise, dvmResolveClass
709      * might think somebody threw an exception while it was loading a class.
710      */
711     assert(!dvmCheckException(self));
712     assert(!dvmIsNativeMethod(method));
713
714     LOGVV("findCatchInMethod %s.%s excep=%s depth=%d\n",
715         method->clazz->descriptor, method->name, excepClass->descriptor,
716         dvmComputeExactFrameDepth(self->curFrame));
717
718     DvmDex* pDvmDex = method->clazz->pDvmDex;
719     const DexCode* pCode = dvmGetMethodCode(method);
720     DexCatchIterator iterator;
721
722     if (dexFindCatchHandler(&iterator, pCode, relPc)) {
723         for (;;) {
724             DexCatchHandler* handler = dexCatchIteratorNext(&iterator);
725
726             if (handler == NULL) {
727                 break;
728             }
729                 
730             if (handler->typeIdx == kDexNoIndex) {
731                 /* catch-all */
732                 LOGV("Match on catch-all block at 0x%02x in %s.%s for %s\n",
733                         relPc, method->clazz->descriptor,
734                         method->name, excepClass->descriptor);
735                 return handler->address;
736             }
737
738             ClassObject* throwable =
739                 dvmDexGetResolvedClass(pDvmDex, handler->typeIdx);
740             if (throwable == NULL) {
741                 /*
742                  * TODO: this behaves badly if we run off the stack
743                  * while trying to throw an exception.  The problem is
744                  * that, if we're in a class loaded by a class loader,
745                  * the call to dvmResolveClass has to ask the class
746                  * loader for help resolving any previously-unresolved
747                  * classes.  If this particular class loader hasn't
748                  * resolved StackOverflowError, it will call into
749                  * interpreted code, and blow up.
750                  *
751                  * We currently replace the previous exception with
752                  * the StackOverflowError, which means they won't be
753                  * catching it *unless* they explicitly catch
754                  * StackOverflowError, in which case we'll be unable
755                  * to resolve the class referred to by the "catch"
756                  * block.
757                  *
758                  * We end up getting a huge pile of warnings if we do
759                  * a simple synthetic test, because this method gets
760                  * called on every stack frame up the tree, and it
761                  * fails every time.
762                  *
763                  * This eventually bails out, effectively becoming an
764                  * uncatchable exception, so other than the flurry of
765                  * warnings it's not really a problem.  Still, we could
766                  * probably handle this better.
767                  */
768                 throwable = dvmResolveClass(method->clazz, handler->typeIdx,
769                     true);
770                 if (throwable == NULL) {
771                     /*
772                      * We couldn't find the exception they wanted in
773                      * our class files (or, perhaps, the stack blew up
774                      * while we were querying a class loader). Cough
775                      * up a warning, then move on to the next entry.
776                      * Keep the exception status clear.
777                      */
778                     LOGW("Could not resolve class ref'ed in exception "
779                             "catch list (class index %d, exception %s)\n",
780                             handler->typeIdx,
781                             (self->exception != NULL) ?
782                             self->exception->clazz->descriptor : "(none)");
783                     dvmClearException(self);
784                     continue;
785                 }
786             }
787
788             //LOGD("ADDR MATCH, check %s instanceof %s\n",
789             //    excepClass->descriptor, pEntry->excepClass->descriptor);
790
791             if (dvmInstanceof(excepClass, throwable)) {
792                 LOGV("Match on catch block at 0x%02x in %s.%s for %s\n",
793                         relPc, method->clazz->descriptor,
794                         method->name, excepClass->descriptor);
795                 return handler->address;
796             }
797         }
798     }
799
800     LOGV("No matching catch block at 0x%02x in %s for %s\n",
801         relPc, method->name, excepClass->descriptor);
802     return -1;
803 }
804
805 /*
806  * Find a matching "catch" block.  "pc" is the relative PC within the
807  * current method, indicating the offset from the start in 16-bit units.
808  *
809  * Returns the offset to the catch block, or -1 if we run up against a
810  * break frame without finding anything.
811  *
812  * The class resolution stuff we have to do while evaluating the "catch"
813  * blocks could cause an exception.  The caller should clear the exception
814  * before calling here and restore it after.
815  *
816  * Sets *newFrame to the frame pointer of the frame with the catch block.
817  * If "scanOnly" is false, self->curFrame is also set to this value.
818  */
819 int dvmFindCatchBlock(Thread* self, int relPc, Object* exception,
820     bool scanOnly, void** newFrame)
821 {
822     void* fp = self->curFrame;
823     int catchAddr = -1;
824
825     assert(!dvmCheckException(self));
826
827     while (true) {
828         StackSaveArea* saveArea = SAVEAREA_FROM_FP(fp);
829         catchAddr = findCatchInMethod(self, saveArea->method, relPc,
830                         exception->clazz);
831         if (catchAddr >= 0)
832             break;
833
834         /*
835          * Normally we'd check for ACC_SYNCHRONIZED methods and unlock
836          * them as we unroll.  Dalvik uses what amount to generated
837          * "finally" blocks to take care of this for us.
838          */
839
840         /* output method profiling info */
841         if (!scanOnly) {
842             TRACE_METHOD_UNROLL(self, saveArea->method);
843         }
844
845         /*
846          * Move up one frame.  If the next thing up is a break frame,
847          * break out now so we're left unrolled to the last method frame.
848          * We need to point there so we can roll up the JNI local refs
849          * if this was a native method.
850          */
851         assert(saveArea->prevFrame != NULL);
852         if (dvmIsBreakFrame(saveArea->prevFrame)) {
853             if (!scanOnly)
854                 break;      // bail with catchAddr == -1
855
856             /*
857              * We're scanning for the debugger.  It needs to know if this
858              * exception is going to be caught or not, and we need to figure
859              * out if it will be caught *ever* not just between the current
860              * position and the next break frame.  We can't tell what native
861              * code is going to do, so we assume it never catches exceptions.
862              *
863              * Start by finding an interpreted code frame.
864              */
865             fp = saveArea->prevFrame;           // this is the break frame
866             saveArea = SAVEAREA_FROM_FP(fp);
867             fp = saveArea->prevFrame;           // this may be a good one
868             while (fp != NULL) {
869                 if (!dvmIsBreakFrame(fp)) {
870                     saveArea = SAVEAREA_FROM_FP(fp);
871                     if (!dvmIsNativeMethod(saveArea->method))
872                         break;
873                 }
874
875                 fp = SAVEAREA_FROM_FP(fp)->prevFrame;
876             }
877             if (fp == NULL)
878                 break;      // bail with catchAddr == -1
879
880             /*
881              * Now fp points to the "good" frame.  When the interp code
882              * invoked the native code, it saved a copy of its current PC
883              * into xtra.currentPc.  Pull it out of there.
884              */
885             relPc =
886                 saveArea->xtra.currentPc - SAVEAREA_FROM_FP(fp)->method->insns;
887         } else {
888             fp = saveArea->prevFrame;
889
890             /* savedPc in was-current frame goes with method in now-current */
891             relPc = saveArea->savedPc - SAVEAREA_FROM_FP(fp)->method->insns;
892         }
893     }
894
895     if (!scanOnly)
896         self->curFrame = fp;
897
898     /*
899      * The class resolution in findCatchInMethod() could cause an exception.
900      * Clear it to be safe.
901      */
902     self->exception = NULL;
903
904     *newFrame = fp;
905     return catchAddr;
906 }
907
908 /*
909  * We have to carry the exception's stack trace around, but in many cases
910  * it will never be examined.  It makes sense to keep it in a compact,
911  * VM-specific object, rather than an array of Objects with strings.
912  *
913  * Pass in the thread whose stack we're interested in.  If "thread" is
914  * not self, the thread must be suspended.  This implies that the thread
915  * list lock is held, which means we can't allocate objects or we risk
916  * jamming the GC.  So, we allow this function to return different formats.
917  * (This shouldn't be called directly -- see the inline functions in the
918  * header file.)
919  *
920  * If "wantObject" is true, this returns a newly-allocated Object, which is
921  * presently an array of integers, but could become something else in the
922  * future.  If "wantObject" is false, return plain malloc data.
923  *
924  * NOTE: if we support class unloading, we will need to scan the class
925  * object references out of these arrays.
926  */
927 void* dvmFillInStackTraceInternal(Thread* thread, bool wantObject, int* pCount)
928 {
929     ArrayObject* stackData = NULL;
930     int* simpleData = NULL;
931     void* fp;
932     void* startFp;
933     int stackDepth;
934     int* intPtr;
935
936     if (pCount != NULL)
937         *pCount = 0;
938     fp = thread->curFrame;
939
940     assert(thread == dvmThreadSelf() || dvmIsSuspended(thread));
941
942     /*
943      * We're looking at a stack frame for code running below a Throwable
944      * constructor.  We want to remove the Throwable methods and the
945      * superclass initializations so the user doesn't see them when they
946      * read the stack dump.
947      *
948      * TODO: this just scrapes off the top layers of Throwable.  Might not do
949      * the right thing if we create an exception object or cause a VM
950      * exception while in a Throwable method.
951      */
952     while (fp != NULL) {
953         const StackSaveArea* saveArea = SAVEAREA_FROM_FP(fp);
954         const Method* method = saveArea->method;
955
956         if (dvmIsBreakFrame(fp))
957             break;
958         if (!dvmInstanceof(method->clazz, gDvm.classJavaLangThrowable))
959             break;
960         //LOGD("EXCEP: ignoring %s.%s\n",
961         //         method->clazz->descriptor, method->name);
962         fp = saveArea->prevFrame;
963     }
964     startFp = fp;
965
966     /*
967      * Compute the stack depth.
968      */
969     stackDepth = 0;
970     while (fp != NULL) {
971         const StackSaveArea* saveArea = SAVEAREA_FROM_FP(fp);
972
973         if (!dvmIsBreakFrame(fp))
974             stackDepth++;
975
976         assert(fp != saveArea->prevFrame);
977         fp = saveArea->prevFrame;
978     }
979     //LOGD("EXCEP: stack depth is %d\n", stackDepth);
980
981     if (!stackDepth)
982         goto bail;
983
984     /*
985      * We need to store a pointer to the Method and the program counter.
986      * We have 4-byte pointers, so we use '[I'.
987      */
988     if (wantObject) {
989         assert(sizeof(Method*) == 4);
990         stackData = dvmAllocPrimitiveArray('I', stackDepth*2, ALLOC_DEFAULT);
991         if (stackData == NULL) {
992             assert(dvmCheckException(dvmThreadSelf()));
993             goto bail;
994         }
995         intPtr = (int*) stackData->contents;
996     } else {
997         /* array of ints; first entry is stack depth */
998         assert(sizeof(Method*) == sizeof(int));
999         simpleData = (int*) malloc(sizeof(int) * stackDepth*2);
1000         if (simpleData == NULL)
1001             goto bail;
1002
1003         assert(pCount != NULL);
1004         intPtr = simpleData;
1005     }
1006     if (pCount != NULL)
1007         *pCount = stackDepth;
1008
1009     fp = startFp;
1010     while (fp != NULL) {
1011         const StackSaveArea* saveArea = SAVEAREA_FROM_FP(fp);
1012         const Method* method = saveArea->method;
1013
1014         if (!dvmIsBreakFrame(fp)) {
1015             //LOGD("EXCEP keeping %s.%s\n", method->clazz->descriptor,
1016             //         method->name);
1017
1018             *intPtr++ = (int) method;
1019             if (dvmIsNativeMethod(method)) {
1020                 *intPtr++ = 0;      /* no saved PC for native methods */
1021             } else {
1022                 assert(saveArea->xtra.currentPc >= method->insns &&
1023                         saveArea->xtra.currentPc < 
1024                         method->insns + dvmGetMethodInsnsSize(method));
1025                 *intPtr++ = (int) (saveArea->xtra.currentPc - method->insns);
1026             }
1027
1028             stackDepth--;       // for verification
1029         }
1030
1031         assert(fp != saveArea->prevFrame);
1032         fp = saveArea->prevFrame;
1033     }
1034     assert(stackDepth == 0);
1035
1036 bail:
1037     if (wantObject) {
1038         dvmReleaseTrackedAlloc((Object*) stackData, dvmThreadSelf());
1039         return stackData;
1040     } else {
1041         return simpleData;
1042     }
1043 }
1044
1045
1046 /*
1047  * Given an Object previously created by dvmFillInStackTrace(), use the
1048  * contents of the saved stack trace to generate an array of
1049  * java/lang/StackTraceElement objects.
1050  *
1051  * The returned array is not added to the "local refs" list.
1052  */
1053 ArrayObject* dvmGetStackTrace(const Object* ostackData)
1054 {
1055     const ArrayObject* stackData = (const ArrayObject*) ostackData;
1056     const int* intVals;
1057     int i, stackSize;
1058
1059     stackSize = stackData->length / 2;
1060     intVals = (const int*) stackData->contents;
1061     return dvmGetStackTraceRaw(intVals, stackSize);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Generate an array of StackTraceElement objects from the raw integer
1066  * data encoded by dvmFillInStackTrace().
1067  *
1068  * "intVals" points to the first {method,pc} pair.
1069  *
1070  * The returned array is not added to the "local refs" list.
1071  */
1072 ArrayObject* dvmGetStackTraceRaw(const int* intVals, int stackDepth)
1073 {
1074     ArrayObject* steArray = NULL;
1075     Object** stePtr;
1076     int i;
1077
1078     /* init this if we haven't yet */
1079     if (!dvmIsClassInitialized(gDvm.classJavaLangStackTraceElement))
1080         dvmInitClass(gDvm.classJavaLangStackTraceElement);
1081
1082     /* allocate a StackTraceElement array */
1083     steArray = dvmAllocArray(gDvm.classJavaLangStackTraceElementArray,
1084                     stackDepth, kObjectArrayRefWidth, ALLOC_DEFAULT);
1085     if (steArray == NULL)
1086         goto bail;
1087     stePtr = (Object**) steArray->contents;
1088
1089     /*
1090      * Allocate and initialize a StackTraceElement for each stack frame.
1091      * We use the standard constructor to configure the object.
1092      */
1093     for (i = 0; i < stackDepth; i++) {
1094         Object* ste;
1095         Method* meth;
1096         StringObject* className;
1097         StringObject* methodName;
1098         StringObject* fileName;
1099         int lineNumber, pc;
1100         const char* sourceFile;
1101         char* dotName;
1102
1103         ste = dvmAllocObject(gDvm.classJavaLangStackTraceElement,ALLOC_DEFAULT);
1104         if (ste == NULL)
1105             goto bail;
1106
1107         meth = (Method*) *intVals++;
1108         pc = *intVals++;
1109
1110         if (pc == -1)      // broken top frame?
1111             lineNumber = 0;
1112         else
1113             lineNumber = dvmLineNumFromPC(meth, pc);
1114
1115         dotName = dvmDescriptorToDot(meth->clazz->descriptor);
1116         className = dvmCreateStringFromCstr(dotName, ALLOC_DEFAULT);
1117         free(dotName);
1118
1119         methodName = dvmCreateStringFromCstr(meth->name, ALLOC_DEFAULT);
1120         sourceFile = dvmGetMethodSourceFile(meth);
1121         if (sourceFile != NULL)
1122             fileName = dvmCreateStringFromCstr(sourceFile, ALLOC_DEFAULT);
1123         else
1124             fileName = NULL;
1125
1126         /*
1127          * Invoke:
1128          *  public StackTraceElement(String declaringClass, String methodName,
1129          *      String fileName, int lineNumber)
1130          * (where lineNumber==-2 means "native")
1131          */
1132         JValue unused;
1133         dvmCallMethod(dvmThreadSelf(), gDvm.methJavaLangStackTraceElement_init,
1134             ste, &unused, className, methodName, fileName, lineNumber);
1135
1136         dvmReleaseTrackedAlloc(ste, NULL);
1137         dvmReleaseTrackedAlloc((Object*) className, NULL);
1138         dvmReleaseTrackedAlloc((Object*) methodName, NULL);
1139         dvmReleaseTrackedAlloc((Object*) fileName, NULL);
1140
1141         if (dvmCheckException(dvmThreadSelf()))
1142             goto bail;
1143
1144         *stePtr++ = ste;
1145     }
1146
1147 bail:
1148     dvmReleaseTrackedAlloc((Object*) steArray, NULL);
1149     return steArray;
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Dump the contents of a raw stack trace to the log.
1154  */
1155 void dvmLogRawStackTrace(const int* intVals, int stackDepth)
1156 {
1157     int i;
1158
1159     /*
1160      * Run through the array of stack frame data.
1161      */
1162     for (i = 0; i < stackDepth; i++) {
1163         Method* meth;
1164         int lineNumber, pc;
1165         const char* sourceFile;
1166         char* dotName;
1167
1168         meth = (Method*) *intVals++;
1169         pc = *intVals++;
1170
1171         if (pc == -1)      // broken top frame?
1172             lineNumber = 0;
1173         else
1174             lineNumber = dvmLineNumFromPC(meth, pc);
1175
1176         // probably don't need to do this, but it looks nicer
1177         dotName = dvmDescriptorToDot(meth->clazz->descriptor);
1178
1179         if (dvmIsNativeMethod(meth)) {
1180             LOGI("\tat %s.%s(Native Method)\n", dotName, meth->name);
1181         } else {
1182             LOGI("\tat %s.%s(%s:%d)\n",
1183                 dotName, meth->name, dvmGetMethodSourceFile(meth),
1184                 dvmLineNumFromPC(meth, pc));
1185         }
1186
1187         free(dotName);
1188
1189         sourceFile = dvmGetMethodSourceFile(meth);
1190     }
1191 }
1192
1193 /*
1194  * Print the direct stack trace of the given exception to the log.
1195  */
1196 static void logStackTraceOf(Object* exception)
1197 {
1198     const ArrayObject* stackData;
1199     StringObject* messageStr;
1200     int stackSize;
1201     const int* intVals;
1202
1203     messageStr = (StringObject*) dvmGetFieldObject(exception,
1204                     gDvm.offJavaLangThrowable_message);
1205     if (messageStr != NULL) {
1206         char* cp = dvmCreateCstrFromString(messageStr);
1207         LOGI("%s: %s\n", exception->clazz->descriptor, cp);
1208         free(cp);
1209     } else {
1210         LOGI("%s:\n", exception->clazz->descriptor);
1211     }
1212
1213     stackData = (const ArrayObject*) dvmGetFieldObject(exception,
1214                     gDvm.offJavaLangThrowable_stackState);
1215     if (stackData == NULL) {
1216         LOGI("  (no stack trace data found)\n");
1217         return;
1218     }
1219
1220     stackSize = stackData->length / 2;
1221     intVals = (const int*) stackData->contents;
1222
1223     dvmLogRawStackTrace(intVals, stackSize);
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Print the stack trace of the current thread's exception, as well as
1228  * the stack traces of any chained exceptions, to the log. We extract
1229  * the stored stack trace and process it internally instead of calling
1230  * interpreted code.
1231  */
1232 void dvmLogExceptionStackTrace(void)
1233 {
1234     Object* exception = dvmThreadSelf()->exception;
1235     Object* cause;
1236
1237     if (exception == NULL) {
1238         LOGW("tried to log a null exception?\n");
1239         return;
1240     }
1241
1242     for (;;) {
1243         logStackTraceOf(exception);
1244         cause = dvmGetExceptionCause(exception);
1245         if (cause == NULL) {
1246             break;
1247         }
1248         LOGI("Caused by:\n");
1249         exception = cause;
1250     }
1251 }
1252