lib/Archive/ArchiveReader.cpp

   1 //===-- ArchiveReader.cpp - Read LLVM archive files -------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by Reid Spencer and is distributed under the
   6 // University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // Builds up standard unix archive files (.a) containing LLVM bytecode.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ArchiveInternals.h"
  15 #include "llvm/Bytecode/Reader.h"
  16
  17 using namespace llvm;
  18
  19 /// Read a variable-bit-rate encoded unsigned integer
  20 inline unsigned readInteger(const char*&At, const char*End) {
  21   unsigned Shift = 0;
  22   unsigned Result = 0;
  23
  24   do {
  25     if (At == End)
  26       throw std::string("Ran out of data reading vbr_uint!");
  27     Result |= (unsigned)((*At++) & 0x7F) << Shift;
  28     Shift += 7;
  29   } while (At[-1] & 0x80);
  30   return Result;
  31 }
  32
  33 // Completely parse the Archive's symbol table and populate symTab member var.
  34 void
  35 Archive::parseSymbolTable(const void* data, unsigned size) {
  36   const char* At = (const char*) data;
  37   const char* End = At + size;
  38   while (At < End) {
  39     unsigned offset = readInteger(At, End);
  40     unsigned length = readInteger(At, End);
  41     if (At + length > End)
  42       throw std::string("malformed symbol table");
  43     // we don't care if it can't be inserted (duplicate entry)
  44     symTab.insert(std::make_pair(std::string(At, length), offset));
  45     At += length;
  46   }
  47   symTabSize = size;
  48 }
  49
  50 // This member parses an ArchiveMemberHeader that is presumed to be pointed to
  51 // by At. The At pointer is updated to the byte just after the header, which
  52 // can be variable in size.
  53 ArchiveMember*
  54 Archive::parseMemberHeader(const char*& At, const char* End) {
  55   assert(At + sizeof(ArchiveMemberHeader) < End && "Not enough data");
  56
  57   // Cast archive member header
  58   ArchiveMemberHeader* Hdr = (ArchiveMemberHeader*)At;
  59   At += sizeof(ArchiveMemberHeader);
  60
  61   // Instantiate the ArchiveMember to be filled
  62   ArchiveMember* member = new ArchiveMember(this);
  63
  64   // Extract the size and determine if the file is
  65   // compressed or not (negative length).
  66   int flags = 0;
  67   int MemberSize = atoi(Hdr->size);
  68   if (MemberSize < 0) {
  69     flags |= ArchiveMember::CompressedFlag;
  70     MemberSize = -MemberSize;
  71   }
  72
  73   // Check the size of the member for sanity
  74   if (At + MemberSize > End)
  75     throw std::string("invalid member length in archive file");
  76
  77   // Check the member signature
  78   if (!Hdr->checkSignature())
  79     throw std::string("invalid file member signature");
  80
  81   // Convert and check the member name
  82   // The empty name ( '/' and 15 blanks) is for a foreign (non-LLVM) symbol
  83   // table. The special name "//" and 14 blanks is for a string table, used
  84   // for long file names. This library doesn't generate either of those but
  85   // it will accept them. If the name starts with #1/ and the remainder is
  86   // digits, then those digits specify the length of the name that is
  87   // stored immediately following the header. The special name
  88   // __LLVM_SYM_TAB__ identifies the symbol table for LLVM bytecode.
  89   // Anything else is a regular, short filename that is terminated with
  90   // a '/' and blanks.
  91
  92   std::string pathname;
  93   switch (Hdr->name[0]) {
  94     case '#':
  95       if (Hdr->name[1] == '1' && Hdr->name[2] == '/') {
  96         if (isdigit(Hdr->name[3])) {
  97           unsigned len = atoi(&Hdr->name[3]);
  98           pathname.assign(At, len);
  99           At += len;
 100           MemberSize -= len;
 101           flags |= ArchiveMember::HasLongFilenameFlag;
 102         } else
 103           throw std::string("invalid long filename");
 104       } else if (Hdr->name[1] == '_' &&
 105                  (0 == memcmp(Hdr->name, ARFILE_LLVM_SYMTAB_NAME, 16))) {
 106         // The member is using a long file name (>15 chars) format.
 107         // This format is standard for 4.4BSD and Mac OSX operating
 108         // systems. LLVM uses it similarly. In this format, the
 109         // remainder of the name field (after #1/) specifies the
 110         // length of the file name which occupy the first bytes of
 111         // the member's data. The pathname already has the #1/ stripped.
 112         pathname.assign(ARFILE_LLVM_SYMTAB_NAME);
 113         flags |= ArchiveMember::LLVMSymbolTableFlag;
 114       }
 115       break;
 116     case '/':
 117       if (Hdr->name[1]== '/') {
 118         if (0 == memcmp(Hdr->name, ARFILE_STRTAB_NAME, 16)) {
 119           pathname.assign(ARFILE_STRTAB_NAME);
 120           flags |= ArchiveMember::StringTableFlag;
 121         } else {
 122           throw std::string("invalid string table name");
 123         }
 124       } else if (Hdr->name[1] == ' ') {
 125         if (0 == memcmp(Hdr->name, ARFILE_SVR4_SYMTAB_NAME, 16)) {
 126           pathname.assign(ARFILE_SVR4_SYMTAB_NAME);
 127           flags |= ArchiveMember::SVR4SymbolTableFlag;
 128         } else {
 129           throw std::string("invalid SVR4 symbol table name");
 130         }
 131       } else if (isdigit(Hdr->name[1])) {
 132         unsigned index = atoi(&Hdr->name[1]);
 133         if (index < strtab.length()) {
 134           const char* namep = strtab.c_str() + index;
 135           const char* endp = strtab.c_str() + strtab.length();
 136           const char* p = namep;
 137           const char* last_p = p;
 138           while (p < endp) {
 139             if (*p == '\n' && *last_p == '/') {
 140               pathname.assign(namep, last_p - namep);
 141               flags |= ArchiveMember::HasLongFilenameFlag;
 142               break;
 143             }
 144             last_p = p;
 145             p++;
 146           }
 147           if (p >= endp)
 148             throw std::string("missing name termiantor in string table");
 149         } else {
 150           throw std::string("name index beyond string table");
 151         }
 152       }
 153       break;
 154     case '_':
 155       if (Hdr->name[1] == '_' &&
 156           (0 == memcmp(Hdr->name, ARFILE_BSD4_SYMTAB_NAME, 16))) {
 157         pathname.assign(ARFILE_BSD4_SYMTAB_NAME);
 158         flags |= ArchiveMember::BSD4SymbolTableFlag;
 159         break;
 160       }
 161       /* FALL THROUGH */
 162
 163     default:
 164       char* slash = (char*) memchr(Hdr->name, '/', 16);
 165       if (slash == 0)
 166         slash = Hdr->name + 16;
 167       pathname.assign(Hdr->name, slash - Hdr->name);
 168       break;
 169   }
 170
 171   // Determine if this is a bytecode file
 172   switch (sys::IdentifyFileType(At, 4)) {
 173     case sys::BytecodeFileType:
 174       flags |= ArchiveMember::BytecodeFlag;
 175       break;
 176     case sys::CompressedBytecodeFileType:
 177       flags |= ArchiveMember::CompressedBytecodeFlag;
 178       flags &= ~ArchiveMember::CompressedFlag;
 179       break;
 180     default:
 181       flags &= ~(ArchiveMember::BytecodeFlag|
 182                  ArchiveMember::CompressedBytecodeFlag);
 183       break;
 184   }
 185
 186   // Fill in fields of the ArchiveMember
 187   member->next = 0;
 188   member->prev = 0;
 189   member->parent = this;
 190   member->path.setFile(pathname);
 191   member->info.fileSize = MemberSize;
 192   member->info.modTime.fromEpochTime(atoi(Hdr->date));
 193   sscanf(Hdr->mode, "%o", &(member->info.mode));
 194   member->info.user = atoi(Hdr->uid);
 195   member->info.group = atoi(Hdr->gid);
 196   member->flags = flags;
 197   member->data = At;
 198
 199   return member;
 200 }
 201
 202 void
 203 Archive::checkSignature() {
 204   // Check the magic string at file's header
 205   if (mapfile->size() < 8 || memcmp(base, ARFILE_MAGIC, 8))
 206     throw std::string("invalid signature for an archive file");
 207 }
 208
 209 // This function loads the entire archive and fully populates its ilist with
 210 // the members of the archive file. This is typically used in preparation for
 211 // editing the contents of the archive.
 212 void
 213 Archive::loadArchive() {
 214
 215   // Set up parsing
 216   members.clear();
 217   symTab.clear();
 218   const char *At = base;
 219   const char *End = base + mapfile->size();
 220
 221   checkSignature();
 222   At += 8;  // Skip the magic string.
 223
 224   bool seenSymbolTable = false;
 225   bool foundFirstFile = false;
 226   while (At < End) {
 227     // parse the member header
 228     const char* Save = At;
 229     ArchiveMember* mbr = parseMemberHeader(At, End);
 230
 231     // check if this is the foreign symbol table
 232     if (mbr->isSVR4SymbolTable() || mbr->isBSD4SymbolTable()) {
 233       // We just save this but don't do anything special
 234       // with it. It doesn't count as the "first file".
 235       if (foreignST) {
 236         // What? Multiple foreign symbol tables? Just chuck it
 237         // and retain the last one found.
 238         delete foreignST;
 239       }
 240       foreignST = mbr;
 241       At += mbr->getSize();
 242       if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 243         At++;
 244     } else if (mbr->isStringTable()) {
 245       // Simply suck the entire string table into a string
 246       // variable. This will be used to get the names of the
 247       // members that use the "/ddd" format for their names
 248       // (SVR4 style long names).
 249       strtab.assign(At, mbr->getSize());
 250       At += mbr->getSize();
 251       if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 252         At++;
 253       delete mbr;
 254     } else if (mbr->isLLVMSymbolTable()) {
 255       // This is the LLVM symbol table for the archive. If we've seen it
 256       // already, its an error. Otherwise, parse the symbol table and move on.
 257       if (seenSymbolTable)
 258         throw std::string("invalid archive: multiple symbol tables");
 259       parseSymbolTable(mbr->getData(), mbr->getSize());
 260       seenSymbolTable = true;
 261       At += mbr->getSize();
 262       if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 263         At++;
 264       delete mbr; // We don't need this member in the list of members.
 265     } else {
 266       // This is just a regular file. If its the first one, save its offset.
 267       // Otherwise just push it on the list and move on to the next file.
 268       if (!foundFirstFile) {
 269         firstFileOffset = Save - base;
 270         foundFirstFile = true;
 271       }
 272       members.push_back(mbr);
 273       At += mbr->getSize();
 274       if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 275         At++;
 276     }
 277   }
 278 }
 279
 280 // Open and completely load the archive file.
 281 Archive*
 282 Archive::OpenAndLoad(const sys::Path& file, std::string* ErrorMessage) {
 283   try {
 284     std::auto_ptr<Archive> result ( new Archive(file, true));
 285     result->loadArchive();
 286     return result.release();
 287   } catch (const std::string& msg) {
 288     if (ErrorMessage) {
 289       *ErrorMessage = msg;
 290     }
 291     return 0;
 292   }
 293 }
 294
 295 // Get all the bytecode modules from the archive
 296 bool
 297 Archive::getAllModules(std::vector<Module*>& Modules, std::string* ErrMessage) {
 298
 299   for (iterator I=begin(), E=end(); I != E; ++I) {
 300     if (I->isBytecode() || I->isCompressedBytecode()) {
 301       std::string FullMemberName = archPath.toString() +
 302         "(" + I->getPath().toString() + ")";
 303       Module* M = ParseBytecodeBuffer((const unsigned char*)I->getData(),
 304           I->getSize(), FullMemberName, ErrMessage);
 305       if (!M)
 306         return true;
 307
 308       Modules.push_back(M);
 309     }
 310   }
 311   return false;
 312 }
 313
 314 // Load just the symbol table from the archive file
 315 void
 316 Archive::loadSymbolTable() {
 317
 318   // Set up parsing
 319   members.clear();
 320   symTab.clear();
 321   const char *At = base;
 322   const char *End = base + mapfile->size();
 323
 324   // Make sure we're dealing with an archive
 325   checkSignature();
 326
 327   At += 8; // Skip signature
 328
 329   // Parse the first file member header
 330   const char* FirstFile = At;
 331   ArchiveMember* mbr = parseMemberHeader(At, End);
 332
 333   if (mbr->isSVR4SymbolTable() || mbr->isBSD4SymbolTable()) {
 334     // Skip the foreign symbol table, we don't do anything with it
 335     At += mbr->getSize();
 336     if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 337       At++;
 338     delete mbr;
 339
 340     // Read the next one
 341     FirstFile = At;
 342     mbr = parseMemberHeader(At, End);
 343   }
 344
 345   if (mbr->isStringTable()) {
 346     // Process the string table entry
 347     strtab.assign((const char*)mbr->getData(), mbr->getSize());
 348     At += mbr->getSize();
 349     if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 350       At++;
 351     delete mbr;
 352     // Get the next one
 353     FirstFile = At;
 354     mbr = parseMemberHeader(At, End);
 355   }
 356
 357   // See if its the symbol table
 358   if (mbr->isLLVMSymbolTable()) {
 359     parseSymbolTable(mbr->getData(), mbr->getSize());
 360     At += mbr->getSize();
 361     if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 362       At++;
 363     FirstFile = At;
 364   } else {
 365     // There's no symbol table in the file. We have to rebuild it from scratch
 366     // because the intent of this method is to get the symbol table loaded so
 367     // it can be searched efficiently.
 368     // Add the member to the members list
 369     members.push_back(mbr);
 370   }
 371
 372   firstFileOffset = FirstFile - base;
 373 }
 374
 375 // Open the archive and load just the symbol tables
 376 Archive*
 377 Archive::OpenAndLoadSymbols(const sys::Path& file, std::string* ErrorMessage) {
 378   try {
 379     std::auto_ptr<Archive> result ( new Archive(file, true) );
 380     result->loadSymbolTable();
 381     return result.release();
 382   } catch (const std::string& msg) {
 383     if (ErrorMessage) {
 384       *ErrorMessage = msg;
 385     }
 386     return 0;
 387   }
 388 }
 389
 390 // Look up one symbol in the symbol table and return a ModuleProvider for the
 391 // module that defines that symbol.
 392 ModuleProvider*
 393 Archive::findModuleDefiningSymbol(const std::string& symbol) {
 394   SymTabType::iterator SI = symTab.find(symbol);
 395   if (SI == symTab.end())
 396     return 0;
 397
 398   // The symbol table was previously constructed assuming that the members were
 399   // written without the symbol table header. Because VBR encoding is used, the
 400   // values could not be adjusted to account for the offset of the symbol table
 401   // because that could affect the size of the symbol table due to VBR encoding.
 402   // We now have to account for this by adjusting the offset by the size of the
 403   // symbol table and its header.
 404   unsigned fileOffset =
 405     SI->second +                // offset in symbol-table-less file
 406     firstFileOffset;            // add offset to first "real" file in archive
 407
 408   // See if the module is already loaded
 409   ModuleMap::iterator MI = modules.find(fileOffset);
 410   if (MI != modules.end())
 411     return MI->second.first;
 412
 413   // Module hasn't been loaded yet, we need to load it
 414   const char* modptr = base + fileOffset;
 415   ArchiveMember* mbr = parseMemberHeader(modptr, base + mapfile->size());
 416
 417   // Now, load the bytecode module to get the ModuleProvider
 418   std::string FullMemberName = archPath.toString() + "(" +
 419     mbr->getPath().toString() + ")";
 420   ModuleProvider* mp = getBytecodeBufferModuleProvider(
 421       (const unsigned char*) mbr->getData(), mbr->getSize(),
 422       FullMemberName, 0);
 423
 424   modules.insert(std::make_pair(fileOffset, std::make_pair(mp, mbr)));
 425
 426   return mp;
 427 }
 428
 429 // Look up multiple symbols in the symbol table and return a set of
 430 // ModuleProviders that define those symbols.
 431 void
 432 Archive::findModulesDefiningSymbols(std::set<std::string>& symbols,
 433                                     std::set<ModuleProvider*>& result)
 434 {
 435   assert(mapfile && base && "Can't findModulesDefiningSymbols on new archive");
 436   if (symTab.empty()) {
 437     // We don't have a symbol table, so we must build it now but lets also
 438     // make sure that we populate the modules table as we do this to ensure
 439     // that we don't load them twice when findModuleDefiningSymbol is called
 440     // below.
 441
 442     // Get a pointer to the first file
 443     const char* At  = ((const char*)base) + firstFileOffset;
 444     const char* End = ((const char*)base) + mapfile->size();
 445
 446     while ( At < End) {
 447       // Compute the offset to be put in the symbol table
 448       unsigned offset = At - base - firstFileOffset;
 449
 450       // Parse the file's header
 451       ArchiveMember* mbr = parseMemberHeader(At, End);
 452
 453       // If it contains symbols
 454       if (mbr->isBytecode() || mbr->isCompressedBytecode()) {
 455         // Get the symbols
 456         std::vector<std::string> symbols;
 457         std::string FullMemberName = archPath.toString() + "(" +
 458           mbr->getPath().toString() + ")";
 459         ModuleProvider* MP = GetBytecodeSymbols((const unsigned char*)At,
 460             mbr->getSize(), FullMemberName, symbols);
 461
 462         if (MP) {
 463           // Insert the module's symbols into the symbol table
 464           for (std::vector<std::string>::iterator I = symbols.begin(),
 465                E=symbols.end(); I != E; ++I ) {
 466             symTab.insert(std::make_pair(*I, offset));
 467           }
 468           // Insert the ModuleProvider and the ArchiveMember into the table of
 469           // modules.
 470           modules.insert(std::make_pair(offset, std::make_pair(MP, mbr)));
 471         } else {
 472           throw std::string("Can't parse bytecode member: ") +
 473             mbr->getPath().toString();
 474         }
 475       }
 476
 477       // Go to the next file location
 478       At += mbr->getSize();
 479       if ((intptr_t(At) & 1) == 1)
 480         At++;
 481     }
 482   }
 483
 484   // At this point we have a valid symbol table (one way or another) so we
 485   // just use it to quickly find the symbols requested.
 486
 487   for (std::set<std::string>::iterator I=symbols.begin(),
 488        E=symbols.end(); I != E;) {
 489     // See if this symbol exists
 490     ModuleProvider* mp = findModuleDefiningSymbol(*I);
 491     if (mp) {
 492       // The symbol exists, insert the ModuleProvider into our result,
 493       // duplicates wil be ignored
 494       result.insert(mp);
 495
 496       // Remove the symbol now that its been resolved, being careful to
 497       // post-increment the iterator.
 498       symbols.erase(I++);
 499     } else {
 500       ++I;
 501     }
 502   }
 503 }