include/llvm/Object/ELF.h

   1 //===- ELF.h - ELF object file implementation -------------------*- 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 file declares the ELFFile template class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_OBJECT_ELF_H
  15 #define LLVM_OBJECT_ELF_H
  16
  17 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  18 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  19 #include "llvm/ADT/IntervalMap.h"
  20 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  22 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
  23 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  24 #include "llvm/Object/ELFTypes.h"
  25 #include "llvm/Object/Error.h"
  26 #include "llvm/Support/Casting.h"
  27 #include "llvm/Support/ELF.h"
  28 #include "llvm/Support/Endian.h"
  29 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  30 #include "llvm/Support/ErrorOr.h"
  31 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
  32 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  33 #include <algorithm>
  34 #include <limits>
  35 #include <utility>
  36
  37 namespace llvm {
  38 namespace object {
  39
  40 StringRef getELFRelocationTypeName(uint32_t Machine, uint32_t Type);
  41
  42 // Subclasses of ELFFile may need this for template instantiation
  43 inline std::pair<unsigned char, unsigned char>
  44 getElfArchType(StringRef Object) {
  45   if (Object.size() < ELF::EI_NIDENT)
  46     return std::make_pair((uint8_t)ELF::ELFCLASSNONE,
  47                           (uint8_t)ELF::ELFDATANONE);
  48   return std::make_pair((uint8_t)Object[ELF::EI_CLASS],
  49                         (uint8_t)Object[ELF::EI_DATA]);
  50 }
  51
  52 template <class ELFT>
  53 class ELFFile {
  54 public:
  55   LLVM_ELF_IMPORT_TYPES_ELFT(ELFT)
  56   typedef typename std::conditional<ELFT::Is64Bits,
  57                                     uint64_t, uint32_t>::type uintX_t;
  58
  59   /// \brief Iterate over constant sized entities.
  60   template <class EntT>
  61   class ELFEntityIterator {
  62   public:
  63     typedef ptrdiff_t difference_type;
  64     typedef EntT value_type;
  65     typedef std::forward_iterator_tag iterator_category;
  66     typedef value_type &reference;
  67     typedef value_type *pointer;
  68
  69     /// \brief Default construct iterator.
  70     ELFEntityIterator() : EntitySize(0), Current(nullptr) {}
  71     ELFEntityIterator(uintX_t EntSize, const char *Start)
  72         : EntitySize(EntSize), Current(Start) {}
  73
  74     reference operator *() {
  75       assert(Current && "Attempted to dereference an invalid iterator!");
  76       return *reinterpret_cast<pointer>(Current);
  77     }
  78
  79     pointer operator ->() {
  80       assert(Current && "Attempted to dereference an invalid iterator!");
  81       return reinterpret_cast<pointer>(Current);
  82     }
  83
  84     bool operator ==(const ELFEntityIterator &Other) {
  85       return Current == Other.Current;
  86     }
  87
  88     bool operator !=(const ELFEntityIterator &Other) {
  89       return !(*this == Other);
  90     }
  91
  92     ELFEntityIterator &operator ++() {
  93       assert(Current && "Attempted to increment an invalid iterator!");
  94       Current += EntitySize;
  95       return *this;
  96     }
  97
  98     ELFEntityIterator &operator+(difference_type n) {
  99       assert(Current && "Attempted to increment an invalid iterator!");
 100       Current += (n * EntitySize);
 101       return *this;
 102     }
 103
 104     ELFEntityIterator &operator-(difference_type n) {
 105       assert(Current && "Attempted to subtract an invalid iterator!");
 106       Current -= (n * EntitySize);
 107       return *this;
 108     }
 109
 110     ELFEntityIterator operator ++(int) {
 111       ELFEntityIterator Tmp = *this;
 112       ++*this;
 113       return Tmp;
 114     }
 115
 116     difference_type operator -(const ELFEntityIterator &Other) const {
 117       assert(EntitySize == Other.EntitySize &&
 118              "Subtracting iterators of different EntitySize!");
 119       return (Current - Other.Current) / EntitySize;
 120     }
 121
 122     const char *get() const { return Current; }
 123
 124     uintX_t getEntSize() const { return EntitySize; }
 125
 126   private:
 127     uintX_t EntitySize;
 128     const char *Current;
 129   };
 130
 131   typedef Elf_Ehdr_Impl<ELFT> Elf_Ehdr;
 132   typedef Elf_Shdr_Impl<ELFT> Elf_Shdr;
 133   typedef Elf_Sym_Impl<ELFT> Elf_Sym;
 134   typedef Elf_Dyn_Impl<ELFT> Elf_Dyn;
 135   typedef Elf_Phdr_Impl<ELFT> Elf_Phdr;
 136   typedef Elf_Rel_Impl<ELFT, false> Elf_Rel;
 137   typedef Elf_Rel_Impl<ELFT, true> Elf_Rela;
 138   typedef Elf_Verdef_Impl<ELFT> Elf_Verdef;
 139   typedef Elf_Verdaux_Impl<ELFT> Elf_Verdaux;
 140   typedef Elf_Verneed_Impl<ELFT> Elf_Verneed;
 141   typedef Elf_Vernaux_Impl<ELFT> Elf_Vernaux;
 142   typedef Elf_Versym_Impl<ELFT> Elf_Versym;
 143   typedef Elf_Hash_Impl<ELFT> Elf_Hash;
 144   typedef ELFEntityIterator<const Elf_Dyn> Elf_Dyn_Iter;
 145   typedef iterator_range<Elf_Dyn_Iter> Elf_Dyn_Range;
 146   typedef ELFEntityIterator<const Elf_Rela> Elf_Rela_Iter;
 147   typedef ELFEntityIterator<const Elf_Rel> Elf_Rel_Iter;
 148   typedef iterator_range<const Elf_Shdr *> Elf_Shdr_Range;
 149
 150   /// \brief Archive files are 2 byte aligned, so we need this for
 151   ///     PointerIntPair to work.
 152   template <typename T>
 153   class ArchivePointerTypeTraits {
 154   public:
 155     static inline const void *getAsVoidPointer(T *P) { return P; }
 156     static inline T *getFromVoidPointer(const void *P) {
 157       return static_cast<T *>(P);
 158     }
 159     enum { NumLowBitsAvailable = 1 };
 160   };
 161
 162   typedef iterator_range<const Elf_Sym *> Elf_Sym_Range;
 163
 164 private:
 165   typedef SmallVector<const Elf_Shdr *, 2> Sections_t;
 166   typedef DenseMap<unsigned, unsigned> IndexMap_t;
 167
 168   StringRef Buf;
 169
 170   const uint8_t *base() const {
 171     return reinterpret_cast<const uint8_t *>(Buf.data());
 172   }
 173
 174   const Elf_Ehdr *Header;
 175   const Elf_Shdr *SectionHeaderTable = nullptr;
 176   StringRef DotShstrtab;                    // Section header string table.
 177   StringRef DotStrtab;                      // Symbol header string table.
 178   const Elf_Shdr *dot_symtab_sec = nullptr; // Symbol table section.
 179   StringRef DynSymStrTab;                   // Dynnamic symbol string table.
 180   const Elf_Shdr *DotDynSymSec = nullptr;   // Dynamic symbol table section.
 181   const Elf_Hash *HashTable = nullptr;
 182
 183   const Elf_Shdr *SymbolTableSectionHeaderIndex = nullptr;
 184   DenseMap<const Elf_Sym *, ELF::Elf64_Word> ExtendedSymbolTable;
 185
 186   const Elf_Shdr *dot_gnu_version_sec = nullptr;   // .gnu.version
 187   const Elf_Shdr *dot_gnu_version_r_sec = nullptr; // .gnu.version_r
 188   const Elf_Shdr *dot_gnu_version_d_sec = nullptr; // .gnu.version_d
 189
 190   /// \brief Represents a region described by entries in the .dynamic table.
 191   struct DynRegionInfo {
 192     DynRegionInfo() : Addr(nullptr), Size(0), EntSize(0) {}
 193     /// \brief Address in current address space.
 194     const void *Addr;
 195     /// \brief Size in bytes of the region.
 196     uintX_t Size;
 197     /// \brief Size of each entity in the region.
 198     uintX_t EntSize;
 199   };
 200
 201   DynRegionInfo DynamicRegion;
 202   DynRegionInfo DynHashRegion;
 203   DynRegionInfo DynRelaRegion;
 204
 205   // Pointer to SONAME entry in dynamic string table
 206   // This is set the first time getLoadName is called.
 207   mutable const char *dt_soname = nullptr;
 208
 209   // Records for each version index the corresponding Verdef or Vernaux entry.
 210   // This is filled the first time LoadVersionMap() is called.
 211   class VersionMapEntry : public PointerIntPair<const void*, 1> {
 212     public:
 213     // If the integer is 0, this is an Elf_Verdef*.
 214     // If the integer is 1, this is an Elf_Vernaux*.
 215     VersionMapEntry() : PointerIntPair<const void*, 1>(nullptr, 0) { }
 216     VersionMapEntry(const Elf_Verdef *verdef)
 217         : PointerIntPair<const void*, 1>(verdef, 0) { }
 218     VersionMapEntry(const Elf_Vernaux *vernaux)
 219         : PointerIntPair<const void*, 1>(vernaux, 1) { }
 220     bool isNull() const { return getPointer() == nullptr; }
 221     bool isVerdef() const { return !isNull() && getInt() == 0; }
 222     bool isVernaux() const { return !isNull() && getInt() == 1; }
 223     const Elf_Verdef *getVerdef() const {
 224       return isVerdef() ? (const Elf_Verdef*)getPointer() : nullptr;
 225     }
 226     const Elf_Vernaux *getVernaux() const {
 227       return isVernaux() ? (const Elf_Vernaux*)getPointer() : nullptr;
 228     }
 229   };
 230   mutable SmallVector<VersionMapEntry, 16> VersionMap;
 231   void LoadVersionDefs(const Elf_Shdr *sec) const;
 232   void LoadVersionNeeds(const Elf_Shdr *ec) const;
 233   void LoadVersionMap() const;
 234
 235   void scanDynamicTable();
 236
 237 public:
 238   template<typename T>
 239   const T        *getEntry(uint32_t Section, uint32_t Entry) const;
 240   template <typename T>
 241   const T *getEntry(const Elf_Shdr *Section, uint32_t Entry) const;
 242
 243   const Elf_Shdr *getDotSymtabSec() const { return dot_symtab_sec; }
 244   const Elf_Shdr *getDotDynSymSec() const { return DotDynSymSec; }
 245   const Elf_Hash *getHashTable() const { return HashTable; }
 246
 247   ErrorOr<StringRef> getStringTable(const Elf_Shdr *Section) const;
 248   const char *getDynamicString(uintX_t Offset) const;
 249   ErrorOr<StringRef> getSymbolVersion(const Elf_Shdr *section,
 250                                       const Elf_Sym *Symb,
 251                                       bool &IsDefault) const;
 252   void VerifyStrTab(const Elf_Shdr *sh) const;
 253
 254   StringRef getRelocationTypeName(uint32_t Type) const;
 255   void getRelocationTypeName(uint32_t Type,
 256                              SmallVectorImpl<char> &Result) const;
 257
 258   /// \brief Get the symbol table section and symbol for a given relocation.
 259   template <class RelT>
 260   std::pair<const Elf_Shdr *, const Elf_Sym *>
 261   getRelocationSymbol(const Elf_Shdr *RelSec, const RelT *Rel) const;
 262
 263   ELFFile(StringRef Object, std::error_code &EC);
 264
 265   bool isMipsELF64() const {
 266     return Header->e_machine == ELF::EM_MIPS &&
 267       Header->getFileClass() == ELF::ELFCLASS64;
 268   }
 269
 270   bool isMips64EL() const {
 271     return Header->e_machine == ELF::EM_MIPS &&
 272       Header->getFileClass() == ELF::ELFCLASS64 &&
 273       Header->getDataEncoding() == ELF::ELFDATA2LSB;
 274   }
 275
 276   const Elf_Shdr *section_begin() const;
 277   const Elf_Shdr *section_end() const;
 278   Elf_Shdr_Range sections() const {
 279     return make_range(section_begin(), section_end());
 280   }
 281
 282   const Elf_Sym *symbol_begin() const;
 283   const Elf_Sym *symbol_end() const;
 284   Elf_Sym_Range symbols() const {
 285     return make_range(symbol_begin(), symbol_end());
 286   }
 287
 288   Elf_Dyn_Iter dynamic_table_begin() const;
 289   /// \param NULLEnd use one past the first DT_NULL entry as the end instead of
 290   /// the section size.
 291   Elf_Dyn_Iter dynamic_table_end(bool NULLEnd = false) const;
 292   Elf_Dyn_Range dynamic_table(bool NULLEnd = false) const {
 293     return make_range(dynamic_table_begin(), dynamic_table_end(NULLEnd));
 294   }
 295
 296   const Elf_Sym *dynamic_symbol_begin() const {
 297     if (!DotDynSymSec)
 298       return nullptr;
 299     if (DotDynSymSec->sh_entsize != sizeof(Elf_Sym))
 300       report_fatal_error("Invalid symbol size");
 301     return reinterpret_cast<const Elf_Sym *>(base() + DotDynSymSec->sh_offset);
 302   }
 303
 304   const Elf_Sym *dynamic_symbol_end() const {
 305     if (!DotDynSymSec)
 306       return nullptr;
 307     return reinterpret_cast<const Elf_Sym *>(base() + DotDynSymSec->sh_offset +
 308                                              DotDynSymSec->sh_size);
 309   }
 310
 311   Elf_Sym_Range dynamic_symbols() const {
 312     return make_range(dynamic_symbol_begin(), dynamic_symbol_end());
 313   }
 314
 315   Elf_Rela_Iter dyn_rela_begin() const {
 316     if (DynRelaRegion.Addr)
 317       return Elf_Rela_Iter(DynRelaRegion.EntSize,
 318         (const char *)DynRelaRegion.Addr);
 319     return Elf_Rela_Iter(0, nullptr);
 320   }
 321
 322   Elf_Rela_Iter dyn_rela_end() const {
 323     if (DynRelaRegion.Addr)
 324       return Elf_Rela_Iter(
 325         DynRelaRegion.EntSize,
 326         (const char *)DynRelaRegion.Addr + DynRelaRegion.Size);
 327     return Elf_Rela_Iter(0, nullptr);
 328   }
 329
 330   Elf_Rela_Iter rela_begin(const Elf_Shdr *sec) const {
 331     return Elf_Rela_Iter(sec->sh_entsize,
 332                          (const char *)(base() + sec->sh_offset));
 333   }
 334
 335   Elf_Rela_Iter rela_end(const Elf_Shdr *sec) const {
 336     return Elf_Rela_Iter(
 337         sec->sh_entsize,
 338         (const char *)(base() + sec->sh_offset + sec->sh_size));
 339   }
 340
 341   Elf_Rel_Iter rel_begin(const Elf_Shdr *sec) const {
 342     return Elf_Rel_Iter(sec->sh_entsize,
 343                         (const char *)(base() + sec->sh_offset));
 344   }
 345
 346   Elf_Rel_Iter rel_end(const Elf_Shdr *sec) const {
 347     return Elf_Rel_Iter(sec->sh_entsize,
 348                         (const char *)(base() + sec->sh_offset + sec->sh_size));
 349   }
 350
 351   /// \brief Iterate over program header table.
 352   typedef ELFEntityIterator<const Elf_Phdr> Elf_Phdr_Iter;
 353
 354   Elf_Phdr_Iter program_header_begin() const {
 355     return Elf_Phdr_Iter(Header->e_phentsize,
 356                          (const char*)base() + Header->e_phoff);
 357   }
 358
 359   Elf_Phdr_Iter program_header_end() const {
 360     return Elf_Phdr_Iter(Header->e_phentsize,
 361                          (const char*)base() +
 362                            Header->e_phoff +
 363                            (Header->e_phnum * Header->e_phentsize));
 364   }
 365
 366   uint64_t getNumSections() const;
 367   uintX_t getStringTableIndex() const;
 368   ELF::Elf64_Word getExtendedSymbolTableIndex(const Elf_Sym *symb) const;
 369   const Elf_Ehdr *getHeader() const { return Header; }
 370   ErrorOr<const Elf_Shdr *> getSection(const Elf_Sym *symb) const;
 371   ErrorOr<const Elf_Shdr *> getSection(uint32_t Index) const;
 372   const Elf_Sym *getSymbol(uint32_t index) const;
 373
 374   ErrorOr<StringRef> getStaticSymbolName(const Elf_Sym *Symb) const;
 375   ErrorOr<StringRef> getDynamicSymbolName(const Elf_Sym *Symb) const;
 376   ErrorOr<StringRef> getSymbolName(const Elf_Sym *Symb, bool IsDynamic) const;
 377
 378   ErrorOr<StringRef> getSectionName(const Elf_Shdr *Section) const;
 379   ErrorOr<ArrayRef<uint8_t> > getSectionContents(const Elf_Shdr *Sec) const;
 380   StringRef getLoadName() const;
 381 };
 382
 383 typedef ELFFile<ELFType<support::little, false>> ELF32LEFile;
 384 typedef ELFFile<ELFType<support::little, true>> ELF64LEFile;
 385 typedef ELFFile<ELFType<support::big, false>> ELF32BEFile;
 386 typedef ELFFile<ELFType<support::big, true>> ELF64BEFile;
 387
 388 // Iterate through the version definitions, and place each Elf_Verdef
 389 // in the VersionMap according to its index.
 390 template <class ELFT>
 391 void ELFFile<ELFT>::LoadVersionDefs(const Elf_Shdr *sec) const {
 392   unsigned vd_size = sec->sh_size;  // Size of section in bytes
 393   unsigned vd_count = sec->sh_info; // Number of Verdef entries
 394   const char *sec_start = (const char*)base() + sec->sh_offset;
 395   const char *sec_end = sec_start + vd_size;
 396   // The first Verdef entry is at the start of the section.
 397   const char *p = sec_start;
 398   for (unsigned i = 0; i < vd_count; i++) {
 399     if (p + sizeof(Elf_Verdef) > sec_end)
 400       report_fatal_error("Section ended unexpectedly while scanning "
 401                          "version definitions.");
 402     const Elf_Verdef *vd = reinterpret_cast<const Elf_Verdef *>(p);
 403     if (vd->vd_version != ELF::VER_DEF_CURRENT)
 404       report_fatal_error("Unexpected verdef version");
 405     size_t index = vd->vd_ndx & ELF::VERSYM_VERSION;
 406     if (index >= VersionMap.size())
 407       VersionMap.resize(index + 1);
 408     VersionMap[index] = VersionMapEntry(vd);
 409     p += vd->vd_next;
 410   }
 411 }
 412
 413 // Iterate through the versions needed section, and place each Elf_Vernaux
 414 // in the VersionMap according to its index.
 415 template <class ELFT>
 416 void ELFFile<ELFT>::LoadVersionNeeds(const Elf_Shdr *sec) const {
 417   unsigned vn_size = sec->sh_size;  // Size of section in bytes
 418   unsigned vn_count = sec->sh_info; // Number of Verneed entries
 419   const char *sec_start = (const char *)base() + sec->sh_offset;
 420   const char *sec_end = sec_start + vn_size;
 421   // The first Verneed entry is at the start of the section.
 422   const char *p = sec_start;
 423   for (unsigned i = 0; i < vn_count; i++) {
 424     if (p + sizeof(Elf_Verneed) > sec_end)
 425       report_fatal_error("Section ended unexpectedly while scanning "
 426                          "version needed records.");
 427     const Elf_Verneed *vn = reinterpret_cast<const Elf_Verneed *>(p);
 428     if (vn->vn_version != ELF::VER_NEED_CURRENT)
 429       report_fatal_error("Unexpected verneed version");
 430     // Iterate through the Vernaux entries
 431     const char *paux = p + vn->vn_aux;
 432     for (unsigned j = 0; j < vn->vn_cnt; j++) {
 433       if (paux + sizeof(Elf_Vernaux) > sec_end)
 434         report_fatal_error("Section ended unexpected while scanning auxiliary "
 435                            "version needed records.");
 436       const Elf_Vernaux *vna = reinterpret_cast<const Elf_Vernaux *>(paux);
 437       size_t index = vna->vna_other & ELF::VERSYM_VERSION;
 438       if (index >= VersionMap.size())
 439         VersionMap.resize(index + 1);
 440       VersionMap[index] = VersionMapEntry(vna);
 441       paux += vna->vna_next;
 442     }
 443     p += vn->vn_next;
 444   }
 445 }
 446
 447 template <class ELFT>
 448 void ELFFile<ELFT>::LoadVersionMap() const {
 449   // If there is no dynamic symtab or version table, there is nothing to do.
 450   if (!DotDynSymSec || !dot_gnu_version_sec)
 451     return;
 452
 453   // Has the VersionMap already been loaded?
 454   if (VersionMap.size() > 0)
 455     return;
 456
 457   // The first two version indexes are reserved.
 458   // Index 0 is LOCAL, index 1 is GLOBAL.
 459   VersionMap.push_back(VersionMapEntry());
 460   VersionMap.push_back(VersionMapEntry());
 461
 462   if (dot_gnu_version_d_sec)
 463     LoadVersionDefs(dot_gnu_version_d_sec);
 464
 465   if (dot_gnu_version_r_sec)
 466     LoadVersionNeeds(dot_gnu_version_r_sec);
 467 }
 468
 469 template <class ELFT>
 470 ELF::Elf64_Word
 471 ELFFile<ELFT>::getExtendedSymbolTableIndex(const Elf_Sym *symb) const {
 472   assert(symb->st_shndx == ELF::SHN_XINDEX);
 473   return ExtendedSymbolTable.lookup(symb);
 474 }
 475
 476 template <class ELFT>
 477 ErrorOr<const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Shdr *>
 478 ELFFile<ELFT>::getSection(const Elf_Sym *symb) const {
 479   uint32_t Index = symb->st_shndx;
 480   if (Index == ELF::SHN_XINDEX)
 481     return getSection(ExtendedSymbolTable.lookup(symb));
 482   if (Index == ELF::SHN_UNDEF || Index >= ELF::SHN_LORESERVE)
 483     return nullptr;
 484   return getSection(symb->st_shndx);
 485 }
 486
 487 template <class ELFT>
 488 const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Sym *
 489 ELFFile<ELFT>::getSymbol(uint32_t Index) const {
 490   return &*(symbol_begin() + Index);
 491 }
 492
 493 template <class ELFT>
 494 ErrorOr<ArrayRef<uint8_t> >
 495 ELFFile<ELFT>::getSectionContents(const Elf_Shdr *Sec) const {
 496   if (Sec->sh_offset + Sec->sh_size > Buf.size())
 497     return object_error::parse_failed;
 498   const uint8_t *Start = base() + Sec->sh_offset;
 499   return makeArrayRef(Start, Sec->sh_size);
 500 }
 501
 502 template <class ELFT>
 503 StringRef ELFFile<ELFT>::getRelocationTypeName(uint32_t Type) const {
 504   return getELFRelocationTypeName(Header->e_machine, Type);
 505 }
 506
 507 template <class ELFT>
 508 void ELFFile<ELFT>::getRelocationTypeName(uint32_t Type,
 509                                           SmallVectorImpl<char> &Result) const {
 510   if (!isMipsELF64()) {
 511     StringRef Name = getRelocationTypeName(Type);
 512     Result.append(Name.begin(), Name.end());
 513   } else {
 514     // The Mips N64 ABI allows up to three operations to be specified per
 515     // relocation record. Unfortunately there's no easy way to test for the
 516     // presence of N64 ELFs as they have no special flag that identifies them
 517     // as being N64. We can safely assume at the moment that all Mips
 518     // ELFCLASS64 ELFs are N64. New Mips64 ABIs should provide enough
 519     // information to disambiguate between old vs new ABIs.
 520     uint8_t Type1 = (Type >> 0) & 0xFF;
 521     uint8_t Type2 = (Type >> 8) & 0xFF;
 522     uint8_t Type3 = (Type >> 16) & 0xFF;
 523
 524     // Concat all three relocation type names.
 525     StringRef Name = getRelocationTypeName(Type1);
 526     Result.append(Name.begin(), Name.end());
 527
 528     Name = getRelocationTypeName(Type2);
 529     Result.append(1, '/');
 530     Result.append(Name.begin(), Name.end());
 531
 532     Name = getRelocationTypeName(Type3);
 533     Result.append(1, '/');
 534     Result.append(Name.begin(), Name.end());
 535   }
 536 }
 537
 538 template <class ELFT>
 539 template <class RelT>
 540 std::pair<const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Shdr *,
 541           const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Sym *>
 542 ELFFile<ELFT>::getRelocationSymbol(const Elf_Shdr *Sec, const RelT *Rel) const {
 543   if (!Sec->sh_link)
 544     return std::make_pair(nullptr, nullptr);
 545   ErrorOr<const Elf_Shdr *> SymTableOrErr = getSection(Sec->sh_link);
 546   if (std::error_code EC = SymTableOrErr.getError())
 547     report_fatal_error(EC.message());
 548   const Elf_Shdr *SymTable = *SymTableOrErr;
 549   return std::make_pair(
 550       SymTable, getEntry<Elf_Sym>(SymTable, Rel->getSymbol(isMips64EL())));
 551 }
 552
 553 template <class ELFT>
 554 uint64_t ELFFile<ELFT>::getNumSections() const {
 555   assert(Header && "Header not initialized!");
 556   if (Header->e_shnum == ELF::SHN_UNDEF && Header->e_shoff > 0) {
 557     assert(SectionHeaderTable && "SectionHeaderTable not initialized!");
 558     return SectionHeaderTable->sh_size;
 559   }
 560   return Header->e_shnum;
 561 }
 562
 563 template <class ELFT>
 564 typename ELFFile<ELFT>::uintX_t ELFFile<ELFT>::getStringTableIndex() const {
 565   if (Header->e_shnum == ELF::SHN_UNDEF) {
 566     if (Header->e_shstrndx == ELF::SHN_HIRESERVE)
 567       return SectionHeaderTable->sh_link;
 568     if (Header->e_shstrndx >= getNumSections())
 569       return 0;
 570   }
 571   return Header->e_shstrndx;
 572 }
 573
 574 template <class ELFT>
 575 ELFFile<ELFT>::ELFFile(StringRef Object, std::error_code &EC)
 576     : Buf(Object) {
 577   const uint64_t FileSize = Buf.size();
 578
 579   if (sizeof(Elf_Ehdr) > FileSize) {
 580     // File too short!
 581     EC = object_error::parse_failed;
 582     return;
 583   }
 584
 585   Header = reinterpret_cast<const Elf_Ehdr *>(base());
 586
 587   if (Header->e_shoff == 0) {
 588     scanDynamicTable();
 589     return;
 590   }
 591
 592   const uint64_t SectionTableOffset = Header->e_shoff;
 593
 594   if (SectionTableOffset + sizeof(Elf_Shdr) > FileSize) {
 595     // Section header table goes past end of file!
 596     EC = object_error::parse_failed;
 597     return;
 598   }
 599
 600   // The getNumSections() call below depends on SectionHeaderTable being set.
 601   SectionHeaderTable =
 602     reinterpret_cast<const Elf_Shdr *>(base() + SectionTableOffset);
 603   const uint64_t SectionTableSize = getNumSections() * Header->e_shentsize;
 604
 605   if (SectionTableOffset + SectionTableSize > FileSize) {
 606     // Section table goes past end of file!
 607     EC = object_error::parse_failed;
 608     return;
 609   }
 610
 611   // Scan sections for special sections.
 612
 613   for (const Elf_Shdr &Sec : sections()) {
 614     switch (Sec.sh_type) {
 615     case ELF::SHT_HASH:
 616       if (HashTable) {
 617         EC = object_error::parse_failed;
 618         return;
 619       }
 620       HashTable = reinterpret_cast<const Elf_Hash *>(base() + Sec.sh_offset);
 621       break;
 622     case ELF::SHT_SYMTAB_SHNDX:
 623       if (SymbolTableSectionHeaderIndex) {
 624         // More than one .symtab_shndx!
 625         EC = object_error::parse_failed;
 626         return;
 627       }
 628       SymbolTableSectionHeaderIndex = &Sec;
 629       break;
 630     case ELF::SHT_SYMTAB: {
 631       if (dot_symtab_sec) {
 632         // More than one .symtab!
 633         EC = object_error::parse_failed;
 634         return;
 635       }
 636       dot_symtab_sec = &Sec;
 637       ErrorOr<const Elf_Shdr *> SectionOrErr = getSection(Sec.sh_link);
 638       if ((EC = SectionOrErr.getError()))
 639         return;
 640       ErrorOr<StringRef> SymtabOrErr = getStringTable(*SectionOrErr);
 641       if ((EC = SymtabOrErr.getError()))
 642         return;
 643       DotStrtab = *SymtabOrErr;
 644     } break;
 645     case ELF::SHT_DYNSYM: {
 646       if (DotDynSymSec) {
 647         // More than one .dynsym!
 648         EC = object_error::parse_failed;
 649         return;
 650       }
 651       DotDynSymSec = &Sec;
 652       ErrorOr<const Elf_Shdr *> SectionOrErr = getSection(Sec.sh_link);
 653       if ((EC = SectionOrErr.getError()))
 654         return;
 655       ErrorOr<StringRef> SymtabOrErr = getStringTable(*SectionOrErr);
 656       if ((EC = SymtabOrErr.getError()))
 657         return;
 658       DynSymStrTab = *SymtabOrErr;
 659       break;
 660     }
 661     case ELF::SHT_DYNAMIC:
 662       if (DynamicRegion.Addr) {
 663         // More than one .dynamic!
 664         EC = object_error::parse_failed;
 665         return;
 666       }
 667       DynamicRegion.Addr = base() + Sec.sh_offset;
 668       DynamicRegion.Size = Sec.sh_size;
 669       DynamicRegion.EntSize = Sec.sh_entsize;
 670       break;
 671     case ELF::SHT_GNU_versym:
 672       if (dot_gnu_version_sec != nullptr) {
 673         // More than one .gnu.version section!
 674         EC = object_error::parse_failed;
 675         return;
 676       }
 677       dot_gnu_version_sec = &Sec;
 678       break;
 679     case ELF::SHT_GNU_verdef:
 680       if (dot_gnu_version_d_sec != nullptr) {
 681         // More than one .gnu.version_d section!
 682         EC = object_error::parse_failed;
 683         return;
 684       }
 685       dot_gnu_version_d_sec = &Sec;
 686       break;
 687     case ELF::SHT_GNU_verneed:
 688       if (dot_gnu_version_r_sec != nullptr) {
 689         // More than one .gnu.version_r section!
 690         EC = object_error::parse_failed;
 691         return;
 692       }
 693       dot_gnu_version_r_sec = &Sec;
 694       break;
 695     }
 696   }
 697
 698   // Get string table sections.
 699   ErrorOr<const Elf_Shdr *> StrTabSecOrErr = getSection(getStringTableIndex());
 700   if ((EC = StrTabSecOrErr.getError()))
 701     return;
 702
 703   ErrorOr<StringRef> SymtabOrErr = getStringTable(*StrTabSecOrErr);
 704   if ((EC = SymtabOrErr.getError()))
 705     return;
 706   DotShstrtab = *SymtabOrErr;
 707
 708   // Build symbol name side-mapping if there is one.
 709   if (SymbolTableSectionHeaderIndex) {
 710     const Elf_Word *ShndxTable = reinterpret_cast<const Elf_Word*>(base() +
 711                                       SymbolTableSectionHeaderIndex->sh_offset);
 712     for (const Elf_Sym &S : symbols()) {
 713       if (*ShndxTable != ELF::SHN_UNDEF)
 714         ExtendedSymbolTable[&S] = *ShndxTable;
 715       ++ShndxTable;
 716     }
 717   }
 718
 719   scanDynamicTable();
 720
 721   EC = std::error_code();
 722 }
 723
 724 template <class ELFT>
 725 void ELFFile<ELFT>::scanDynamicTable() {
 726   // Build load-address to file-offset map.
 727   typedef IntervalMap<
 728       uintX_t, uintptr_t,
 729       IntervalMapImpl::NodeSizer<uintX_t, uintptr_t>::LeafSize,
 730       IntervalMapHalfOpenInfo<uintX_t>> LoadMapT;
 731   typename LoadMapT::Allocator Alloc;
 732   LoadMapT LoadMap(Alloc);
 733
 734   for (Elf_Phdr_Iter PhdrI = program_header_begin(),
 735                      PhdrE = program_header_end();
 736        PhdrI != PhdrE; ++PhdrI) {
 737     if (PhdrI->p_type == ELF::PT_DYNAMIC) {
 738       DynamicRegion.Addr = base() + PhdrI->p_offset;
 739       DynamicRegion.Size = PhdrI->p_filesz;
 740       DynamicRegion.EntSize = sizeof(Elf_Dyn);
 741       continue;
 742     }
 743     if (PhdrI->p_type != ELF::PT_LOAD)
 744       continue;
 745     if (PhdrI->p_filesz == 0)
 746       continue;
 747     LoadMap.insert(PhdrI->p_vaddr, PhdrI->p_vaddr + PhdrI->p_filesz,
 748                    PhdrI->p_offset);
 749   }
 750
 751   auto toMappedAddr = [&](uint64_t VAddr) -> const uint8_t * {
 752     auto I = LoadMap.find(VAddr);
 753     if (I == LoadMap.end())
 754       return nullptr;
 755     return this->base() + I.value() + (VAddr - I.start());
 756   };
 757
 758   for (Elf_Dyn_Iter DynI = dynamic_table_begin(), DynE = dynamic_table_end();
 759        DynI != DynE; ++DynI) {
 760     switch (DynI->d_tag) {
 761     case ELF::DT_HASH:
 762       if (HashTable)
 763         continue;
 764       HashTable =
 765           reinterpret_cast<const Elf_Hash *>(toMappedAddr(DynI->getPtr()));
 766       break;
 767     case ELF::DT_RELA:
 768       if (!DynRelaRegion.Addr)
 769         DynRelaRegion.Addr = toMappedAddr(DynI->getPtr());
 770       break;
 771     case ELF::DT_RELASZ:
 772       DynRelaRegion.Size = DynI->getVal();
 773       break;
 774     case ELF::DT_RELAENT:
 775       DynRelaRegion.EntSize = DynI->getVal();
 776     }
 777   }
 778 }
 779
 780 template <class ELFT>
 781 const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Shdr *ELFFile<ELFT>::section_begin() const {
 782   if (Header->e_shentsize != sizeof(Elf_Shdr))
 783     report_fatal_error(
 784         "Invalid section header entry size (e_shentsize) in ELF header");
 785   return reinterpret_cast<const Elf_Shdr *>(base() + Header->e_shoff);
 786 }
 787
 788 template <class ELFT>
 789 const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Shdr *ELFFile<ELFT>::section_end() const {
 790   return section_begin() + getNumSections();
 791 }
 792
 793 template <class ELFT>
 794 const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Sym *ELFFile<ELFT>::symbol_begin() const {
 795   if (!dot_symtab_sec)
 796     return nullptr;
 797   if (dot_symtab_sec->sh_entsize != sizeof(Elf_Sym))
 798     report_fatal_error("Invalid symbol size");
 799   return reinterpret_cast<const Elf_Sym *>(base() + dot_symtab_sec->sh_offset);
 800 }
 801
 802 template <class ELFT>
 803 const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Sym *ELFFile<ELFT>::symbol_end() const {
 804   if (!dot_symtab_sec)
 805     return nullptr;
 806   return reinterpret_cast<const Elf_Sym *>(base() + dot_symtab_sec->sh_offset +
 807                                            dot_symtab_sec->sh_size);
 808 }
 809
 810 template <class ELFT>
 811 typename ELFFile<ELFT>::Elf_Dyn_Iter
 812 ELFFile<ELFT>::dynamic_table_begin() const {
 813   if (DynamicRegion.Addr)
 814     return Elf_Dyn_Iter(DynamicRegion.EntSize,
 815                         (const char *)DynamicRegion.Addr);
 816   return Elf_Dyn_Iter(0, nullptr);
 817 }
 818
 819 template <class ELFT>
 820 typename ELFFile<ELFT>::Elf_Dyn_Iter
 821 ELFFile<ELFT>::dynamic_table_end(bool NULLEnd) const {
 822   if (!DynamicRegion.Addr)
 823     return Elf_Dyn_Iter(0, nullptr);
 824   Elf_Dyn_Iter Ret(DynamicRegion.EntSize,
 825                     (const char *)DynamicRegion.Addr + DynamicRegion.Size);
 826
 827   if (NULLEnd) {
 828     Elf_Dyn_Iter Start = dynamic_table_begin();
 829     while (Start != Ret && Start->getTag() != ELF::DT_NULL)
 830       ++Start;
 831
 832     // Include the DT_NULL.
 833     if (Start != Ret)
 834       ++Start;
 835     Ret = Start;
 836   }
 837   return Ret;
 838 }
 839
 840 template <class ELFT>
 841 StringRef ELFFile<ELFT>::getLoadName() const {
 842   if (!dt_soname) {
 843     dt_soname = "";
 844     // Find the DT_SONAME entry
 845     for (const auto &Entry : dynamic_table())
 846       if (Entry.getTag() == ELF::DT_SONAME) {
 847         dt_soname = getDynamicString(Entry.getVal());
 848         break;
 849       }
 850   }
 851   return dt_soname;
 852 }
 853
 854 template <class ELFT>
 855 template <typename T>
 856 const T *ELFFile<ELFT>::getEntry(uint32_t Section, uint32_t Entry) const {
 857   ErrorOr<const Elf_Shdr *> Sec = getSection(Section);
 858   if (std::error_code EC = Sec.getError())
 859     report_fatal_error(EC.message());
 860   return getEntry<T>(*Sec, Entry);
 861 }
 862
 863 template <class ELFT>
 864 template <typename T>
 865 const T *ELFFile<ELFT>::getEntry(const Elf_Shdr *Section,
 866                                  uint32_t Entry) const {
 867   return reinterpret_cast<const T *>(base() + Section->sh_offset +
 868                                      (Entry * Section->sh_entsize));
 869 }
 870
 871 template <class ELFT>
 872 ErrorOr<const typename ELFFile<ELFT>::Elf_Shdr *>
 873 ELFFile<ELFT>::getSection(uint32_t Index) const {
 874   assert(SectionHeaderTable && "SectionHeaderTable not initialized!");
 875   if (Index >= getNumSections())
 876     return object_error::invalid_section_index;
 877
 878   return reinterpret_cast<const Elf_Shdr *>(
 879       reinterpret_cast<const char *>(SectionHeaderTable) +
 880       (Index * Header->e_shentsize));
 881 }
 882
 883 template <class ELFT>
 884 ErrorOr<StringRef>
 885 ELFFile<ELFT>::getStringTable(const Elf_Shdr *Section) const {
 886   if (Section->sh_type != ELF::SHT_STRTAB)
 887     return object_error::parse_failed;
 888   uint64_t Offset = Section->sh_offset;
 889   uint64_t Size = Section->sh_size;
 890   if (Offset + Size > Buf.size())
 891     return object_error::parse_failed;
 892   StringRef Data((const char *)base() + Section->sh_offset, Size);
 893   if (Data[Size - 1] != '\0')
 894     return object_error::string_table_non_null_end;
 895   return Data;
 896 }
 897
 898 template <class ELFT>
 899 const char *ELFFile<ELFT>::getDynamicString(uintX_t Offset) const {
 900   if (!DotDynSymSec || Offset >= DynSymStrTab.size())
 901     return nullptr;
 902   return (const char *)DynSymStrTab.begin() + Offset;
 903 }
 904
 905 template <class ELFT>
 906 ErrorOr<StringRef>
 907 ELFFile<ELFT>::getStaticSymbolName(const Elf_Sym *Symb) const {
 908   return Symb->getName(DotStrtab);
 909 }
 910
 911 template <class ELFT>
 912 ErrorOr<StringRef>
 913 ELFFile<ELFT>::getDynamicSymbolName(const Elf_Sym *Symb) const {
 914   return StringRef(getDynamicString(Symb->st_name));
 915 }
 916
 917 template <class ELFT>
 918 ErrorOr<StringRef> ELFFile<ELFT>::getSymbolName(const Elf_Sym *Symb,
 919                                                 bool IsDynamic) const {
 920   if (IsDynamic)
 921     return getDynamicSymbolName(Symb);
 922   return getStaticSymbolName(Symb);
 923 }
 924
 925 template <class ELFT>
 926 ErrorOr<StringRef>
 927 ELFFile<ELFT>::getSectionName(const Elf_Shdr *Section) const {
 928   uint32_t Offset = Section->sh_name;
 929   if (Offset >= DotShstrtab.size())
 930     return object_error::parse_failed;
 931   return StringRef(DotShstrtab.data() + Offset);
 932 }
 933
 934 template <class ELFT>
 935 ErrorOr<StringRef> ELFFile<ELFT>::getSymbolVersion(const Elf_Shdr *section,
 936                                                    const Elf_Sym *symb,
 937                                                    bool &IsDefault) const {
 938   StringRef StrTab;
 939   if (section) {
 940     ErrorOr<StringRef> StrTabOrErr = getStringTable(section);
 941     if (std::error_code EC = StrTabOrErr.getError())
 942       return EC;
 943     StrTab = *StrTabOrErr;
 944   }
 945   // Handle non-dynamic symbols.
 946   if (section != DotDynSymSec && section != nullptr) {
 947     // Non-dynamic symbols can have versions in their names
 948     // A name of the form 'foo@V1' indicates version 'V1', non-default.
 949     // A name of the form 'foo@@V2' indicates version 'V2', default version.
 950     ErrorOr<StringRef> SymName = symb->getName(StrTab);
 951     if (!SymName)
 952       return SymName;
 953     StringRef Name = *SymName;
 954     size_t atpos = Name.find('@');
 955     if (atpos == StringRef::npos) {
 956       IsDefault = false;
 957       return StringRef("");
 958     }
 959     ++atpos;
 960     if (atpos < Name.size() && Name[atpos] == '@') {
 961       IsDefault = true;
 962       ++atpos;
 963     } else {
 964       IsDefault = false;
 965     }
 966     return Name.substr(atpos);
 967   }
 968
 969   // This is a dynamic symbol. Look in the GNU symbol version table.
 970   if (!dot_gnu_version_sec) {
 971     // No version table.
 972     IsDefault = false;
 973     return StringRef("");
 974   }
 975
 976   // Determine the position in the symbol table of this entry.
 977   size_t entry_index =
 978       (reinterpret_cast<uintptr_t>(symb) - DotDynSymSec->sh_offset -
 979        reinterpret_cast<uintptr_t>(base())) /
 980       sizeof(Elf_Sym);
 981
 982   // Get the corresponding version index entry
 983   const Elf_Versym *vs = getEntry<Elf_Versym>(dot_gnu_version_sec, entry_index);
 984   size_t version_index = vs->vs_index & ELF::VERSYM_VERSION;
 985
 986   // Special markers for unversioned symbols.
 987   if (version_index == ELF::VER_NDX_LOCAL ||
 988       version_index == ELF::VER_NDX_GLOBAL) {
 989     IsDefault = false;
 990     return StringRef("");
 991   }
 992
 993   // Lookup this symbol in the version table
 994   LoadVersionMap();
 995   if (version_index >= VersionMap.size() || VersionMap[version_index].isNull())
 996     return object_error::parse_failed;
 997   const VersionMapEntry &entry = VersionMap[version_index];
 998
 999   // Get the version name string
1000   size_t name_offset;
1001   if (entry.isVerdef()) {
1002     // The first Verdaux entry holds the name.
1003     name_offset = entry.getVerdef()->getAux()->vda_name;
1004   } else {
1005     name_offset = entry.getVernaux()->vna_name;
1006   }
1007
1008   // Set IsDefault
1009   if (entry.isVerdef()) {
1010     IsDefault = !(vs->vs_index & ELF::VERSYM_HIDDEN);
1011   } else {
1012     IsDefault = false;
1013   }
1014
1015   if (name_offset >= DynSymStrTab.size())
1016     return object_error::parse_failed;
1017   return StringRef(getDynamicString(name_offset));
1018 }
1019
1020 /// This function returns the hash value for a symbol in the .dynsym section
1021 /// Name of the API remains consistent as specified in the libelf
1022 /// REF : http://www.sco.com/developers/gabi/latest/ch5.dynamic.html#hash
1023 static inline unsigned elf_hash(StringRef &symbolName) {
1024   unsigned h = 0, g;
1025   for (unsigned i = 0, j = symbolName.size(); i < j; i++) {
1026     h = (h << 4) + symbolName[i];
1027     g = h & 0xf0000000L;
1028     if (g != 0)
1029       h ^= g >> 24;
1030     h &= ~g;
1031   }
1032   return h;
1033 }
1034 } // end namespace object
1035 } // end namespace llvm
1036
1037 #endif