include/llvm/Object/RelocVisitor.h

   1 //===-- RelocVisitor.h - Visitor for object file relocations -*- 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 provides a wrapper around all the different types of relocations
  11 // in different file formats, such that a client can handle them in a unified
  12 // manner by only implementing a minimal number of functions.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_OBJECT_RELOCVISITOR_H
  17 #define LLVM_OBJECT_RELOCVISITOR_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
  20 #include "llvm/Object/COFF.h"
  21 #include "llvm/Object/ELFObjectFile.h"
  22 #include "llvm/Object/MachO.h"
  23 #include "llvm/Object/ObjectFile.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/ELF.h"
  26 #include "llvm/Support/MachO.h"
  27 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  28
  29 namespace llvm {
  30 namespace object {
  31
  32 struct RelocToApply {
  33   // The computed value after applying the relevant relocations.
  34   int64_t Value;
  35
  36   // The width of the value; how many bytes to touch when applying the
  37   // relocation.
  38   char Width;
  39   RelocToApply(int64_t Value, char Width) : Value(Value), Width(Width) {}
  40   RelocToApply() : Value(0), Width(0) {}
  41 };
  42
  43 /// @brief Base class for object file relocation visitors.
  44 class RelocVisitor {
  45 public:
  46   explicit RelocVisitor(const ObjectFile &Obj)
  47     : ObjToVisit(Obj), HasError(false) {}
  48
  49   // TODO: Should handle multiple applied relocations via either passing in the
  50   // previously computed value or just count paired relocations as a single
  51   // visit.
  52   RelocToApply visit(uint32_t RelocType, RelocationRef R, uint64_t Value = 0) {
  53     if (isa<ELFObjectFileBase>(ObjToVisit))
  54       return visitELF(RelocType, R, Value);
  55     if (isa<COFFObjectFile>(ObjToVisit))
  56       return visitCOFF(RelocType, R, Value);
  57     if (isa<MachOObjectFile>(ObjToVisit))
  58       return visitMachO(RelocType, R, Value);
  59
  60     HasError = true;
  61     return RelocToApply();
  62   }
  63
  64   bool error() { return HasError; }
  65
  66 private:
  67   const ObjectFile &ObjToVisit;
  68   bool HasError;
  69
  70   RelocToApply visitELF(uint32_t RelocType, RelocationRef R, uint64_t Value) {
  71     if (ObjToVisit.getBytesInAddress() == 8) { // 64-bit object file
  72       switch (ObjToVisit.getArch()) {
  73       case Triple::x86_64:
  74         switch (RelocType) {
  75         case llvm::ELF::R_X86_64_NONE:
  76           return visitELF_X86_64_NONE(R);
  77         case llvm::ELF::R_X86_64_64:
  78           return visitELF_X86_64_64(R, Value);
  79         case llvm::ELF::R_X86_64_PC32:
  80           return visitELF_X86_64_PC32(R, Value);
  81         case llvm::ELF::R_X86_64_32:
  82           return visitELF_X86_64_32(R, Value);
  83         case llvm::ELF::R_X86_64_32S:
  84           return visitELF_X86_64_32S(R, Value);
  85         default:
  86           HasError = true;
  87           return RelocToApply();
  88         }
  89       case Triple::aarch64:
  90         switch (RelocType) {
  91         case llvm::ELF::R_AARCH64_ABS32:
  92           return visitELF_AARCH64_ABS32(R, Value);
  93         case llvm::ELF::R_AARCH64_ABS64:
  94           return visitELF_AARCH64_ABS64(R, Value);
  95         default:
  96           HasError = true;
  97           return RelocToApply();
  98         }
  99       case Triple::mips64el:
 100       case Triple::mips64:
 101         switch (RelocType) {
 102         case llvm::ELF::R_MIPS_32:
 103           return visitELF_MIPS_32(R, Value);
 104         case llvm::ELF::R_MIPS_64:
 105           return visitELF_MIPS_64(R, Value);
 106         default:
 107           HasError = true;
 108           return RelocToApply();
 109         }
 110       case Triple::ppc64le:
 111       case Triple::ppc64:
 112         switch (RelocType) {
 113         case llvm::ELF::R_PPC64_ADDR32:
 114           return visitELF_PPC64_ADDR32(R, Value);
 115         case llvm::ELF::R_PPC64_ADDR64:
 116           return visitELF_PPC64_ADDR64(R, Value);
 117         default:
 118           HasError = true;
 119           return RelocToApply();
 120         }
 121       case Triple::systemz:
 122         switch (RelocType) {
 123         case llvm::ELF::R_390_32:
 124           return visitELF_390_32(R, Value);
 125         case llvm::ELF::R_390_64:
 126           return visitELF_390_64(R, Value);
 127         default:
 128           HasError = true;
 129           return RelocToApply();
 130         }
 131       case Triple::sparcv9:
 132         switch (RelocType) {
 133         case llvm::ELF::R_SPARC_32:
 134         case llvm::ELF::R_SPARC_UA32:
 135           return visitELF_SPARCV9_32(R, Value);
 136         case llvm::ELF::R_SPARC_64:
 137         case llvm::ELF::R_SPARC_UA64:
 138           return visitELF_SPARCV9_64(R, Value);
 139         default:
 140           HasError = true;
 141           return RelocToApply();
 142         }
 143       default:
 144         HasError = true;
 145         return RelocToApply();
 146       }
 147     } else if (ObjToVisit.getBytesInAddress() == 4) { // 32-bit object file
 148       switch (ObjToVisit.getArch()) {
 149       case Triple::x86:
 150         switch (RelocType) {
 151         case llvm::ELF::R_386_NONE:
 152           return visitELF_386_NONE(R);
 153         case llvm::ELF::R_386_32:
 154           return visitELF_386_32(R, Value);
 155         case llvm::ELF::R_386_PC32:
 156           return visitELF_386_PC32(R, Value);
 157         default:
 158           HasError = true;
 159           return RelocToApply();
 160         }
 161       case Triple::ppc:
 162         switch (RelocType) {
 163         case llvm::ELF::R_PPC_ADDR32:
 164           return visitELF_PPC_ADDR32(R, Value);
 165         default:
 166           HasError = true;
 167           return RelocToApply();
 168         }
 169       case Triple::arm:
 170       case Triple::armeb:
 171         switch (RelocType) {
 172         default:
 173           HasError = true;
 174           return RelocToApply();
 175         case llvm::ELF::R_ARM_ABS32:
 176           return visitELF_ARM_ABS32(R, Value);
 177         }
 178       case Triple::mipsel:
 179       case Triple::mips:
 180         switch (RelocType) {
 181         case llvm::ELF::R_MIPS_32:
 182           return visitELF_MIPS_32(R, Value);
 183         default:
 184           HasError = true;
 185           return RelocToApply();
 186         }
 187       case Triple::sparc:
 188         switch (RelocType) {
 189         case llvm::ELF::R_SPARC_32:
 190         case llvm::ELF::R_SPARC_UA32:
 191           return visitELF_SPARC_32(R, Value);
 192         default:
 193           HasError = true;
 194           return RelocToApply();
 195         }
 196       default:
 197         HasError = true;
 198         return RelocToApply();
 199       }
 200     } else {
 201       report_fatal_error("Invalid word size in object file");
 202     }
 203   }
 204
 205   RelocToApply visitCOFF(uint32_t RelocType, RelocationRef R, uint64_t Value) {
 206     switch (ObjToVisit.getArch()) {
 207     case Triple::x86:
 208       switch (RelocType) {
 209       case COFF::IMAGE_REL_I386_SECREL:
 210         return visitCOFF_I386_SECREL(R, Value);
 211       case COFF::IMAGE_REL_I386_DIR32:
 212         return visitCOFF_I386_DIR32(R, Value);
 213       }
 214       break;
 215     case Triple::x86_64:
 216       switch (RelocType) {
 217       case COFF::IMAGE_REL_AMD64_SECREL:
 218         return visitCOFF_AMD64_SECREL(R, Value);
 219       case COFF::IMAGE_REL_AMD64_ADDR64:
 220         return visitCOFF_AMD64_ADDR64(R, Value);
 221       }
 222       break;
 223     }
 224     HasError = true;
 225     return RelocToApply();
 226   }
 227
 228   RelocToApply visitMachO(uint32_t RelocType, RelocationRef R, uint64_t Value) {
 229     switch (ObjToVisit.getArch()) {
 230     default: break;
 231     case Triple::x86_64:
 232       switch (RelocType) {
 233         default: break;
 234         case MachO::X86_64_RELOC_UNSIGNED:
 235           return visitMACHO_X86_64_UNSIGNED(R, Value);
 236       }
 237     }
 238     HasError = true;
 239     return RelocToApply();
 240   }
 241
 242   int64_t getELFAddend(RelocationRef R) {
 243     const auto *Obj = cast<ELFObjectFileBase>(R.getObject());
 244     DataRefImpl DRI = R.getRawDataRefImpl();
 245     ErrorOr<int64_t> AddendOrErr = Obj->getRelocationAddend(DRI);
 246     if (std::error_code EC = AddendOrErr.getError())
 247       report_fatal_error(EC.message());
 248     return *AddendOrErr;
 249   }
 250
 251   uint8_t getLengthMachO64(RelocationRef R) {
 252     const MachOObjectFile *Obj = cast<MachOObjectFile>(R.getObject());
 253     return Obj->getRelocationLength(R.getRawDataRefImpl());
 254   }
 255
 256   /// Operations
 257
 258   /// 386-ELF
 259   RelocToApply visitELF_386_NONE(RelocationRef R) {
 260     return RelocToApply(0, 0);
 261   }
 262
 263   // Ideally the Addend here will be the addend in the data for
 264   // the relocation. It's not actually the case for Rel relocations.
 265   RelocToApply visitELF_386_32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 266     return RelocToApply(Value, 4);
 267   }
 268
 269   RelocToApply visitELF_386_PC32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 270     uint64_t Address = R.getOffset();
 271     return RelocToApply(Value - Address, 4);
 272   }
 273
 274   /// X86-64 ELF
 275   RelocToApply visitELF_X86_64_NONE(RelocationRef R) {
 276     return RelocToApply(0, 0);
 277   }
 278   RelocToApply visitELF_X86_64_64(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 279     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 280     return RelocToApply(Value + Addend, 8);
 281   }
 282   RelocToApply visitELF_X86_64_PC32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 283     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 284     uint64_t Address = R.getOffset();
 285     return RelocToApply(Value + Addend - Address, 4);
 286   }
 287   RelocToApply visitELF_X86_64_32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 288     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 289     uint32_t Res = (Value + Addend) & 0xFFFFFFFF;
 290     return RelocToApply(Res, 4);
 291   }
 292   RelocToApply visitELF_X86_64_32S(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 293     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 294     int32_t Res = (Value + Addend) & 0xFFFFFFFF;
 295     return RelocToApply(Res, 4);
 296   }
 297
 298   /// PPC64 ELF
 299   RelocToApply visitELF_PPC64_ADDR32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 300     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 301     uint32_t Res = (Value + Addend) & 0xFFFFFFFF;
 302     return RelocToApply(Res, 4);
 303   }
 304   RelocToApply visitELF_PPC64_ADDR64(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 305     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 306     return RelocToApply(Value + Addend, 8);
 307   }
 308
 309   /// PPC32 ELF
 310   RelocToApply visitELF_PPC_ADDR32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 311     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 312     uint32_t Res = (Value + Addend) & 0xFFFFFFFF;
 313     return RelocToApply(Res, 4);
 314   }
 315
 316   /// MIPS ELF
 317   RelocToApply visitELF_MIPS_32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 318     uint32_t Res = (Value)&0xFFFFFFFF;
 319     return RelocToApply(Res, 4);
 320   }
 321
 322   RelocToApply visitELF_MIPS_64(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 323     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 324     uint64_t Res = (Value + Addend);
 325     return RelocToApply(Res, 8);
 326   }
 327
 328   // AArch64 ELF
 329   RelocToApply visitELF_AARCH64_ABS32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 330     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 331     int64_t Res =  Value + Addend;
 332
 333     // Overflow check allows for both signed and unsigned interpretation.
 334     if (Res < INT32_MIN || Res > UINT32_MAX)
 335       HasError = true;
 336
 337     return RelocToApply(static_cast<uint32_t>(Res), 4);
 338   }
 339
 340   RelocToApply visitELF_AARCH64_ABS64(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 341     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 342     return RelocToApply(Value + Addend, 8);
 343   }
 344
 345   // SystemZ ELF
 346   RelocToApply visitELF_390_32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 347     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 348     int64_t Res = Value + Addend;
 349
 350     // Overflow check allows for both signed and unsigned interpretation.
 351     if (Res < INT32_MIN || Res > UINT32_MAX)
 352       HasError = true;
 353
 354     return RelocToApply(static_cast<uint32_t>(Res), 4);
 355   }
 356
 357   RelocToApply visitELF_390_64(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 358     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 359     return RelocToApply(Value + Addend, 8);
 360   }
 361
 362   RelocToApply visitELF_SPARC_32(RelocationRef R, uint32_t Value) {
 363     int32_t Addend = getELFAddend(R);
 364     return RelocToApply(Value + Addend, 4);
 365   }
 366
 367   RelocToApply visitELF_SPARCV9_32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 368     int32_t Addend = getELFAddend(R);
 369     return RelocToApply(Value + Addend, 4);
 370   }
 371
 372   RelocToApply visitELF_SPARCV9_64(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 373     int64_t Addend = getELFAddend(R);
 374     return RelocToApply(Value + Addend, 8);
 375   }
 376
 377   RelocToApply visitELF_ARM_ABS32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 378     int64_t Res = Value;
 379
 380     // Overflow check allows for both signed and unsigned interpretation.
 381     if (Res < INT32_MIN || Res > UINT32_MAX)
 382       HasError = true;
 383
 384     return RelocToApply(static_cast<uint32_t>(Res), 4);
 385   }
 386
 387   /// I386 COFF
 388   RelocToApply visitCOFF_I386_SECREL(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 389     return RelocToApply(static_cast<uint32_t>(Value), /*Width=*/4);
 390   }
 391
 392   RelocToApply visitCOFF_I386_DIR32(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 393     return RelocToApply(static_cast<uint32_t>(Value), /*Width=*/4);
 394   }
 395
 396   /// AMD64 COFF
 397   RelocToApply visitCOFF_AMD64_SECREL(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 398     return RelocToApply(static_cast<uint32_t>(Value), /*Width=*/4);
 399   }
 400
 401   RelocToApply visitCOFF_AMD64_ADDR64(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 402     return RelocToApply(Value, /*Width=*/8);
 403   }
 404
 405   // X86_64 MachO
 406   RelocToApply visitMACHO_X86_64_UNSIGNED(RelocationRef R, uint64_t Value) {
 407     uint8_t Length = getLengthMachO64(R);
 408     Length = 1<<Length;
 409     return RelocToApply(Value, Length);
 410   }
 411 };
 412
 413 }
 414 }
 415 #endif