src/libelfu/modelops/layout.c

   1 #include <assert.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 #include <libelfu/libelfu.h>
   5
   6
   7
   8 static GElf_Word shiftStuffAtAfterOffset(ElfuElf *me,
   9                                          GElf_Off offset,
  10                                          GElf_Word size)
  11 {
  12   ElfuPhdr *mp;
  13   ElfuScn *ms;
  14   /* Force a minimum alignment, just to be sure. */
  15   GElf_Word align = 64;
  16
  17   /* Find maximum alignment size by which we have to shift.
  18    * Assumes alignment sizes are always 2^x. */
  19   CIRCLEQ_FOREACH(mp, &me->phdrList, elem) {
  20     if (mp->phdr.p_offset >= offset) {
  21       if (mp->phdr.p_align > align) {
  22         align = mp->phdr.p_align;
  23       }
  24     }
  25   }
  26
  27   CIRCLEQ_FOREACH(ms, &me->orphanScnList, elemChildScn) {
  28     if (ms->shdr.sh_offset >= offset) {
  29       if (ms->shdr.sh_addralign > align) {
  30         align = ms->shdr.sh_addralign;
  31       }
  32     }
  33   }
  34
  35   size = ROUNDUP(size, align);
  36
  37   /* Shift stuff */
  38   CIRCLEQ_FOREACH(mp, &me->phdrList, elem) {
  39     if (mp->phdr.p_type != PT_LOAD) {
  40       continue;
  41     }
  42
  43     if (mp->phdr.p_offset >= offset) {
  44       mp->phdr.p_offset += size;
  45
  46       elfu_mPhdrUpdateChildOffsets(mp);
  47     }
  48   }
  49
  50   CIRCLEQ_FOREACH(ms, &me->orphanScnList, elemChildScn) {
  51     if (ms->shdr.sh_offset >= offset) {
  52       ms->shdr.sh_offset += size;
  53     }
  54   }
  55
  56   if (me->ehdr.e_phoff >= offset) {
  57     me->ehdr.e_phoff += size;
  58   }
  59
  60   if (me->ehdr.e_shoff >= offset) {
  61     me->ehdr.e_shoff += size;
  62   }
  63
  64   return size;
  65 }
  66
  67
  68
  69
  70
  71 /* Finds a suitable PHDR to insert a hole into and expands it
  72  * if necessary.
  73  * Returns memory address the hole will be mapped to, or 0 if
  74  * the operation failed. */
  75 GElf_Addr elfu_mLayoutGetSpaceInPhdr(ElfuElf *me, GElf_Word size,
  76                                      GElf_Word align, int w, int x,
  77                                      ElfuPhdr **injPhdr)
  78 {
  79   ElfuPhdr *lowestAddr;
  80   ElfuPhdr *highestAddr;
  81   ElfuPhdr *lowestOffs;
  82   ElfuPhdr *highestOffsEnd;
  83   ElfuPhdr *mp;
  84
  85   assert(!(w && x));
  86
  87   /* Treat read-only data as executable.
  88    * That's what the GNU toolchain does on x86. */
  89   if (!w && !x) {
  90     x = 1;
  91   }
  92
  93   /* Find first and last LOAD PHDRs. */
  94   elfu_mPhdrLoadLowestHighest(me, &lowestAddr, &highestAddr,
  95                               &lowestOffs, &highestOffsEnd);
  96
  97   if (0 && ((w && (highestAddr->phdr.p_flags & PF_W))
  98       || (x && (highestAddr->phdr.p_flags & PF_X)))
  99       /* Merging only works if the LOAD is the last both in file and mem */
 100       && highestAddr == highestOffsEnd) {
 101     /* Need to append. */
 102     GElf_Off injOffset = OFFS_END(highestAddr->phdr.p_offset, highestAddr->phdr.p_filesz);
 103     GElf_Word injSpace = 0;
 104     GElf_Word nobitsize = highestAddr->phdr.p_memsz - highestAddr->phdr.p_filesz;
 105
 106     /* Expand NOBITS if any */
 107     if (nobitsize > 0) {
 108       GElf_Off endOff = OFFS_END(highestAddr->phdr.p_offset, highestAddr->phdr.p_filesz);
 109       GElf_Off endAddr = OFFS_END(highestAddr->phdr.p_vaddr, highestAddr->phdr.p_filesz);
 110       ElfuScn *ms;
 111
 112       ELFU_INFO("Expanding NOBITS at address 0x%x...\n", (unsigned)endAddr);
 113
 114       CIRCLEQ_FOREACH(ms, &highestAddr->childScnList, elemChildScn) {
 115         if (ms->shdr.sh_offset == endOff) {
 116           assert(ms->shdr.sh_type == SHT_NOBITS);
 117           assert(ms->shdr.sh_size == nobitsize);
 118           ms->databuf = malloc(ms->shdr.sh_size);
 119           memset(ms->databuf, '\0', ms->shdr.sh_size);
 120           if (!ms->databuf) {
 121             ELFU_WARN("mExpandNobits: Could not allocate %u bytes for NOBITS expansion. Data may be inconsistent.\n",
 122                       (unsigned)ms->shdr.sh_size);
 123             assert(0);
 124             goto ERROR;
 125           }
 126
 127           ms->shdr.sh_type = SHT_PROGBITS;
 128           ms->shdr.sh_addr = endAddr;
 129         }
 130       }
 131
 132       injSpace += shiftStuffAtAfterOffset(me, endOff, nobitsize);
 133       injSpace -= nobitsize;
 134       injOffset += nobitsize;
 135       highestAddr->phdr.p_filesz += nobitsize;
 136       assert(highestAddr->phdr.p_filesz == highestAddr->phdr.p_memsz);
 137     }
 138
 139     /* Calculate how much space we need, taking alignment into account */
 140     size += ROUNDUP(injOffset, align) - injOffset;
 141
 142     /* If there is not enough space left, create even more. */
 143     if (injSpace < size) {
 144       injSpace += shiftStuffAtAfterOffset(me, injOffset, size - injSpace);
 145     }
 146     assert(injSpace >= size);
 147
 148     /* Remap ourselves */
 149     highestAddr->phdr.p_filesz += size;
 150     highestAddr->phdr.p_memsz += size;
 151
 152     injOffset = ROUNDUP(injOffset, align);
 153
 154     if (injPhdr) {
 155       *injPhdr = highestAddr;
 156     }
 157     return highestAddr->phdr.p_vaddr + (injOffset - highestAddr->phdr.p_offset);
 158   } else if (0 && ((w && (lowestAddr->phdr.p_flags & PF_W))
 159               || (x && (lowestAddr->phdr.p_flags & PF_X)))
 160              && /* Enough space to expand downwards? */
 161              (lowestAddr->phdr.p_vaddr > 3 * lowestAddr->phdr.p_align)
 162              /* Merging only works if the LOAD is the first both in file and mem */
 163              && lowestAddr == lowestOffs) {
 164     /* Need to prepend or split up the PHDR. */
 165     GElf_Off injOffset = OFFS_END(lowestAddr->phdr.p_offset,
 166                                   lowestAddr->phdr.p_filesz);
 167     ElfuScn *ms;
 168
 169     /* Round up size to take PHDR alignment into account.
 170      * We assume that this is a multiple of the alignment asked for. */
 171     assert(lowestAddr->phdr.p_align >= align);
 172     size = ROUNDUP(size, lowestAddr->phdr.p_align);
 173
 174     /* Find first section. We assume there is at least one. */
 175     assert(!CIRCLEQ_EMPTY(&lowestAddr->childScnList));
 176     injOffset = CIRCLEQ_FIRST(&lowestAddr->childScnList)->shdr.sh_offset;
 177
 178     /* Move our sections */
 179     CIRCLEQ_FOREACH(ms, &lowestAddr->childScnList, elemChildScn) {
 180       if (ms->shdr.sh_offset >= injOffset) {
 181         ms->shdr.sh_offset += size;
 182       }
 183     }
 184
 185     /* Move our PHDRs */
 186     CIRCLEQ_FOREACH(mp, &lowestAddr->childPhdrList, elemChildPhdr) {
 187       if (mp->phdr.p_offset >= injOffset) {
 188         mp->phdr.p_offset += size;
 189       } else {
 190         mp->phdr.p_vaddr -= size;
 191         mp->phdr.p_paddr -= size;
 192       }
 193     }
 194
 195     /* Move other PHDRs and sections */
 196     assert(size <= shiftStuffAtAfterOffset(me, injOffset + 1, size));
 197
 198     /* Remap ourselves */
 199     lowestAddr->phdr.p_vaddr -= size;
 200     lowestAddr->phdr.p_paddr -= size;
 201     lowestAddr->phdr.p_filesz += size;
 202     lowestAddr->phdr.p_memsz += size;
 203
 204     injOffset = ROUNDUP(injOffset, align);
 205
 206     if (injPhdr) {
 207       *injPhdr = lowestAddr;
 208     }
 209     return lowestAddr->phdr.p_vaddr + (injOffset - lowestAddr->phdr.p_offset);
 210   }
 211
 212   ERROR:
 213   if (injPhdr) {
 214     *injPhdr = NULL;
 215   }
 216   return 0;
 217 }
 218
 219
 220
 221
 222
 223 int elfu_mLayoutAuto(ElfuElf *me)
 224 {
 225   ElfuPhdr *lowestAddr;
 226   ElfuPhdr *highestAddr;
 227   ElfuPhdr *lowestOffs;
 228   ElfuPhdr *highestOffsEnd;
 229   ElfuPhdr *mp;
 230   ElfuScn *ms;
 231   ElfuPhdr **phdrArr;
 232   GElf_Off lastend = 0;
 233
 234   assert(me);
 235
 236   /* Find first and last LOAD PHDRs. */
 237   elfu_mPhdrLoadLowestHighest(me, &lowestAddr, &highestAddr,
 238                               &lowestOffs, &highestOffsEnd);
 239
 240   phdrArr = malloc(elfu_mPhdrCount(me) * sizeof(*phdrArr));
 241   if (!phdrArr) {
 242     ELFU_WARN("elfu_mLayoutAuto: malloc failed for phdrArr.\n");
 243     return 1;
 244   }
 245
 246
 247   lastend = OFFS_END(highestOffsEnd->phdr.p_offset, highestOffsEnd->phdr.p_filesz);
 248
 249
 250   /* If PHDRs are not mapped into memory, place them after LOAD segments. */
 251   mp = elfu_mPhdrByOffset(me, me->ehdr.e_phoff);
 252   if (!mp) {
 253     lastend = ROUNDUP(lastend, 8);
 254     me->ehdr.e_phoff = lastend;
 255     lastend += me->ehdr.e_phnum * me->ehdr.e_phentsize;
 256   } else {
 257     /* Update size of PHDR PHDR */
 258     ElfuPhdr *phdrmp;
 259
 260     CIRCLEQ_FOREACH(phdrmp, &mp->childPhdrList, elemChildPhdr) {
 261       if (phdrmp->phdr.p_type == PT_PHDR) {
 262         phdrmp->phdr.p_filesz = elfu_mPhdrCount(me) * me->ehdr.e_phentsize;
 263         phdrmp->phdr.p_memsz = elfu_mPhdrCount(me) * me->ehdr.e_phentsize;
 264       }
 265     }
 266   }
 267
 268
 269   /* Place orphaned sections afterwards, maintaining alignment */
 270   CIRCLEQ_FOREACH(ms, &me->orphanScnList, elemChildScn) {
 271     lastend = ROUNDUP(lastend, ms->shdr.sh_addralign);
 272
 273     ms->shdr.sh_offset = lastend;
 274
 275     lastend = OFFS_END(ms->shdr.sh_offset, SCNFILESIZE(&ms->shdr));
 276   }
 277
 278
 279   /* Move SHDRs to end */
 280   lastend = ROUNDUP(lastend, 8);
 281   me->ehdr.e_shoff = lastend;
 282
 283
 284   return 0;
 285 }