src/model/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 *first = NULL;
  80   ElfuPhdr *last = NULL;
  81   ElfuPhdr *mp;
  82
  83   assert(!(w && x));
  84
  85   /* Find first and last LOAD PHDRs.
  86    * Don't compare p_memsz - segments don't overlap in memory. */
  87   CIRCLEQ_FOREACH(mp, &me->phdrList, elem) {
  88     if (mp->phdr.p_type != PT_LOAD) {
  89       continue;
  90     }
  91     if (!first || mp->phdr.p_vaddr < first->phdr.p_vaddr) {
  92       first = mp;
  93     }
  94     if (!last || mp->phdr.p_vaddr > last->phdr.p_vaddr) {
  95       last = mp;
  96     }
  97   }
  98
  99   if ((w && (last->phdr.p_flags & PF_W))
 100       || (x && (last->phdr.p_flags & PF_X))) {
 101     /* Need to append. */
 102     GElf_Off injOffset = OFFS_END(last->phdr.p_offset, last->phdr.p_filesz);
 103     GElf_Word injSpace = 0;
 104     GElf_Word nobitsize = last->phdr.p_memsz - last->phdr.p_filesz;
 105
 106     /* Expand NOBITS if any */
 107     if (nobitsize > 0) {
 108       GElf_Off endOff = OFFS_END(last->phdr.p_offset, last->phdr.p_filesz);
 109       GElf_Off endAddr = OFFS_END(last->phdr.p_vaddr, last->phdr.p_filesz);
 110       ElfuScn *ms;
 111
 112       ELFU_INFO("Expanding NOBITS at address 0x%jx...\n", endAddr);
 113
 114       CIRCLEQ_FOREACH(ms, &last->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->data.d_buf = malloc(ms->shdr.sh_size);
 119           memset(ms->data.d_buf, '\0', ms->shdr.sh_size);
 120           if (!ms->data.d_buf) {
 121             ELFU_WARN("mExpandNobits: Could not allocate %jd bytes for NOBITS expansion. Data may be inconsistent.\n", ms->shdr.sh_size);
 122             assert(0);
 123             goto ERROR;
 124           }
 125
 126           ms->data.d_align = 1;
 127           ms->data.d_off  = 0;
 128           ms->data.d_type = ELF_T_BYTE;
 129           ms->data.d_size = ms->shdr.sh_size;
 130           ms->data.d_version = elf_version(EV_NONE);
 131
 132           ms->shdr.sh_type = SHT_PROGBITS;
 133           ms->shdr.sh_addr = endAddr;
 134         }
 135       }
 136
 137       injSpace += shiftStuffAtAfterOffset(me, endOff, nobitsize);
 138       injSpace -= nobitsize;
 139       injOffset += nobitsize;
 140       last->phdr.p_filesz += nobitsize;
 141       assert(last->phdr.p_filesz == last->phdr.p_memsz);
 142     }
 143
 144     /* Calculate how much space we need, taking alignment into account */
 145     size += ROUNDUP(injOffset, align) - injOffset;
 146
 147     /* If there is not enough space left, create even more. */
 148     if (injSpace < size) {
 149       injSpace += shiftStuffAtAfterOffset(me, injOffset, size - injSpace);
 150     }
 151     assert(injSpace >= size);
 152
 153     /* Remap ourselves */
 154     last->phdr.p_filesz += size;
 155     last->phdr.p_memsz += size;
 156
 157     injOffset = ROUNDUP(injOffset, align);
 158
 159     if (injPhdr) {
 160       *injPhdr = last;
 161     }
 162     return last->phdr.p_vaddr + (injOffset - last->phdr.p_offset);
 163   } else if ((w && (first->phdr.p_flags & PF_W))
 164              || (x && (first->phdr.p_flags & PF_X))) {
 165     /* Need to prepend or split up the PHDR. */
 166     GElf_Off injOffset = OFFS_END(first->phdr.p_offset, first->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(first->phdr.p_align >= align);
 172     size = ROUNDUP(size, first->phdr.p_align);
 173
 174     /* Find first section. We assume there is at least one. */
 175     assert(!CIRCLEQ_EMPTY(&first->childScnList));
 176     injOffset = CIRCLEQ_FIRST(&first->childScnList)->shdr.sh_offset;
 177
 178     /* Move our sections */
 179     CIRCLEQ_FOREACH(ms, &first->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, &first->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, size));
 197
 198     /* Remap ourselves */
 199     first->phdr.p_vaddr -= size;
 200     first->phdr.p_paddr -= size;
 201     first->phdr.p_filesz += size;
 202     first->phdr.p_memsz += size;
 203
 204     injOffset = ROUNDUP(injOffset, align);
 205
 206     if (injPhdr) {
 207       *injPhdr = first;
 208     }
 209     return first->phdr.p_vaddr + (injOffset - first->phdr.p_offset);
 210   }
 211
 212   ERROR:
 213   if (injPhdr) {
 214     *injPhdr = NULL;
 215   }
 216   return 0;
 217 }
 218
 219
 220
 221
 222 static int cmpPhdrOffs(const void *mp1, const void *mp2)
 223 {
 224   assert(mp1);
 225   assert(mp2);
 226
 227   ElfuPhdr *p1 = *(ElfuPhdr**)mp1;
 228   ElfuPhdr *p2 = *(ElfuPhdr**)mp2;
 229
 230   assert(p1);
 231   assert(p2);
 232
 233
 234   if (p1->phdr.p_offset < p2->phdr.p_offset) {
 235     return -1;
 236   } else if (p1->phdr.p_offset == p2->phdr.p_offset) {
 237     return 0;
 238   } else /* if (p1->phdr.p_offset > p2->phdr.p_offset) */ {
 239     return 1;
 240   }
 241 }
 242
 243 int elfu_mLayoutAuto(ElfuElf *me)
 244 {
 245   ElfuPhdr *mp;
 246   ElfuScn *ms;
 247   ElfuPhdr **phdrArr;
 248   GElf_Off lastend = 0;
 249   size_t i, j;
 250
 251   assert(me);
 252
 253   phdrArr = malloc(elfu_mPhdrCount(me) * sizeof(*phdrArr));
 254   if (!phdrArr) {
 255     ELFU_WARN("elfu_mLayoutAuto: malloc failed for phdrArr.\n");
 256     return 1;
 257   }
 258
 259   i = 0;
 260   CIRCLEQ_FOREACH(mp, &me->phdrList, elem) {
 261     if (mp->phdr.p_type != PT_LOAD) {
 262       continue;
 263     }
 264
 265     phdrArr[i] = mp;
 266     i++;
 267   }
 268
 269   /* Assume we have at least one LOAD PHDR,
 270    * and that it ends after EHDR and PHDRs */
 271   assert(i > 1);
 272
 273   /* Sort array by file offset */
 274   qsort(phdrArr, i, sizeof(*phdrArr), cmpPhdrOffs);
 275
 276   lastend = OFFS_END(phdrArr[0]->phdr.p_offset, phdrArr[0]->phdr.p_filesz);
 277
 278   /* Wiggle offsets of 2nd, 3rd etc so take minimum space */
 279   for (j = 1; j < i; j++) {
 280     GElf_Off subalign = phdrArr[j]->phdr.p_offset % phdrArr[j]->phdr.p_align;
 281
 282     if ((lastend % phdrArr[j]->phdr.p_align) <= subalign) {
 283       lastend += subalign - (lastend % phdrArr[j]->phdr.p_align);
 284     } else {
 285       lastend += phdrArr[j]->phdr.p_align - ((lastend % phdrArr[j]->phdr.p_align) - subalign);
 286     }
 287
 288     phdrArr[j]->phdr.p_offset = lastend;
 289
 290     elfu_mPhdrUpdateChildOffsets(phdrArr[j]);
 291
 292     lastend = OFFS_END(phdrArr[j]->phdr.p_offset, phdrArr[j]->phdr.p_filesz);
 293   }
 294
 295   free(phdrArr);
 296
 297
 298   /* Place orphaned sections afterwards, maintaining alignment */
 299   CIRCLEQ_FOREACH(ms, &me->orphanScnList, elemChildScn) {
 300     lastend = ROUNDUP(lastend, ms->shdr.sh_addralign);
 301
 302     ms->shdr.sh_offset = lastend;
 303
 304     lastend = OFFS_END(ms->shdr.sh_offset, SCNFILESIZE(&ms->shdr));
 305   }
 306
 307
 308   /* Move SHDRs to end */
 309   lastend = ROUNDUP(lastend, 8);
 310   me->ehdr.e_shoff = lastend;
 311
 312
 313   return 0;
 314 }