source: branches/working-0711/ccl/library/elf.lisp @ 7625

Last change on this file since 7625 was 7625, checked in by gb, 13 years ago

Merge from working-0710 branch.

File size: 13.3 KB
Line 
1(in-package "CCL")
2
3(eval-when (:compile-toplevel :execute)
4  (use-interface-dir :elf))
5
6
7
8;;; String tables: used both for symbol names and for section names.
9(defstruct elf-string-table
10  (hash (make-hash-table :test #'equal))
11  (string (make-array 100 :element-type '(unsigned-byte 8) :fill-pointer 1 :adjustable t)))
12
13;;; Collect info about Elf symbols.
14(defstruct elf-symbol-table
15  (strings (make-elf-string-table))
16  data                                  ; foreign pointer
17  nsyms
18  )
19
20;;; Wrapper around libelf's "elf" pointer
21(defstruct elf-object
22  libelf-pointer
23  fd
24  pathname
25  )
26
27
28;;; Is libelf thread-safe ?  Who knows, there's no
29;;; documentation ...
30(defun libelf-error-string (&optional (errnum -1))
31  (let* ((p (#_elf_errmsg errnum)))
32    (if (%null-ptr-p p)
33      (format nil "ELF error ~d" errnum)
34      (%get-cstring p))))
35
36(defloadvar *checked-libelf-version* nil)
37
38(defun check-libelf-version ()
39  (or *checked-libelf-version*
40      (progn
41        (open-shared-library "libelf.so")
42        (let* ((version (#_elf_version #$EV_CURRENT)))
43          (if (eql #$EV_NONE version)
44            (error "ELF library initialization failed: ~a" (libelf-error-string)))
45          (setq *checked-libelf-version* version)))))
46
47
48;;; Prepate to create an ELF object file at PATHNAME, overwriting
49;;; whatever might have been there.
50(defun create-elf-object (pathname)
51  (let* ((namestring (native-translated-namestring pathname))
52         (fd (ccl::fd-open namestring
53                           (logior #$O_RDWR #$O_CREAT #$O_TRUNC)
54                           #o755)))
55    (if (< fd 0)
56      (signal-file-error fd pathname)
57      (progn
58        (check-libelf-version)
59        (let* ((ptr (#_elf_begin fd #$ELF_C_WRITE +null-ptr+)))
60          (if (%null-ptr-p ptr)
61            (error "Can't initialize libelf object for ~s: ~a"
62                   pathname (libelf-error-string))
63            (make-elf-object :libelf-pointer (assert-pointer-type ptr :<E>lf)
64                             :fd fd
65                             :pathname pathname)))))))
66
67(defun elf-end (object)
68  (#_elf_end (elf-object-libelf-pointer object))
69  (setf (elf-object-libelf-pointer object) nil
70        (elf-object-fd object) nil))
71
72(defun new-elf-file-header (object format type machine)
73  (let* ((ehdr (#_elf64_newehdr (elf-object-libelf-pointer object))))
74    (if (%null-ptr-p ehdr)
75      (error "Can't create ELF file header for ~s: ~a"
76             (elf-object-pathname object)
77             (libelf-error-string))
78      (progn
79        (setf (paref (pref ehdr :<E>lf64_<E>hdr.e_ident) (:* :unsigned-char) #$EI_DATA) format
80              (pref ehdr :<E>lf64_<E>hdr.e_machine) machine
81              (pref ehdr :<E>lf64_<E>hdr.e_type) type
82              (pref ehdr :<E>lf64_<E>hdr.e_version) *checked-libelf-version*)
83        (assert-pointer-type ehdr :<E>lf64_<E>hdr)))))
84
85(defun new-elf-program-header (object &optional (count 1))
86  (let* ((phdr (#_elf64_newphdr (elf-object-libelf-pointer object) count)))
87    (if (%null-ptr-p phdr)
88      (error "Can't create ELF program header for ~s: ~a"
89             (elf-object-pathname object)
90             (libelf-error-string))
91      (assert-pointer-type phdr :<E>lf64_<P>hdr))))
92
93(defun new-elf-section (object)
94  (let* ((scn (#_elf_newscn (elf-object-libelf-pointer object))))
95    (if (%null-ptr-p scn)
96      (error "Can' create ELF section for ~s: ~a"
97             (elf-object-pathname object)
98             (libelf-error-string))
99      (assert-pointer-type scn :<E>lf_<S>cn))))
100
101(defun elf-section-header-for-section (object section)
102  (let* ((shdr (#_elf64_getshdr section)))
103    (if (%null-ptr-p shdr)
104      (error "Can' obtain ELF section header for ~s: ~a"
105             (elf-object-pathname object)
106             (libelf-error-string))
107      (assert-pointer-type shdr :<E>lf64_<S>hdr))))
108
109(defun elf-data-pointer-for-section (object section)
110  (let* ((data (#_elf_newdata section)))
111    (if (%null-ptr-p data)
112      (error "Can' obtain ELF data pointer for ~s: ~a"
113             (elf-object-pathname object)
114             (libelf-error-string))
115      (assert-pointer-type data :<E>lf_<D>ata))))
116                   
117
118(defun elf-register-string (string table)
119  (let* ((hash (elf-string-table-hash table))
120         (s (elf-string-table-string table)))
121    (when (gethash string hash)
122      (format t "~& duplicate: ~s" string))
123    (or (gethash string hash)
124        (setf (gethash string hash)
125              (let* ((n (length s)))
126                (dotimes (i (length string) (progn (vector-push-extend 0 s) n))
127                  (let* ((code (char-code (char string i))))
128                    (declare (type (mod #x110000 code)))
129                    (if (> code 255)
130                      (vector-push-extend (char-code #\sub) s)
131                      (vector-push-extend code s)))))))))
132
133
134(defun elf-lisp-function-name (f)
135  (let* ((name (format nil "~s" f)))
136    (subseq (nsubstitute #\0 #\# (nsubstitute #\. #\Space name)) 1)))
137
138(defx86lapfunction dynamic-dnode ((x arg_z))
139  (movq (% x) (% imm0))
140  (ref-global x86::heap-start arg_y)
141  (subq (% arg_y) (% imm0))
142  (shrq ($ x8664::dnode-shift) (% imm0))
143  (box-fixnum imm0 arg_z)
144  (single-value-return))
145
146(defun collect-elf-static-functions ()
147  (collect ((functions))
148    (freeze)
149    (block walk
150      (let* ((frozen-dnodes (frozen-space-dnodes)))
151        (%map-areas (lambda (o)
152                      (when (>= (dynamic-dnode o) frozen-dnodes)
153                        (return-from walk nil))
154                      (when (typep o 'function-vector)
155                        (functions (function-vector-to-function o))))
156                    ccl::area-dynamic
157                    ccl::area-dynamic
158                    )))
159    (functions)))
160
161(defun register-elf-functions (section-number)
162  (let* ((functions (collect-elf-static-functions))
163         (n (length functions))
164         (data (#_calloc (1+ n) (record-length :<E>lf64_<S>ym)))
165         (string-table (make-elf-string-table)))
166    (declare (fixnum n))
167    (do* ((i 0 (1+ i))
168          (p (%inc-ptr data (record-length :<E>lf64_<S>ym)) (progn (%incf-ptr p (record-length :<E>lf64_<S>ym)) p))
169          (f (pop functions) (pop functions)))
170         ((= i n)
171          (make-elf-symbol-table :strings string-table :data data :nsyms n))
172      (declare (fixnum n))
173      (setf (pref p :<E>lf64_<S>ym.st_name) (elf-register-string (elf-lisp-function-name f) string-table)
174            (pref p :<E>lf64_<S>ym.st_info) (logior (ash #$STB_GLOBAL 4) #$STT_FUNC)
175            (pref p :<E>lf64_<S>ym.st_shndx) section-number
176            (pref p :<E>lf64_<S>ym.st_value) (%address-of f)
177            (pref p :<E>lf64_<S>ym.st_size) (1+ (ash (1- (%function-code-words f)) target::word-shift))))))
178
179(defun elf-section-index (section)
180  (#_elf_ndxscn section))
181
182(defun elf-set-shstrab-section (object scn)
183  #+freebsd-target
184  (#_elf_setshstrndx (elf-object-libelf-pointer object) (elf-section-index scn))
185  #-freebsd-target
186  (declare (ignore object scn)))
187
188
189(defun elf-init-section-data-from-string-table (object section string-table)
190  (let* ((strings-data (elf-data-pointer-for-section object section))
191         (s (elf-string-table-string string-table))
192         (bytes (array-data-and-offset s))
193         (n (length s))
194         (buf (#_malloc n)))
195    (%copy-ivector-to-ptr bytes 0 buf 0 n)
196    (setf (pref strings-data :<E>lf_<D>ata.d_align) 1
197          (pref strings-data :<E>lf_<D>ata.d_off) 0
198          (pref strings-data :<E>lf_<D>ata.d_type) #$ELF_T_BYTE
199          (pref strings-data :<E>lf_<D>ata.d_version) #$EV_CURRENT
200          (pref strings-data :<E>lf_<D>ata.d_size) n
201          (pref strings-data :<E>lf_<D>ata.d_buf) buf)
202    n))
203
204(defun elf-init-symbol-section-from-symbol-table (object section symbols)
205  (let* ((symbols-data (elf-data-pointer-for-section object section))
206         (buf (elf-symbol-table-data symbols))
207         (nsyms (elf-symbol-table-nsyms symbols) )
208         (n (* (1+ nsyms) (record-length :<E>lf64_<S>ym))))
209    (setf (pref symbols-data :<E>lf_<D>ata.d_align) 8
210          (pref symbols-data :<E>lf_<D>ata.d_off) 0
211          (pref symbols-data :<E>lf_<D>ata.d_type) #$ELF_T_SYM
212          (pref symbols-data :<E>lf_<D>ata.d_version) #$EV_CURRENT
213          (pref symbols-data :<E>lf_<D>ata.d_size) n
214          (pref symbols-data :<E>lf_<D>ata.d_buf) buf)
215    nsyms))
216
217(defun elf-make-empty-data-for-section (object section &optional (size 0))
218  (let* ((data (elf-data-pointer-for-section object section))
219         (buf +null-ptr+))
220    (setf (pref data :<E>lf_<D>ata.d_align) 0
221          (pref data :<E>lf_<D>ata.d_off) 0
222          (pref data :<E>lf_<D>ata.d_type) #$ELF_T_BYTE
223          (pref data :<E>lf_<D>ata.d_version) #$EV_CURRENT
224          (pref data :<E>lf_<D>ata.d_size) size
225          (pref data :<E>lf_<D>ata.d_buf) buf)
226    0))
227 
228
229(defun elf-flag-phdr (object cmd flags)
230  (#_elf_flagphdr (elf-object-libelf-pointer object) cmd flags))
231
232(defun elf-update (object cmd)
233  (let* ((size (#_elf_update (elf-object-libelf-pointer object) cmd)))
234    (if (< size 0)
235      (error "elf_update failed for for ~s: ~a"
236             (elf-object-pathname object)
237             (libelf-error-string))
238      size)))
239
240(defun fixup-lisp-section-offset (fd eof sectnum)
241  (fd-lseek fd 0 #$SEEK_SET)
242  (rlet ((fhdr :<E>lf64_<E>hdr)
243         (shdr :<E>lf64_<S>hdr))
244    (fd-read fd fhdr (record-length :<E>lf64_<E>hdr))
245    (let* ((pos (+ (pref fhdr :<E>lf64_<E>hdr.e_shoff)
246                   (* sectnum (pref fhdr :<E>lf64_<E>hdr.e_shentsize)))))
247      (fd-lseek fd pos #$SEEK_SET)
248      (fd-read fd shdr (record-length :<E>lf64_<S>hdr))
249      (setf (pref shdr :<E>lf64_<S>hdr.sh_offset)
250            (+ #x2000 (logandc2 (+ eof 4095) 4095))) ; #x2000 for nilreg-area
251      (fd-lseek fd pos #$SEEK_SET)
252      (fd-write fd shdr (record-length :<E>lf64_<S>hdr))
253      t)))
254 
255(defun write-elf-symbols-to-file (pathname)
256  (let* ((object (create-elf-object pathname))
257         (file-header (new-elf-file-header object #$ELFDATA2LSB #$ET_DYN #$EM_X86_64))
258         (program-header (new-elf-program-header object))
259         (lisp-section (new-elf-section object))
260         (symbols-section (new-elf-section object))
261         (strings-section (new-elf-section object))
262         (shstrtab-section (new-elf-section object))
263         (section-names (make-elf-string-table))
264         (lisp-section-index (elf-section-index lisp-section))
265         (symbols (register-elf-functions lisp-section-index))
266         (lisp-section-header (elf-section-header-for-section object lisp-section))
267         (symbols-section-header (elf-section-header-for-section object symbols-section))
268         (strings-section-header (elf-section-header-for-section object strings-section))
269         (shstrtab-section-header (elf-section-header-for-section object shstrtab-section)))
270   
271    (setf (pref file-header :<E>lf64_<E>hdr.e_shstrndx) (elf-section-index shstrtab-section))
272    (setf (pref lisp-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_name) (elf-register-string ".lisp" section-names)
273          (pref lisp-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_type) #$SHT_NOBITS
274          (pref lisp-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_flags) (logior #$SHF_WRITE #$SHF_ALLOC #$SHF_EXECINSTR)
275          (pref lisp-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_addr) (ash (%get-kernel-global heap-start) target::fixnumshift)
276          (pref lisp-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_size) (ash (frozen-space-dnodes) target::dnode-shift)
277          (pref lisp-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_offset) 0
278          (pref lisp-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_addralign) 1)
279    (setf (pref symbols-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_name) (elf-register-string ".symtab" section-names)
280          (pref symbols-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_type) #$SHT_SYMTAB
281          (pref symbols-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_entsize) (record-length :<E>lf64_<S>ym)
282          (pref symbols-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_link) (elf-section-index strings-section))
283    (setf (pref strings-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_name) (elf-register-string ".strtab" section-names)
284          (pref strings-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_type) #$SHT_STRTAB
285          (pref strings-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_flags) (logior #$SHF_STRINGS #$SHF_ALLOC))
286    (setf (pref shstrtab-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_name) (elf-register-string ".shstrtab" section-names)
287          (pref shstrtab-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_type) #$SHT_STRTAB
288          (pref shstrtab-section-header :<E>lf64_<S>hdr.sh_flags) (logior #$SHF_STRINGS #$SHF_ALLOC))
289    (elf-make-empty-data-for-section object lisp-section (ash (frozen-space-dnodes) target::dnode-shift))
290    (elf-init-section-data-from-string-table object strings-section (elf-symbol-table-strings symbols))
291    (elf-init-section-data-from-string-table object shstrtab-section section-names)
292    (elf-init-symbol-section-from-symbol-table object symbols-section symbols)
293    ;; Prepare in-memory data structures.
294    (elf-update object #$ELF_C_NULL)
295    ;; Fix up the program header.
296    (setf (pref program-header :<E>lf64_<P>hdr.p_type) #$PT_PHDR
297          (pref program-header :<E>lf64_<P>hdr.p_offset) (pref file-header :<E>lf64_<E>hdr.e_phoff)
298          (pref program-header :<E>lf64_<P>hdr.p_filesz) (#_elf64_fsize #$ELF_T_PHDR 1 #$EV_CURRENT))
299    ;; Mark the program header as being dirty.
300    (elf-flag-phdr object #$ELF_C_SET #$ELF_F_DIRTY)
301    (let* ((eof (elf-update object #$ELF_C_WRITE))
302           (fd (elf-object-fd object)))
303      (elf-end object)
304      (fixup-lisp-section-offset fd eof lisp-section-index)
305      (fd-close fd))
306    pathname))
307
308     
309   
310   
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.