upstream/mips/org/xwt/mips/ELF.java

   1 package org.xwt.mips;
   2
   3 import org.xwt.mips.util.*;
   4 import java.io.*;
   5
   6 public class ELF {
   7     private SeekableData data;
   8
   9     public ELFIdent ident;
  10     public ELFHeader header;
  11     public PHeader[] pheaders;
  12     public SHeader[] sheaders;
  13
  14     private byte[] stringTable;
  15
  16     private boolean sectionReaderActive;
  17
  18
  19     private void readFully(byte[] buf) throws IOException {
  20         int len = buf.length;
  21         int pos = 0;
  22         while(len > 0) {
  23             int n = data.read(buf,pos,len);
  24             if(n == -1) throw new IOException("EOF");
  25             pos += n;
  26             len -= n;
  27         }
  28     }
  29
  30     private int readIntBE() throws IOException {
  31         byte[] buf = new byte[4];
  32         readFully(buf);
  33         return ((buf[0]&0xff)<<24)|((buf[1]&0xff)<<16)|((buf[2]&0xff)<<8)|((buf[3]&0xff)<<0);
  34     }
  35     private int readInt() throws IOException {
  36         int x = readIntBE();
  37         if(ident!=null && ident.data == ELFIdent.ELFDATA2LSB)
  38             x = ((x<<24)&0xff000000) | ((x<<8)&0xff0000) | ((x>>>8)&0xff00) | ((x>>24)&0xff);
  39         return x;
  40     }
  41
  42     private short readShortBE() throws IOException {
  43         byte[] buf = new byte[2];
  44         readFully(buf);
  45         return (short)(((buf[0]&0xff)<<8)|((buf[1]&0xff)<<0));
  46     }
  47     private short readShort() throws IOException {
  48         short x = readShortBE();
  49         if(ident!=null && ident.data == ELFIdent.ELFDATA2LSB)
  50             x = (short)((((x<<8)&0xff00) | ((x>>8)&0xff))&0xffff);
  51         return x;
  52     }
  53
  54     private byte readByte() throws IOException {
  55         byte[] buf = new byte[1];
  56         readFully(buf);
  57         return buf[0];
  58     }
  59
  60     public class ELFIdent {
  61         private static final int ELF_MAGIC = 0x7f454c46; // '\177', 'E', 'L', 'F'
  62
  63         public static final int ELFCLASSNONE = 0;
  64         public static final int ELFCLASS32 = 1;
  65         public static final int ELFCLASS64 = 2;
  66         public byte klass;
  67
  68
  69         public static final int ELFDATANONE = 0;
  70         public static final int ELFDATA2LSB = 1;
  71         public static final int ELFDATA2MSB = 2;
  72         public byte data;
  73         public byte osabi;
  74         public byte abiversion;
  75
  76         ELFIdent() throws IOException {
  77             if(readIntBE() != ELF_MAGIC) throw new ELFException("Bad Magic (is: " );
  78
  79             klass = readByte();
  80             if(klass != ELFCLASS32) throw new ELFException("org.xwt.mips.ELF does not suport 64-bit binaries");
  81
  82             data = readByte();
  83             if(data != ELFDATA2LSB && data != ELFDATA2MSB) throw new ELFException("Unknown byte order");
  84
  85             readByte(); // version
  86             osabi = readByte();
  87             abiversion = readByte();
  88             for(int i=0;i<7;i++) readByte(); // padding
  89         }
  90     }
  91
  92     public class ELFHeader {
  93         public static final short ET_EXEC = 2;
  94         public short type;
  95
  96         public static final short EM_MIPS = 8;
  97         public short machine;
  98
  99         public int version;
 100         public int entry;
 101         public int phoff;
 102         public int shoff;
 103         public int flags;
 104         public short ehsize;
 105         public short phentsize;
 106         public short phnum;
 107         public short shentsize;
 108         public short shnum;
 109         public short shstrndx;
 110
 111         ELFHeader() throws IOException {
 112             type = readShort();
 113             machine = readShort();
 114             version = readInt();
 115             if(version != 1) throw new ELFException("version != 1");
 116             entry = readInt();
 117             phoff = readInt();
 118             shoff = readInt();
 119             flags = readInt();
 120             ehsize = readShort();
 121             phentsize = readShort();
 122             phnum = readShort();
 123             shentsize = readShort();
 124             shnum = readShort();
 125             shstrndx = readShort();
 126         }
 127     }
 128
 129     public class PHeader {
 130         public int type;
 131         public int offset;
 132         public int vaddr;
 133         public int paddr;
 134         public int filesz;
 135         public int memsz;
 136         public int flags;
 137         public int align;
 138
 139         public static final int PF_X = 0x1;
 140         public static final int PF_W = 0x2;
 141         public static final int PF_R = 0x4;
 142
 143         public static final int PT_LOAD = 1;
 144
 145         PHeader() throws IOException {
 146             type = readInt();
 147             offset = readInt();
 148             vaddr = readInt();
 149             paddr = readInt();
 150             filesz = readInt();
 151             memsz = readInt();
 152             flags = readInt();
 153             align = readInt();
 154             if(filesz > memsz) throw new ELFException("ELF inconsistency: filesz > memsz (" + toHex(filesz) + " > " + toHex(memsz) + ")");
 155         }
 156
 157         public boolean writable() { return (flags & PF_W) != 0; }
 158
 159         public InputStream getInputStream() throws IOException {
 160                 return new BufferedInputStream(new SectionInputStream(
 161                         offset,offset+filesz));
 162         }
 163     }
 164
 165     public class SHeader {
 166         int nameidx;
 167         public String name;
 168         public int type;
 169         public int flags;
 170         public int addr;
 171         public int offset;
 172         public int size;
 173         public int link;
 174         public int info;
 175         public int addralign;
 176         public int entsize;
 177
 178         public static final int SHT_SYMTAB = 2;
 179         public static final int SHT_STRTAB = 3;
 180         public static final int SHT_NOBITS = 8;
 181
 182         SHeader() throws IOException {
 183             nameidx = readInt();
 184             type = readInt();
 185             flags = readInt();
 186             addr = readInt();
 187             offset = readInt();
 188             size = readInt();
 189             link = readInt();
 190             info = readInt();
 191             addralign = readInt();
 192             entsize = readInt();
 193         }
 194
 195         public InputStream getInputStream() throws IOException {
 196                 return new BufferedInputStream(new SectionInputStream(
 197                         offset, type == SHT_NOBITS ? 0 : offset+size));
 198         }
 199     }
 200
 201     public ELF(String file) throws IOException, ELFException { this(new SeekableFile(file,false)); }
 202     public ELF(SeekableData data) throws IOException, ELFException {
 203         this.data = data;
 204         ident = new ELFIdent();
 205         header = new ELFHeader();
 206         pheaders = new PHeader[header.phnum];
 207         for(int i=0;i<header.phnum;i++) {
 208             data.seek(header.phoff+i*header.phentsize);
 209             pheaders[i] = new PHeader();
 210         }
 211         sheaders = new SHeader[header.shnum];
 212         for(int i=0;i<header.shnum;i++) {
 213             data.seek(header.shoff+i*header.shentsize);
 214             sheaders[i] = new SHeader();
 215         }
 216         if(header.shstrndx < 0 || header.shstrndx >= header.shnum) throw new ELFException("Bad shstrndx");
 217         data.seek(sheaders[header.shstrndx].offset);
 218         stringTable = new byte[sheaders[header.shstrndx].size];
 219         readFully(stringTable);
 220
 221         for(int i=0;i<header.shnum;i++) {
 222             SHeader s = sheaders[i];
 223             s.name = getString(s.nameidx);
 224         }
 225     }
 226
 227     private String getString(int off) { return getString(off,stringTable); }
 228     private String getString(int off,byte[] strtab) {
 229         StringBuffer sb = new StringBuffer();
 230         if(off < 0 || off >= strtab.length) return "<invalid strtab entry>";
 231         while(off >= 0 && off < strtab.length && strtab[off] != 0) sb.append((char)strtab[off++]);
 232         return sb.toString();
 233     }
 234
 235     public SHeader sectionWithName(String name) {
 236         for(int i=0;i<sheaders.length;i++)
 237             if(sheaders[i].name.equals(name))
 238                 return sheaders[i];
 239         return null;
 240     }
 241
 242     public class ELFException extends IOException { ELFException(String s) { super(s); } }
 243
 244     private class SectionInputStream extends InputStream {
 245         private int pos;
 246         private int maxpos;
 247         SectionInputStream(int start, int end) throws IOException {
 248             if(sectionReaderActive)
 249                 throw new IOException("Section reader already active");
 250             sectionReaderActive = true;
 251             pos = start;
 252             data.seek(pos);
 253             maxpos = end;
 254         }
 255
 256         private int bytesLeft() { return maxpos - pos; }
 257         public int read() throws IOException {
 258             byte[] buf = new byte[1];
 259             return read(buf,0,1) == -1 ? -1 : (buf[0]&0xff);
 260         }
 261         public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
 262             int n = data.read(b,off,Math.min(len,bytesLeft())); if(n > 0) pos += n; return n;
 263         }
 264         public void close() { sectionReaderActive = false; }
 265     }
 266
 267     private Symtab _symtab;
 268     public Symtab getSymtab() throws IOException {
 269         if(_symtab != null) return _symtab;
 270
 271         if(sectionReaderActive) throw new ELFException("Can't read the symtab while a section reader is active");
 272
 273         SHeader sh = sectionWithName(".symtab");
 274         if(sh == null || sh.type != SHeader.SHT_SYMTAB) return null;
 275
 276         SHeader sth = sectionWithName(".strtab");
 277         if(sth == null || sth.type != SHeader.SHT_STRTAB) return null;
 278
 279         byte[] strtab = new byte[sth.size];
 280         DataInputStream dis = new DataInputStream(sth.getInputStream());
 281         dis.readFully(strtab);
 282         dis.close();
 283
 284         return _symtab = new Symtab(sh.offset, sh.size,strtab);
 285     }
 286
 287     public class  Symtab {
 288         public Symbol[] symbols;
 289
 290         Symtab(int off, int size, byte[] strtab) throws IOException {
 291             data.seek(off);
 292             int count = size/16;
 293             symbols = new Symbol[count];
 294             for(int i=0;i<count;i++) symbols[i] = new Symbol(strtab);
 295         }
 296
 297         public Symbol getSymbol(String name) {
 298             Symbol sym = null;
 299             for(int i=0;i<symbols.length;i++) {
 300                 if(symbols[i].name.equals(name)) {
 301                     if(sym == null)
 302                         sym = symbols[i];
 303                     else
 304                         System.err.println("WARNING: Multiple symbol matches for " + name);
 305                 }
 306             }
 307             return sym;
 308         }
 309
 310         public Symbol getGlobalSymbol(String name) {
 311             for(int i=0;i<symbols.length;i++)
 312                 if(symbols[i].binding == Symbol.STB_GLOBAL && symbols[i].name.equals(name))
 313                     return symbols[i];
 314             return null;
 315         }
 316     }
 317
 318     public class Symbol {
 319         public String name;
 320         public int addr;
 321         public int size;
 322         public byte info;
 323         public byte type;
 324         public byte binding;
 325         public byte other;
 326         public SHeader sheader;
 327
 328         public final static int STT_FUNC = 2;
 329         public final static int STB_GLOBAL = 1;
 330
 331         Symbol(byte[] strtab) throws IOException {
 332             name = getString(readInt(),strtab);
 333             addr = readInt();
 334             size = readInt();
 335             info = readByte();
 336             type = (byte)(info&0xf);
 337             binding = (byte)(info>>4);
 338             other = readByte();
 339             // FEATURE: This should point to some other entry or something
 340             readShort();
 341         }
 342     }
 343
 344     private static String toHex(int n) { return "0x" + Long.toString(n & 0xffffffffL, 16); }
 345
 346     public static void main(String[] args) throws IOException {
 347         ELF elf = new ELF(new SeekableInputStream(new FileInputStream(args[0])));
 348         System.out.println("Type: " + toHex(elf.header.type));
 349         System.out.println("Machine: " + toHex(elf.header.machine));
 350         System.out.println("Entry: " + toHex(elf.header.entry));
 351         for(int i=0;i<elf.pheaders.length;i++) {
 352             ELF.PHeader ph = elf.pheaders[i];
 353             System.out.println("PHeader " + toHex(i));
 354             System.out.println("\tOffset: " + ph.offset);
 355             System.out.println("\tVaddr: " + toHex(ph.vaddr));
 356             System.out.println("\tFile Size: " + ph.filesz);
 357             System.out.println("\tMem Size: " + ph.memsz);
 358         }
 359         for(int i=0;i<elf.sheaders.length;i++) {
 360             ELF.SHeader sh = elf.sheaders[i];
 361             System.out.println("SHeader " + toHex(i));
 362             System.out.println("\tName: " + sh.name);
 363             System.out.println("\tOffset: " + sh.offset);
 364             System.out.println("\tAddr: " + toHex(sh.addr));
 365             System.out.println("\tSize: " + sh.size);
 366             System.out.println("\tType: " + toHex(sh.type));
 367         }
 368         Symtab symtab = elf.getSymtab();
 369         if(symtab != null) {
 370             System.out.println("Symbol table:");
 371             for(int i=0;i<symtab.symbols.length;i++)
 372                 System.out.println("\t" + symtab.symbols[i].name + " -> " + toHex(symtab.symbols[i].addr));
 373         } else {
 374             System.out.println("Symbol table: None");
 375         }
 376     }
 377 }