Fix copyright lines
[folly.git] / folly / experimental / symbolizer / Elf.cpp
index 3d4db0eb1f94f45eab609472fcaaa915be7471c3..284dffb086c25b52662bd932870b8995cf2a0ebe 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright 2014 Facebook, Inc.
+ * Copyright 2012-present Facebook, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
  * See the License for the specific language governing permissions and
  * limitations under the License.
  */
+#include <folly/experimental/symbolizer/Elf.h>
 
-
-#include "folly/experimental/symbolizer/Elf.h"
-
-#include <sys/mman.h>
-#include <sys/types.h>
-#include <sys/stat.h>
 #include <fcntl.h>
+#include <folly/portability/SysMman.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <sys/types.h>
 
+#include <cstring>
 #include <string>
 
 #include <glog/logging.h>
 
-#include "folly/Conv.h"
-#include "folly/Exception.h"
+#include <folly/Conv.h>
+#include <folly/Exception.h>
+#include <folly/ScopeGuard.h>
+
+#ifndef STT_GNU_IFUNC
+#define STT_GNU_IFUNC 10
+#endif
 
 namespace folly {
 namespace symbolizer {
 
 ElfFile::ElfFile() noexcept
-  : fd_(-1),
-    file_(static_cast<char*>(MAP_FAILED)),
-    length_(0),
-    baseAddress_(0) {
-}
+    : fd_(-1),
+      file_(static_cast<char*>(MAP_FAILED)),
+      length_(0),
+      baseAddress_(0) {}
 
 ElfFile::ElfFile(const char* name, bool readOnly)
-  : fd_(-1),
-    file_(static_cast<char*>(MAP_FAILED)),
-    length_(0),
-    baseAddress_(0) {
+    : fd_(-1),
+      file_(static_cast<char*>(MAP_FAILED)),
+      length_(0),
+      baseAddress_(0) {
   open(name, readOnly);
 }
 
 void ElfFile::open(const char* name, bool readOnly) {
   const char* msg = "";
   int r = openNoThrow(name, readOnly, &msg);
-  folly::checkUnixError(r, msg);
+  if (r == kSystemError) {
+    throwSystemError(msg);
+  } else {
+    CHECK_EQ(r, kSuccess) << msg;
+  }
 }
 
-int ElfFile::openNoThrow(const char* name, bool readOnly, const char** msg)
-  noexcept {
+int ElfFile::openNoThrow(
+    const char* name,
+    bool readOnly,
+    const char** msg) noexcept {
   FOLLY_SAFE_CHECK(fd_ == -1, "File already open");
+  strncat(filepath_, name, kFilepathMaxLen - 1);
   fd_ = ::open(name, readOnly ? O_RDONLY : O_RDWR);
   if (fd_ == -1) {
-    if (msg) *msg = "open";
-    return -1;
+    if (msg) {
+      *msg = "open";
+    }
+    return kSystemError;
   }
-
+  // Always close fd and unmap in case of failure along the way to avoid
+  // check failure above if we leave fd != -1 and the object is recycled
+  // like it is inside SignalSafeElfCache
+  auto guard = makeGuard([&] { reset(); });
   struct stat st;
   int r = fstat(fd_, &st);
   if (r == -1) {
-    if (msg) *msg = "fstat";
-    return -1;
+    if (msg) {
+      *msg = "fstat";
+    }
+    return kSystemError;
   }
 
   length_ = st.st_size;
@@ -76,22 +93,75 @@ int ElfFile::openNoThrow(const char* name, bool readOnly, const char** msg)
   }
   file_ = static_cast<char*>(mmap(nullptr, length_, prot, MAP_SHARED, fd_, 0));
   if (file_ == MAP_FAILED) {
-    if (msg) *msg = "mmap";
-    return -1;
+    if (msg) {
+      *msg = "mmap";
+    }
+    return kSystemError;
   }
-  init();
-  return 0;
+  if (!init(msg)) {
+    errno = EINVAL;
+    return kInvalidElfFile;
+  }
+  guard.dismiss();
+  return kSuccess;
+}
+
+int ElfFile::openAndFollow(
+    const char* name,
+    bool readOnly,
+    const char** msg) noexcept {
+  auto result = openNoThrow(name, readOnly, msg);
+  if (!readOnly || result != kSuccess) {
+    return result;
+  }
+
+  /* NOTE .gnu_debuglink specifies only the name of the debugging info file
+   * (with no directory components). GDB checks 3 different directories, but
+   * ElfFile only supports the first version:
+   *     - dirname(name)
+   *     - dirname(name) + /.debug/
+   *     - X/dirname(name)/ - where X is set in gdb's `debug-file-directory`.
+   */
+  auto dirend = strrchr(name, '/');
+  // include ending '/' if any.
+  auto dirlen = dirend != nullptr ? dirend + 1 - name : 0;
+
+  auto debuginfo = getSectionByName(".gnu_debuglink");
+  if (!debuginfo) {
+    return result;
+  }
+
+  // The section starts with the filename, with any leading directory
+  // components removed, followed by a zero byte.
+  auto debugFileName = getSectionBody(*debuginfo);
+  auto debugFileLen = strlen(debugFileName.begin());
+  if (dirlen + debugFileLen >= PATH_MAX) {
+    return result;
+  }
+
+  char linkname[PATH_MAX];
+  memcpy(linkname, name, dirlen);
+  memcpy(linkname + dirlen, debugFileName.begin(), debugFileLen + 1);
+  reset();
+  result = openNoThrow(linkname, readOnly, msg);
+  if (result == kSuccess) {
+    return result;
+  }
+  return openNoThrow(name, readOnly, msg);
 }
 
 ElfFile::~ElfFile() {
-  destroy();
+  reset();
 }
 
-ElfFile::ElfFile(ElfFile&& other)
-  : fd_(other.fd_),
-    file_(other.file_),
-    length_(other.length_),
-    baseAddress_(other.baseAddress_) {
+ElfFile::ElfFile(ElfFile&& other) noexcept
+    : fd_(other.fd_),
+      file_(other.file_),
+      length_(other.length_),
+      baseAddress_(other.baseAddress_) {
+  // copy other.filepath_, leaving filepath_ zero-terminated, always.
+  strncat(filepath_, other.filepath_, kFilepathMaxLen - 1);
+  other.filepath_[0] = 0;
   other.fd_ = -1;
   other.file_ = static_cast<char*>(MAP_FAILED);
   other.length_ = 0;
@@ -100,13 +170,16 @@ ElfFile::ElfFile(ElfFile&& other)
 
 ElfFile& ElfFile::operator=(ElfFile&& other) {
   assert(this != &other);
-  destroy();
+  reset();
 
+  // copy other.filepath_, leaving filepath_ zero-terminated, always.
+  strncat(filepath_, other.filepath_, kFilepathMaxLen - 1);
   fd_ = other.fd_;
   file_ = other.file_;
   length_ = other.length_;
   baseAddress_ = other.baseAddress_;
 
+  other.filepath_[0] = 0;
   other.fd_ = -1;
   other.file_ = static_cast<char*>(MAP_FAILED);
   other.length_ = 0;
@@ -115,126 +188,164 @@ ElfFile& ElfFile::operator=(ElfFile&& other) {
   return *this;
 }
 
-void ElfFile::destroy() {
+void ElfFile::reset() {
+  filepath_[0] = 0;
+
   if (file_ != MAP_FAILED) {
     munmap(file_, length_);
+    file_ = static_cast<char*>(MAP_FAILED);
   }
 
   if (fd_ != -1) {
     close(fd_);
+    fd_ = -1;
   }
 }
 
-void ElfFile::init() {
-  auto& elfHeader = this->elfHeader();
+bool ElfFile::init(const char** msg) {
+  if (length_ < 4) {
+    if (msg) {
+      *msg = "not an ELF file (too short)";
+    }
+    return false;
+  }
 
   // Validate ELF magic numbers
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_ident[EI_MAG0] == ELFMAG0 &&
-                   elfHeader.e_ident[EI_MAG1] == ELFMAG1 &&
-                   elfHeader.e_ident[EI_MAG2] == ELFMAG2 &&
-                   elfHeader.e_ident[EI_MAG3] == ELFMAG3,
-                   "invalid ELF magic");
+  if (file_[EI_MAG0] != ELFMAG0 || file_[EI_MAG1] != ELFMAG1 ||
+      file_[EI_MAG2] != ELFMAG2 || file_[EI_MAG3] != ELFMAG3) {
+    if (msg) {
+      *msg = "invalid ELF magic";
+    }
+    return false;
+  }
+
+  auto& elfHeader = this->elfHeader();
 
-  // Validate ELF class (32/64 bits)
 #define EXPECTED_CLASS P1(ELFCLASS, __ELF_NATIVE_CLASS)
 #define P1(a, b) P2(a, b)
-#define P2(a, b) a ## b
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_ident[EI_CLASS] == EXPECTED_CLASS,
-                   "invalid ELF class");
+#define P2(a, b) a##b
+  // Validate ELF class (32/64 bits)
+  if (elfHeader.e_ident[EI_CLASS] != EXPECTED_CLASS) {
+    if (msg) {
+      *msg = "invalid ELF class";
+    }
+    return false;
+  }
 #undef P1
 #undef P2
 #undef EXPECTED_CLASS
 
   // Validate ELF data encoding (LSB/MSB)
-#if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
-# define EXPECTED_ENCODING ELFDATA2LSB
-#elif __BYTE_ORDER__ == __ORDER_BIG_ENDIAN__
-# define EXPECTED_ENCODING ELFDATA2MSB
-#else
-# error Unsupported byte order
-#endif
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_ident[EI_DATA] == EXPECTED_ENCODING,
-                   "invalid ELF encoding");
-#undef EXPECTED_ENCODING
+  static constexpr auto kExpectedEncoding =
+      kIsLittleEndian ? ELFDATA2LSB : ELFDATA2MSB;
+  if (elfHeader.e_ident[EI_DATA] != kExpectedEncoding) {
+    if (msg) {
+      *msg = "invalid ELF encoding";
+    }
+    return false;
+  }
 
   // Validate ELF version (1)
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_ident[EI_VERSION] == EV_CURRENT &&
-                   elfHeader.e_version == EV_CURRENT,
-                   "invalid ELF version");
+  if (elfHeader.e_ident[EI_VERSION] != EV_CURRENT ||
+      elfHeader.e_version != EV_CURRENT) {
+    if (msg) {
+      *msg = "invalid ELF version";
+    }
+    return false;
+  }
 
   // We only support executable and shared object files
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_type == ET_EXEC || elfHeader.e_type == ET_DYN,
-                   "invalid ELF file type");
-
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_phnum != 0, "no program header!");
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_phentsize == sizeof(ElfW(Phdr)),
-                   "invalid program header entry size");
-  FOLLY_SAFE_CHECK(elfHeader.e_shentsize == sizeof(ElfW(Shdr)),
-                   "invalid section header entry size");
-
-  const ElfW(Phdr)* programHeader = &at<ElfW(Phdr)>(elfHeader.e_phoff);
-  bool foundBase = false;
-  for (size_t i = 0; i < elfHeader.e_phnum; programHeader++, i++) {
-    // Program headers are sorted by load address, so the first PT_LOAD
-    // header gives us the base address.
-    if (programHeader->p_type == PT_LOAD) {
-      baseAddress_ = programHeader->p_vaddr;
-      foundBase = true;
-      break;
+  if (elfHeader.e_type != ET_EXEC && elfHeader.e_type != ET_DYN) {
+    if (msg) {
+      *msg = "invalid ELF file type";
+    }
+    return false;
+  }
+
+  if (elfHeader.e_phnum == 0) {
+    if (msg) {
+      *msg = "no program header!";
+    }
+    return false;
+  }
+
+  if (elfHeader.e_phentsize != sizeof(ElfPhdr)) {
+    if (msg) {
+      *msg = "invalid program header entry size";
+    }
+    return false;
+  }
+
+  if (elfHeader.e_shentsize != sizeof(ElfShdr)) {
+    if (msg) {
+      *msg = "invalid section header entry size";
+    }
+  }
+
+  // Program headers are sorted by load address, so the first PT_LOAD
+  // header gives us the base address.
+  const ElfPhdr* programHeader =
+      iterateProgramHeaders([](auto& h) { return h.p_type == PT_LOAD; });
+
+  if (!programHeader) {
+    if (msg) {
+      *msg = "could not find base address";
     }
+    return false;
   }
+  baseAddress_ = programHeader->p_vaddr;
 
-  FOLLY_SAFE_CHECK(foundBase, "could not find base address");
+  return true;
 }
 
-const ElfW(Shdr)* ElfFile::getSectionByIndex(size_t idx) const {
+const ElfShdr* ElfFile::getSectionByIndex(size_t idx) const {
   FOLLY_SAFE_CHECK(idx < elfHeader().e_shnum, "invalid section index");
-  return &at<ElfW(Shdr)>(elfHeader().e_shoff + idx * sizeof(ElfW(Shdr)));
+  return &at<ElfShdr>(elfHeader().e_shoff + idx * sizeof(ElfShdr));
 }
 
-folly::StringPiece ElfFile::getSectionBody(const ElfW(Shdr)& section) const {
+folly::StringPiece ElfFile::getSectionBody(const ElfShdr& section) const {
   return folly::StringPiece(file_ + section.sh_offset, section.sh_size);
 }
 
-void ElfFile::validateStringTable(const ElfW(Shdr)& stringTable) const {
-  FOLLY_SAFE_CHECK(stringTable.sh_type == SHT_STRTAB,
-                   "invalid type for string table");
+void ElfFile::validateStringTable(const ElfShdr& stringTable) const {
+  FOLLY_SAFE_CHECK(
+      stringTable.sh_type == SHT_STRTAB, "invalid type for string table");
 
   const char* start = file_ + stringTable.sh_offset;
   // First and last bytes must be 0
-  FOLLY_SAFE_CHECK(stringTable.sh_size == 0 ||
-                   (start[0] == '\0' && start[stringTable.sh_size - 1] == '\0'),
-                   "invalid string table");
+  FOLLY_SAFE_CHECK(
+      stringTable.sh_size == 0 ||
+          (start[0] == '\0' && start[stringTable.sh_size - 1] == '\0'),
+      "invalid string table");
 }
 
-const char* ElfFile::getString(const ElfW(Shdr)& stringTable, size_t offset)
-  const {
+const char* ElfFile::getString(const ElfShdr& stringTable, size_t offset)
+    const {
   validateStringTable(stringTable);
-  FOLLY_SAFE_CHECK(offset < stringTable.sh_size,
-                   "invalid offset in string table");
+  FOLLY_SAFE_CHECK(
+      offset < stringTable.sh_size, "invalid offset in string table");
 
   return file_ + stringTable.sh_offset + offset;
 }
 
-const char* ElfFile::getSectionName(const ElfW(Shdr)& section) const {
+const char* ElfFile::getSectionName(const ElfShdr& section) const {
   if (elfHeader().e_shstrndx == SHN_UNDEF) {
-    return nullptr;  // no section name string table
+    return nullptr; // no section name string table
   }
 
-  const ElfW(Shdr)& sectionNames = *getSectionByIndex(elfHeader().e_shstrndx);
+  const ElfShdr& sectionNames = *getSectionByIndex(elfHeader().e_shstrndx);
   return getString(sectionNames, section.sh_name);
 }
 
-const ElfW(Shdr)* ElfFile::getSectionByName(const char* name) const {
+const ElfShdr* ElfFile::getSectionByName(const char* name) const {
   if (elfHeader().e_shstrndx == SHN_UNDEF) {
-    return nullptr;  // no section name string table
+    return nullptr; // no section name string table
   }
 
   // Find offset in the section name string table of the requested name
-  const ElfW(Shdr)& sectionNames = *getSectionByIndex(elfHeader().e_shstrndx);
+  const ElfShdr& sectionNames = *getSectionByIndex(elfHeader().e_shstrndx);
   const char* foundName = iterateStrings(
-      sectionNames,
-      [&] (const char* s) { return !strcmp(name, s); });
+      sectionNames, [&](const char* s) { return !strcmp(name, s); });
   if (foundName == nullptr) {
     return nullptr;
   }
@@ -242,23 +353,22 @@ const ElfW(Shdr)* ElfFile::getSectionByName(const char* name) const {
   size_t offset = foundName - (file_ + sectionNames.sh_offset);
 
   // Find section with the appropriate sh_name offset
-  const ElfW(Shdr)* foundSection = iterateSections(
-    [&](const ElfW(Shdr)& sh) {
-      if (sh.sh_name == offset) {
-        return true;
-      }
-      return false;
-    });
+  const ElfShdr* foundSection = iterateSections([&](const ElfShdr& sh) {
+    if (sh.sh_name == offset) {
+      return true;
+    }
+    return false;
+  });
   return foundSection;
 }
 
 ElfFile::Symbol ElfFile::getDefinitionByAddress(uintptr_t address) const {
-  Symbol foundSymbol {nullptr, nullptr};
+  Symbol foundSymbol{nullptr, nullptr};
 
-  auto findSection = [&](const ElfW(Shdr)& section) {
-    auto findSymbols = [&](const ElfW(Sym)& sym) {
+  auto findSection = [&](const ElfShdr& section) {
+    auto findSymbols = [&](const ElfSym& sym) {
       if (sym.st_shndx == SHN_UNDEF) {
-        return false;  // not a definition
+        return false; // not a definition
       }
       if (address >= sym.st_value && address < sym.st_value + sym.st_size) {
         foundSymbol.first = &section;
@@ -269,8 +379,8 @@ ElfFile::Symbol ElfFile::getDefinitionByAddress(uintptr_t address) const {
       return false;
     };
 
-    return iterateSymbolsWithType(section, STT_OBJECT, findSymbols) ||
-      iterateSymbolsWithType(section, STT_FUNC, findSymbols);
+    return iterateSymbolsWithTypes(
+        section, {STT_OBJECT, STT_FUNC, STT_GNU_IFUNC}, findSymbols);
   };
 
   // Try the .dynsym section first if it exists, it's smaller.
@@ -283,22 +393,22 @@ ElfFile::Symbol ElfFile::getDefinitionByAddress(uintptr_t address) const {
 ElfFile::Symbol ElfFile::getSymbolByName(const char* name) const {
   Symbol foundSymbol{nullptr, nullptr};
 
-  auto findSection = [&](const ElfW(Shdr)& section) -> bool {
+  auto findSection = [&](const ElfShdr& section) -> bool {
     // This section has no string table associated w/ its symbols; hence we
     // can't get names for them
     if (section.sh_link == SHN_UNDEF) {
       return false;
     }
 
-    auto findSymbols = [&](const ElfW(Sym)& sym) -> bool {
+    auto findSymbols = [&](const ElfSym& sym) -> bool {
       if (sym.st_shndx == SHN_UNDEF) {
-        return false;  // not a definition
+        return false; // not a definition
       }
       if (sym.st_name == 0) {
-        return false;  // no name for this symbol
+        return false; // no name for this symbol
       }
-      const char* sym_name = getString(
-        *getSectionByIndex(section.sh_link), sym.st_name);
+      const char* sym_name =
+          getString(*getSectionByIndex(section.sh_link), sym.st_name);
       if (strcmp(sym_name, name) == 0) {
         foundSymbol.first = &section;
         foundSymbol.second = &sym;
@@ -308,19 +418,19 @@ ElfFile::Symbol ElfFile::getSymbolByName(const char* name) const {
       return false;
     };
 
-    return iterateSymbolsWithType(section, STT_OBJECT, findSymbols) ||
-      iterateSymbolsWithType(section, STT_FUNC, findSymbols);
+    return iterateSymbolsWithTypes(
+        section, {STT_OBJECT, STT_FUNC, STT_GNU_IFUNC}, findSymbols);
   };
 
   // Try the .dynsym section first if it exists, it's smaller.
   iterateSectionsWithType(SHT_DYNSYM, findSection) ||
-    iterateSectionsWithType(SHT_SYMTAB, findSection);
+      iterateSectionsWithType(SHT_SYMTAB, findSection);
 
   return foundSymbol;
 }
 
-const ElfW(Shdr)* ElfFile::getSectionContainingAddress(ElfW(Addr) addr) const {
-  return iterateSections([&](const ElfW(Shdr)& sh) -> bool {
+const ElfShdr* ElfFile::getSectionContainingAddress(ElfAddr addr) const {
+  return iterateSections([&](const ElfShdr& sh) -> bool {
     return (addr >= sh.sh_addr) && (addr < (sh.sh_addr + sh.sh_size));
   });
 }
@@ -331,17 +441,16 @@ const char* ElfFile::getSymbolName(Symbol symbol) const {
   }
 
   if (symbol.second->st_name == 0) {
-    return nullptr;  // symbol has no name
+    return nullptr; // symbol has no name
   }
 
   if (symbol.first->sh_link == SHN_UNDEF) {
-    return nullptr;  // symbol table has no strings
+    return nullptr; // symbol table has no strings
   }
 
-  return getString(*getSectionByIndex(symbol.first->sh_link),
-                   symbol.second->st_name);
+  return getString(
+      *getSectionByIndex(symbol.first->sh_link), symbol.second->st_name);
 }
 
-}  // namespace symbolizer
-}  // namespace folly
-
+} // namespace symbolizer
+} // namespace folly