source: rtems-tools/linkers/rtems-exeinfo.cpp @ 1318c11

5
Last change on this file since 1318c11 was 1e21ea7, checked in by Chris Johns <chrisj@…>, on 05/08/18 at 05:09:47

linkers/exe-info: Add DWARF support to gather and check producer details.

  • Provide support to list the compilers and assemblers used to build an executable.
  • List the machine flags showing which flags are common and which are not.
  • Property mode set to 100644
File size: 21.2 KB
Line 
1/*
2 * Copyright (c) 2016-2018, Chris Johns <chrisj@rtems.org>
3 *
4 * RTEMS Tools Project (http://www.rtems.org/)
5 * This file is part of the RTEMS Tools package in 'rtems-tools'.
6 *
7 * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
8 * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
9 * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
10 *
11 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
12 * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
13 * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
14 * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
15 * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
16 * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
17 * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
18 */
19/**
20 * @file
21 *
22 * @ingroup rtems_rld
23 *
24 * @brief RTEMS Init dumps the initialisation section data in a format we can
25 *        read.
26 *
27 */
28
29#if HAVE_CONFIG_H
30#include "config.h"
31#endif
32
33#include <iostream>
34#include <iomanip>
35
36#include <cxxabi.h>
37#include <signal.h>
38#include <stdlib.h>
39#include <string.h>
40#include <unistd.h>
41
42#include <getopt.h>
43
44#include <rld.h>
45#include <rld-buffer.h>
46#include <rld-dwarf.h>
47#include <rld-files.h>
48#include <rld-process.h>
49#include <rld-rtems.h>
50
51#ifndef HAVE_KILL
52#define kill(p,s) raise(s)
53#endif
54
55namespace rld
56{
57  namespace exeinfo
58  {
59    /**
60     * Default section list.
61     */
62    const char* default_init[] =
63    {
64      ".rtemsroset",
65      ".ctors",
66      ".init",
67      0
68    };
69
70    const char* default_fini[] =
71    {
72      ".dtors",
73      ".fini",
74      0
75    };
76
77    /**
78     * ARM section list.
79     */
80    const char* arm_init[] =
81    {
82      ".rtemsroset",
83      ".init_array",
84      0
85    };
86
87    const char* arm_fini[] =
88    {
89      ".fini_array",
90      0
91    };
92
93    /**
94     * An executable section's address, offset, size and alignment.
95     */
96    struct section
97    {
98      const files::section& sec;        //< The executable's section.
99      buffer::buffer        data;       //< The section's data.
100      files::byteorder      byteorder;  //< The image's byteorder.
101
102      /**
103       * Construct the section.
104       */
105      section (const files::section& sec, files::byteorder byteorder);
106
107      /**
108       * Copy construct.
109       */
110      section (const section& orig);
111
112      /**
113       * Clean up the section's memory.
114       */
115      ~section ();
116
117    private:
118      /**
119       * Default constructor.
120       */
121      section ();
122    };
123
124    /**
125     * Container of sections. Order is the address in memory.
126     */
127    typedef std::list < section > sections;
128
129    /**
130     * The kernel image.
131     */
132    struct image
133    {
134      files::object    exe;         //< The object file that is the executable.
135      dwarf::file      debug;       //< The executable's DWARF details.
136      symbols::table   symbols;     //< The synbols for a map.
137      symbols::addrtab addresses;   //< The symbols keyed by address.
138      files::sections  secs;        //< The sections in the executable.
139      const char**     init;        //< The init section's list for the machinetype.
140      const char**     fini;        //< The fini section's list for the machinetype.
141
142
143      /**
144       * Load the executable file.
145       */
146      image (const std::string exe_name);
147
148      /**
149       * Clean up.
150       */
151      ~image ();
152
153      /*
154       * Check the compiler and flags match.
155       */
156      void output_compilation_unit (bool objects);
157
158      /*
159       * Output the sections.
160       */
161      void output_sections ();
162
163      /*
164       * Output the init sections.
165       */
166      void output_init ();
167
168      /*
169       * Output the fini sections.
170       */
171      void output_fini ();
172
173      /*
174       * Output init/fini worker.
175       */
176      void output_init_fini (const char* label, const char** names);
177    };
178
179    section::section (const files::section& sec, files::byteorder byteorder)
180      : sec (sec),
181        data (sec.size, byteorder == rld::files::little_endian),
182        byteorder (byteorder)
183    {
184    }
185
186    section::section (const section& orig)
187      : sec (orig.sec),
188        data (orig.data)
189    {
190    }
191
192    section::~section ()
193    {
194    }
195
196    /**
197     * Helper for for_each to filter and load the sections we wish to
198     * dump.
199     */
200    class section_loader:
201      public std::unary_function < const files::section, void >
202    {
203    public:
204
205      section_loader (image& img, sections& secs, const char* names[]);
206
207      ~section_loader ();
208
209      void operator () (const files::section& fsec);
210
211    private:
212
213      image&       img;
214      sections&    secs;
215      const char** names;
216    };
217
218    section_loader::section_loader (image&      img,
219                                    sections&   secs,
220                                    const char* names[])
221      : img (img),
222        secs (secs),
223        names (names)
224    {
225    }
226
227    section_loader::~section_loader ()
228    {
229    }
230
231    void
232    section_loader::operator () (const files::section& fsec)
233    {
234      if (rld::verbose () >= RLD_VERBOSE_DETAILS)
235        std::cout << "init:section-loader: " << fsec.name
236                  << " address=" << std::hex << fsec.address << std::dec
237                  << " relocs=" << fsec.relocs.size ()
238                  << " fsec.size=" << fsec.size
239                  << " fsec.alignment=" << fsec.alignment
240                  << " fsec.rela=" << fsec.rela
241                  << std::endl;
242
243      for (int n = 0; names[n] != 0; ++n)
244      {
245        if (fsec.name == names[n])
246        {
247          if (rld::verbose () >= RLD_VERBOSE_DETAILS)
248            std::cout << "init:section-loader: " << fsec.name
249                      << " added" << std::endl;
250
251          section sec (fsec, img.exe.get_byteorder ());
252          img.exe.seek (fsec.offset);
253          sec.data.read (img.exe, fsec.size);
254          secs.push_back (sec);
255          break;
256        }
257      }
258    }
259
260    image::image (const std::string exe_name)
261      : exe (exe_name),
262        init (0),
263        fini (0)
264    {
265      /*
266       * Open the executable file and begin the session on it.
267       */
268      exe.open ();
269      exe.begin ();
270      debug.begin (exe.elf ());
271
272      if (!exe.valid ())
273        throw rld::error ("Not valid: " + exe.name ().full (),
274                          "init::image");
275
276      /*
277       * Set up the section lists for the machiner type.
278       */
279      switch (exe.elf ().machinetype ())
280      {
281        case EM_ARM:
282          init = arm_init;
283          fini = arm_fini;
284          break;
285        default:
286          init  = default_init;
287          fini  = default_fini;
288          break;
289      }
290
291      /*
292       * Load the symbols and sections.
293       */
294      exe.load_symbols (symbols, true);
295      debug.load_debug ();
296      symbols.globals (addresses);
297      symbols.weaks (addresses);
298      symbols.locals (addresses);
299      exe.get_sections (secs);
300    }
301
302    image::~image ()
303    {
304    }
305
306    void
307    image::output_compilation_unit (bool objects)
308    {
309      dwarf::compilation_units& cus = debug.get_cus ();
310
311      std::cout << "Compilation: " << std::endl;
312
313      rld::strings flag_exceptions = { "-O",
314                                       "-g",
315                                       "-mtune=",
316                                       "-fno-builtin",
317                                       "-fno-inline",
318                                       "-fexceptions",
319                                       "-fnon-call-exceptions",
320                                       "-fvisibility=",
321                                       "-fno-stack-protector",
322                                       "-fbuilding-libgcc",
323                                       "-fno-implicit-templates",
324                                       "-ffunction-sections",
325                                       "-fdata-sections",
326                                       "-frandom-seed=",
327                                       "-fno-common",
328                                       "-fno-keep-inline-functions" };
329
330      dwarf::producer_sources producers;
331
332      debug.get_producer_sources (producers);
333
334      /*
335       * Find which flags are common to the building of all source. We are only
336       * interested in files that have any flags. This filters out things like
337       * the assembler which does not have flags.
338       */
339
340      rld::strings all_flags;
341
342      size_t source_max = 0;
343
344      for (auto& p : producers)
345      {
346        dwarf::source_flags_compare compare;
347        std::sort (p.sources.begin (), p.sources.end (), compare);
348
349        for (auto& s : p.sources)
350        {
351          size_t len = rld::path::basename (s.source).length ();
352          if (len > source_max)
353            source_max = len;
354
355          if (!s.flags.empty ())
356          {
357            for (auto& f : s.flags)
358            {
359              bool add = true;
360              for (auto& ef : flag_exceptions)
361              {
362                if (rld::starts_with (f, ef))
363                {
364                  add = false;
365                  break;
366                }
367              }
368              if (add)
369              {
370                for (auto& af : all_flags)
371                {
372                  if (f == af)
373                  {
374                    add = false;
375                    break;
376                  }
377                }
378                if (add)
379                  all_flags.push_back (f);
380              }
381            }
382          }
383        }
384      }
385
386      rld::strings common_flags;
387
388      for (auto& flag : all_flags)
389      {
390        bool found_in_all = true;
391        for (auto& p : producers)
392        {
393          for (auto& s : p.sources)
394          {
395            if (!s.flags.empty ())
396            {
397              bool flag_found = false;
398              for (auto& f : s.flags)
399              {
400                if (flag == f)
401                {
402                  flag_found = true;
403                  break;
404                }
405              }
406              if (!flag_found)
407              {
408                found_in_all = false;
409                break;
410              }
411            }
412            if (!found_in_all)
413              break;
414          }
415        }
416        if (found_in_all)
417          common_flags.push_back (flag);
418      }
419
420      std::cout << " Producers: " << producers.size () << std::endl;
421
422      for (auto& p : producers)
423      {
424        std::cout << "  | " << p.producer
425                  << ": " << p.sources.size () << " objects" << std::endl;
426      }
427
428      std::cout << " Common flags: " << common_flags.size () << std::endl
429                << "  |";
430
431      for (auto& f : common_flags)
432        std::cout << ' ' << f;
433      std::cout << std::endl;
434
435      if (objects)
436      {
437        std::cout << " Object files: " << cus.size () << std::endl;
438
439        rld::strings filter_flags = common_flags;
440        filter_flags.insert (filter_flags.end (),
441                             flag_exceptions.begin (),
442                             flag_exceptions.end());
443
444        for (auto& p : producers)
445        {
446          std::cout << ' ' << p.producer
447                    << ": " << p.sources.size () << " objects" << std::endl;
448          for (auto& s : p.sources)
449          {
450            std::cout << "   | "
451                      << std::setw (source_max + 1) << std::left
452                      << rld::path::basename (s.source);
453            if (!s.flags.empty ())
454            {
455              bool first = true;
456              for (auto& f : s.flags)
457              {
458                bool present = false;
459                for (auto& ff : filter_flags)
460                {
461                  if (rld::starts_with(f, ff))
462                  {
463                    present = true;
464                    break;
465                  }
466                }
467                if (!present)
468                {
469                  if (first)
470                  {
471                    std::cout << ':';
472                    first = false;
473                  }
474                  std::cout << ' ' << f;
475                }
476              }
477            }
478            std::cout << std::endl;
479          }
480        }
481      }
482
483      std::cout << std::endl;
484    }
485
486    void
487    image::output_sections ()
488    {
489      std::cout << "Sections: " << secs.size () << std::endl;
490
491      size_t max_section_name = 0;
492
493      for (files::sections::const_iterator si = secs.begin ();
494           si != secs.end ();
495           ++si)
496      {
497        const files::section& sec = *si;
498        if (sec.name.length() > max_section_name)
499          max_section_name = sec.name.length();
500      }
501
502      for (files::sections::const_iterator si = secs.begin ();
503           si != secs.end ();
504           ++si)
505      {
506        const files::section& sec = *si;
507
508        #define SF(f, i, c) if (sec.flags & (f)) flags[i] = c
509
510        std::string flags ("--------------");
511
512        SF (SHF_WRITE,            0, 'W');
513        SF (SHF_ALLOC,            1, 'A');
514        SF (SHF_EXECINSTR,        2, 'E');
515        SF (SHF_MERGE,            3, 'M');
516        SF (SHF_STRINGS,          4, 'S');
517        SF (SHF_INFO_LINK,        5, 'I');
518        SF (SHF_LINK_ORDER,       6, 'L');
519        SF (SHF_OS_NONCONFORMING, 7, 'N');
520        SF (SHF_GROUP,            8, 'G');
521        SF (SHF_TLS,              9, 'T');
522        SF (SHF_AMD64_LARGE,     10, 'a');
523        SF (SHF_ENTRYSECT,       11, 'e');
524        SF (SHF_COMDEF,          12, 'c');
525        SF (SHF_ORDERED,         13, 'O');
526
527        std::cout << "  " << std::left
528                  << std::setw (max_section_name) << sec.name
529                  << " " << flags
530                  << std::right << std::hex << std::setfill ('0')
531                  << " addr: 0x" << std::setw (8) << sec.address
532                  << " 0x" << std::setw (8) << sec.address + sec.size
533                  << std::dec << std::setfill (' ')
534                  << " size: " << std::setw (10) << sec.size
535                  << " align: " << std::setw (3) << sec.alignment
536                  << " relocs: " << std::setw (6) << sec.relocs.size ()
537                  << std::endl;
538      }
539
540      std::cout << std::endl;
541    }
542
543    void
544    image::output_init ()
545    {
546      output_init_fini ("Init", init);
547    }
548
549    void
550    image::output_fini ()
551    {
552      output_init_fini ("Fini", fini);
553    }
554
555    void
556    image::output_init_fini (const char* label, const char** names)
557    {
558      /*
559       * Load the sections.
560       */
561      sections ifsecs;
562      std::for_each (secs.begin (), secs.end (),
563                     section_loader (*this, ifsecs, names));
564
565      std::cout << label << " sections: " << ifsecs.size () << std::endl;
566
567      for (auto& sec : ifsecs)
568      {
569        const size_t machine_size = exe.elf ().machine_size ();
570        const int    count = sec.data.level () / machine_size;
571
572        std::cout << " " << sec.sec.name << std::endl;
573
574        for (int i = 0; i < count; ++i)
575        {
576          uint32_t         address;
577          symbols::symbol* sym;
578          sec.data >> address;
579          sym = addresses[address];
580          std::cout << "  "
581                    << std::hex << std::setfill ('0')
582                    << "0x" << std::setw (8) << address
583                    << std::dec << std::setfill ('0');
584          if (sym)
585          {
586            std::string label = sym->name ();
587            if (rld::symbols::is_cplusplus (label))
588              rld::symbols::demangle_name (label, label);
589            std::cout << " " << label;
590          }
591          else
592          {
593            std::cout << " no symbol";
594          }
595          std::cout << std::endl;
596        }
597      }
598
599      std::cout << std::endl;
600    }
601  }
602}
603
604/**
605 * RTEMS Exe Info options. This needs to be rewritten to be like cc where only
606 * a single '-' and long options is present.
607 */
608static struct option rld_opts[] = {
609  { "help",        no_argument,            NULL,           'h' },
610  { "version",     no_argument,            NULL,           'V' },
611  { "verbose",     no_argument,            NULL,           'v' },
612  { "map",         no_argument,            NULL,           'M' },
613  { "all",         no_argument,            NULL,           'a' },
614  { "sections",    no_argument,            NULL,           'S' },
615  { "init",        no_argument,            NULL,           'I' },
616  { "fini",        no_argument,            NULL,           'F' },
617  { NULL,          0,                      NULL,            0 }
618};
619
620void
621usage (int exit_code)
622{
623  std::cout << "rtems-exeinfo [options] objects" << std::endl
624            << "Options and arguments:" << std::endl
625            << " -h        : help (also --help)" << std::endl
626            << " -V        : print linker version number and exit (also --version)" << std::endl
627            << " -v        : verbose (trace import parts), can supply multiple times" << std::endl
628            << "             to increase verbosity (also --verbose)" << std::endl
629            << " -M        : generate map output (also --map)" << std::endl
630            << " -a        : all output excluding the map (also --all)" << std::endl
631            << " -S        : show all section (also --sections)" << std::endl
632            << " -I        : show init section tables (also --init)" << std::endl
633            << " -F        : show fini section tables (also --fini)" << std::endl
634            << " -O        : show object files (also --objects)" << std::endl;
635  ::exit (exit_code);
636}
637
638static void
639fatal_signal (int signum)
640{
641  signal (signum, SIG_DFL);
642
643  rld::process::temporaries_clean_up ();
644
645  /*
646   * Get the same signal again, this time not handled, so its normal effect
647   * occurs.
648   */
649  kill (getpid (), signum);
650}
651
652static void
653setup_signals (void)
654{
655  if (signal (SIGINT, SIG_IGN) != SIG_IGN)
656    signal (SIGINT, fatal_signal);
657#ifdef SIGHUP
658  if (signal (SIGHUP, SIG_IGN) != SIG_IGN)
659    signal (SIGHUP, fatal_signal);
660#endif
661  if (signal (SIGTERM, SIG_IGN) != SIG_IGN)
662    signal (SIGTERM, fatal_signal);
663#ifdef SIGPIPE
664  if (signal (SIGPIPE, SIG_IGN) != SIG_IGN)
665    signal (SIGPIPE, fatal_signal);
666#endif
667#ifdef SIGCHLD
668  signal (SIGCHLD, SIG_DFL);
669#endif
670}
671
672void
673unhandled_exception (void)
674{
675  std::cerr << "error: exception handling error, please report" << std::endl;
676  exit (1);
677}
678
679int
680main (int argc, char* argv[])
681{
682  int ec = 0;
683
684  setup_signals ();
685
686  std::set_terminate(unhandled_exception);
687
688  try
689  {
690    std::string exe_name;
691    bool        map = false;
692    bool        all = false;
693    bool        sections = false;
694    bool        init = false;
695    bool        fini = false;
696    bool        objects = false;
697
698    rld::set_cmdline (argc, argv);
699
700    while (true)
701    {
702      int opt = ::getopt_long (argc, argv, "hvVMaSIF", rld_opts, NULL);
703      if (opt < 0)
704        break;
705
706      switch (opt)
707      {
708        case 'V':
709          std::cout << "rtems-exeinfo (RTEMS Executable Info) " << rld::version ()
710                    << ", RTEMS revision " << rld::rtems::version ()
711                    << std::endl;
712          ::exit (0);
713          break;
714
715        case 'v':
716          rld::verbose_inc ();
717          break;
718
719        case 'M':
720          map = true;
721          break;
722
723        case 'a':
724          all = true;
725          break;
726
727        case 'I':
728          init = true;
729          break;
730
731        case 'F':
732          fini = true;
733          break;
734
735        case 'S':
736          sections = true;
737          break;
738
739        case 'O':
740          objects = true;
741          break;
742
743        case '?':
744          usage (3);
745          break;
746
747        case 'h':
748          usage (0);
749          break;
750      }
751    }
752
753    /*
754     * Set the program name.
755     */
756    rld::set_progname (argv[0]);
757
758    argc -= optind;
759    argv += optind;
760
761    std::cout << "RTEMS Executable Info " << rld::version () << std::endl;
762    std::cout << " " << rld::get_cmdline () << std::endl;
763
764    /*
765     * All means all types of output.
766     */
767    if (all)
768    {
769      sections = true;
770      init = true;
771      fini = true;
772      objects = true;
773    }
774
775    /*
776     * If there is no executable there is nothing to convert.
777     */
778    if (argc == 0)
779      throw rld::error ("no executable", "options");
780    if (argc > 1)
781      throw rld::error ("only a single executable", "options");
782
783    /*
784     * The name of the executable.
785     */
786    exe_name = *argv;
787
788    if (rld::verbose ())
789      std::cout << "exe-image: " << exe_name << std::endl;
790
791    /*
792     * Open the executable and read the symbols.
793     */
794    rld::exeinfo::image exe (exe_name);
795
796    std::cout << "exe: " << exe.exe.name ().full () << std::endl
797              << std::endl;
798
799    /*
800     * Generate the output.
801     */
802    exe.output_compilation_unit (objects);
803    if (sections)
804      exe.output_sections ();
805    if (init)
806      exe.output_init ();
807    if (fini)
808      exe.output_fini ();
809
810    /*
811     * Map ?
812     */
813    if (map)
814      rld::symbols::output (std::cout, exe.symbols);
815  }
816  catch (rld::error re)
817  {
818    std::cerr << "error: "
819              << re.where << ": " << re.what
820              << std::endl;
821    ec = 10;
822  }
823  catch (std::exception e)
824  {
825    int   status;
826    char* realname;
827    realname = abi::__cxa_demangle (e.what(), 0, 0, &status);
828    std::cerr << "error: exception: " << realname << " [";
829    ::free (realname);
830    const std::type_info &ti = typeid (e);
831    realname = abi::__cxa_demangle (ti.name(), 0, 0, &status);
832    std::cerr << realname << "] " << e.what () << std::endl << std::flush;
833    ::free (realname);
834    ec = 11;
835  }
836  catch (...)
837  {
838    /*
839     * Helps to know if this happens.
840     */
841    std::cerr << "error: unhandled exception" << std::endl;
842    ec = 12;
843  }
844
845  return ec;
846}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.