1. Should delete alias AST when a part of it is assigned a new value.
[dyninst.git] / parseAPI / src / IndirectAnalyzer.C
1 #include "dyntypes.h"
2 #include "IndirectAnalyzer.h"
3 #include "BoundFactCalculator.h"
4 #include "JumpTablePred.h"
5 #include "IA_IAPI.h"
6 #include "debug_parse.h"
7
8 #include "CodeObject.h"
9 #include "Graph.h"
10
11 #include "Instruction.h"
12 #include "InstructionDecoder.h"
13 #include "Register.h"
14 #include "SymEval.h"
15 using namespace Dyninst::ParseAPI;
16 using namespace Dyninst::InstructionAPI;
17
18
19 bool IndirectControlFlowAnalyzer::NewJumpTableAnalysis(std::vector<std::pair< Address, Dyninst::ParseAPI::EdgeTypeEnum > >& outEdges) {
20     parsing_printf("Apply indirect control flow analysis at %lx\n", block->last());
21     parsing_printf("Looking for thunk\n");
22 //  Find all blocks that reach the block containing the indirect jump
23 //  This is a prerequisit for finding thunks
24     GetAllReachableBlock();
25 //  Now we try to find all thunks in this function.
26 //  We pass in the slice because we may need to add new ndoes.
27     FindAllThunks();
28 //  Calculates all blocks that can reach
29 //  and be reachable from thunk blocks
30     ReachFact rf(thunks);
31  
32     const unsigned char * buf = (const unsigned char*) block->obj()->cs()->getPtrToInstruction(block->last());
33     InstructionDecoder dec(buf, InstructionDecoder::maxInstructionLength, block->obj()->cs()->getArch());
34     Instruction::Ptr insn = dec.decode();
35     AssignmentConverter ac(true, false);
36     vector<Assignment::Ptr> assignments;
37     ac.convert(insn, block->last(), func, block, assignments);
38     Slicer s(assignments[0], block, func, false, false);
39
40     std::vector<std::pair< Address, Dyninst::ParseAPI::EdgeTypeEnum > > jumpTableOutEdges;
41
42     JumpTablePred jtp(func, block, rf, thunks, jumpTableOutEdges);
43     jtp.setSearchForControlFlowDep(true);
44     GraphPtr slice = s.backwardSlice(jtp);
45     // After the slicing is done, we do one last check to 
46     // see if we can resolve the indirect jump by assuming 
47     // one byte read is in bound [0,255]
48     if (jumpTableOutEdges.empty() && jtp.jumpTableFormat) {
49         GraphPtr g = jtp.BuildAnalysisGraph(s.visitedEdges);
50         
51         BoundFactsCalculator bfc(func, g, func->entry() == block, rf, thunks, block->last(), true, jtp.expandCache);
52         bfc.CalculateBoundedFacts();
53         
54         BoundValue target;
55         bool ijt = jtp.IsJumpTable(g, bfc, target);
56         if (ijt) jtp.FillInOutEdges(target, jumpTableOutEdges);
57     }
58    // fprintf(stderr, "indirect jump at %lx with %d assignments and %d edges\n", block->last(), jtp.currentAssigns.size(), jumpTableOutEdges.size()); 
59
60     outEdges.insert(outEdges.end(), jumpTableOutEdges.begin(), jumpTableOutEdges.end());
61     return !jumpTableOutEdges.empty();
62 }                                                      
63
64
65
66
67 // Find all blocks that reach the block containing the indirect jump
68 void IndirectControlFlowAnalyzer::GetAllReachableBlock() {
69     reachable.clear();
70     queue<Block*> q;
71     q.push(block);
72     while (!q.empty()) {
73         ParseAPI::Block *cur = q.front();
74         q.pop();
75         if (reachable.find(cur) != reachable.end()) continue;
76         reachable.insert(cur);
77         for (auto eit = cur->sources().begin(); eit != cur->sources().end(); ++eit)
78             if ((*eit)->intraproc()) 
79                 q.push((*eit)->src());
80     }
81
82 }
83
84
85 static Address ThunkAdjustment(Address afterThunk, MachRegister reg, ParseAPI::Block *b) {
86     // After the call to thunk, there is usually
87     // an add insturction like ADD ebx, OFFSET to adjust
88     // the value coming out of thunk.
89    
90     const unsigned char* buf = (const unsigned char*) (b->obj()->cs()->getPtrToInstruction(afterThunk));
91     InstructionDecoder dec(buf, b->end() - b->start(), b->obj()->cs()->getArch());
92     Instruction::Ptr nextInsn = dec.decode();
93     // It has to be an add
94     if (nextInsn->getOperation().getID() != e_add) return 0;
95     vector<Operand> operands;
96     nextInsn->getOperands(operands);
97     RegisterAST::Ptr regAST = boost::dynamic_pointer_cast<RegisterAST>(operands[0].getValue());
98     // The first operand should be a register
99     if (regAST == 0) return 0;
100     if (regAST->getID() != reg) return 0;
101     Result res = operands[1].getValue()->eval();
102     // A not defined result means that
103     // the second operand is not an immediate
104     if (!res.defined) return 0;
105     return res.convert<Address>();
106 }
107
108 void IndirectControlFlowAnalyzer::FindAllThunks() {
109     // Enumuerate every block to find thunk
110     for (auto bit = reachable.begin(); bit != reachable.end(); ++bit) {
111         // We intentional treat a getting PC call as a special case that does not
112         // end a basic block. So, we need to check every instruction to find all thunks
113         ParseAPI::Block *b = *bit;
114         const unsigned char* buf =
115             (const unsigned char*)(b->obj()->cs()->getPtrToInstruction(b->start()));
116         if( buf == NULL ) {
117             parsing_printf("%s[%d]: failed to get pointer to instruction by offset\n",FILE__, __LINE__);
118             return;
119         }
120         parsing_printf("Looking for thunk in block [%lx,%lx).", b->start(), b->end());
121         InstructionDecoder dec(buf, b->end() - b->start(), b->obj()->cs()->getArch());
122         InsnAdapter::IA_IAPI block(dec, b->start(), b->obj() , b->region(), b->obj()->cs(), b);
123         while (block.getAddr() < b->end()) {
124             if (block.getInstruction()->getCategory() == c_CallInsn && block.isThunk()) {
125                 bool valid;
126                 Address addr;
127                 boost::tie(valid, addr) = block.getCFT();
128                 const unsigned char *target = (const unsigned char *) b->obj()->cs()->getPtrToInstruction(addr);
129                 InstructionDecoder targetChecker(target, InstructionDecoder::maxInstructionLength, b->obj()->cs()->getArch());
130                 Instruction::Ptr thunkFirst = targetChecker.decode();
131                 set<RegisterAST::Ptr> thunkTargetRegs;
132                 thunkFirst->getWriteSet(thunkTargetRegs);
133                 
134                 for (auto curReg = thunkTargetRegs.begin(); curReg != thunkTargetRegs.end(); ++curReg) {
135                     ThunkInfo t;
136                     t.reg = (*curReg)->getID();
137                     t.value = block.getAddr() + block.getInstruction()->size();
138                     t.value += ThunkAdjustment(t.value, t.reg, b);
139                     t.block = b;
140                     thunks.insert(make_pair(block.getAddr(), t));
141                     parsing_printf("\tfind thunk at %lx, storing value %lx to %s\n", block.getAddr(), t.value , t.reg.name().c_str());
142                 }
143             }
144             block.advance();
145         }
146     }
147 }
148
149