fix handling thunks
[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
21 //    if (block->last() != 0x80a922d) return false;
22     parsing_printf("Apply indirect control flow analysis at %lx\n", block->last());
23
24 //    parsing_printf("Calculate backward slice\n");
25
26 //    BackwardSlicer bs(func, block, block->last());
27 //    GraphPtr slice =  bs.CalculateBackwardSlicing();
28
29     parsing_printf("Looking for thunk\n");
30 //  Find all blocks that reach the block containing the indirect jump
31 //  This is a prerequisit for finding thunks
32     GetAllReachableBlock();
33 //  Now we try to find all thunks in this function.
34 //  We pass in the slice because we may need to add new ndoes.
35     FindAllThunks();
36 //  Calculates all blocks that can reach
37 //  and be reachable from thunk blocks
38     ReachFact rf(thunks);
39
40     
41     const unsigned char * buf = (const unsigned char*) block->obj()->cs()->getPtrToInstruction(block->last());
42     InstructionDecoder dec(buf, InstructionDecoder::maxInstructionLength, block->obj()->cs()->getArch());
43     Instruction::Ptr insn = dec.decode();
44     AssignmentConverter ac(true, false);
45     vector<Assignment::Ptr> assignments;
46     ac.convert(insn, block->last(), func, block, assignments);
47     Slicer s(assignments[0], block, func);
48     
49     JumpTablePred jtp(func, block, rf, thunks, outEdges);
50     GraphPtr slice = s.backwardSlice(jtp);
51
52     // After the slicing is done, we do one last check to 
53     // see if we can resolve the indirect jump by assuming 
54     // one byte read is in bound [0,255]
55     if (outEdges.empty()) {
56         GraphPtr g = jtp.BuildAnalysisGraph(s.visitedEdges);
57         
58         BoundFactsCalculator bfc(func, g, func->entry() == block, rf, thunks, block->last(), true, jtp.expandCache);
59         bfc.CalculateBoundedFacts();
60         
61         BoundValue target;
62         bool ijt = jtp.IsJumpTable(g, bfc, target);
63         if (ijt) {
64             bool ret = !jtp.FillInOutEdges(target, outEdges);
65         } 
66
67     }
68     return !outEdges.empty();
69 }                                                      
70
71
72
73
74 // Find all blocks that reach the block containing the indirect jump
75 void IndirectControlFlowAnalyzer::GetAllReachableBlock() {
76     reachable.clear();
77     queue<Block*> q;
78     q.push(block);
79     while (!q.empty()) {
80         ParseAPI::Block *cur = q.front();
81         q.pop();
82         if (reachable.find(cur) != reachable.end()) continue;
83         reachable.insert(cur);
84         for (auto eit = cur->sources().begin(); eit != cur->sources().end(); ++eit)
85             if ((*eit)->intraproc()) 
86                 q.push((*eit)->src());
87     }
88
89 }
90
91
92 static Address ThunkAdjustment(Address afterThunk, MachRegister reg, ParseAPI::Block *b) {
93     // After the call to thunk, there is usually
94     // an add insturction like ADD ebx, OFFSET to adjust
95     // the value coming out of thunk.
96    
97     const unsigned char* buf = (const unsigned char*) (b->obj()->cs()->getPtrToInstruction(afterThunk));
98     InstructionDecoder dec(buf, b->end() - b->start(), b->obj()->cs()->getArch());
99     Instruction::Ptr nextInsn = dec.decode();
100     // It has to be an add
101     if (nextInsn->getOperation().getID() != e_add) return 0;
102     vector<Operand> operands;
103     nextInsn->getOperands(operands);
104     RegisterAST::Ptr regAST = boost::dynamic_pointer_cast<RegisterAST>(operands[0].getValue());
105     // The first operand should be a register
106     if (regAST == 0) return 0;
107     if (regAST->getID() != reg) return 0;
108     Result res = operands[1].getValue()->eval();
109     // A not defined result means that
110     // the second operand is not an immediate
111     if (!res.defined) return 0;
112     return res.convert<Address>();
113 }
114
115 void IndirectControlFlowAnalyzer::FindAllThunks() {
116     // Enumuerate every block to find thunk
117     for (auto bit = reachable.begin(); bit != reachable.end(); ++bit) {
118         // We intentional treat a getting PC call as a special case that does not
119         // end a basic block. So, we need to check every instruction to find all thunks
120         ParseAPI::Block *b = *bit;
121         const unsigned char* buf =
122             (const unsigned char*)(b->obj()->cs()->getPtrToInstruction(b->start()));
123         if( buf == NULL ) {
124             parsing_printf("%s[%d]: failed to get pointer to instruction by offset\n",FILE__, __LINE__);
125             return;
126         }
127         parsing_printf("Looking for thunk in block [%lx,%lx).", b->start(), b->end());
128         InstructionDecoder dec(buf, b->end() - b->start(), b->obj()->cs()->getArch());
129         InsnAdapter::IA_IAPI block(dec, b->start(), b->obj() , b->region(), b->obj()->cs(), b);
130         while (block.getAddr() < b->end()) {
131             if (block.getInstruction()->getCategory() == c_CallInsn && block.isThunk()) {
132                 bool valid;
133                 Address addr;
134                 boost::tie(valid, addr) = block.getCFT();
135                 const unsigned char *target = (const unsigned char *) b->obj()->cs()->getPtrToInstruction(addr);
136                 InstructionDecoder targetChecker(target, InstructionDecoder::maxInstructionLength, b->obj()->cs()->getArch());
137                 Instruction::Ptr thunkFirst = targetChecker.decode();
138                 set<RegisterAST::Ptr> thunkTargetRegs;
139                 thunkFirst->getWriteSet(thunkTargetRegs);
140                 
141                 for (auto curReg = thunkTargetRegs.begin(); curReg != thunkTargetRegs.end(); ++curReg) {
142                     ThunkInfo t;
143                     t.reg = (*curReg)->getID();
144                     t.value = block.getAddr() + block.getInstruction()->size();
145                     t.value += ThunkAdjustment(t.value, t.reg, b);
146                     t.block = b;
147                     thunks.insert(make_pair(block.getAddr(), t));
148                     parsing_printf("\tfind thunk at %lx, storing value %lx to %s\n", block.getAddr(), t.value , t.reg.name().c_str());
149                 }
150             }
151             block.advance();
152         }
153     }
154 }
155
156