]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/debug/gosym/pclntab.go
2ceea3d46f3fa6ac2fb19e7baf0e254a19e91d52
[gostls13.git] / src / debug / gosym / pclntab.go
1 // Copyright 2009 The Go Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style
3 // license that can be found in the LICENSE file.
4
5 /*
6  * Line tables
7  */
8
9 package gosym
10
11 import (
12         "bytes"
13         "encoding/binary"
14         "sort"
15         "sync"
16 )
17
18 // version of the pclntab
19 type version int
20
21 const (
22         verUnknown version = iota
23         ver11
24         ver12
25         ver116
26         ver118
27 )
28
29 // A LineTable is a data structure mapping program counters to line numbers.
30 //
31 // In Go 1.1 and earlier, each function (represented by a Func) had its own LineTable,
32 // and the line number corresponded to a numbering of all source lines in the
33 // program, across all files. That absolute line number would then have to be
34 // converted separately to a file name and line number within the file.
35 //
36 // In Go 1.2, the format of the data changed so that there is a single LineTable
37 // for the entire program, shared by all Funcs, and there are no absolute line
38 // numbers, just line numbers within specific files.
39 //
40 // For the most part, LineTable's methods should be treated as an internal
41 // detail of the package; callers should use the methods on Table instead.
42 type LineTable struct {
43         Data []byte
44         PC   uint64
45         Line int
46
47         // This mutex is used to keep parsing of pclntab synchronous.
48         mu sync.Mutex
49
50         // Contains the version of the pclntab section.
51         version version
52
53         // Go 1.2/1.16/1.18 state
54         binary      binary.ByteOrder
55         quantum     uint32
56         ptrsize     uint32
57         textStart   uint64 // address of runtime.text symbol (1.18+)
58         funcnametab []byte
59         cutab       []byte
60         funcdata    []byte
61         functab     []byte
62         nfunctab    uint32
63         filetab     []byte
64         pctab       []byte // points to the pctables.
65         nfiletab    uint32
66         funcNames   map[uint32]string // cache the function names
67         strings     map[uint32]string // interned substrings of Data, keyed by offset
68         // fileMap varies depending on the version of the object file.
69         // For ver12, it maps the name to the index in the file table.
70         // For ver116, it maps the name to the offset in filetab.
71         fileMap map[string]uint32
72 }
73
74 // NOTE(rsc): This is wrong for GOARCH=arm, which uses a quantum of 4,
75 // but we have no idea whether we're using arm or not. This only
76 // matters in the old (pre-Go 1.2) symbol table format, so it's not worth
77 // fixing.
78 const oldQuantum = 1
79
80 func (t *LineTable) parse(targetPC uint64, targetLine int) (b []byte, pc uint64, line int) {
81         // The PC/line table can be thought of as a sequence of
82         //  <pc update>* <line update>
83         // batches. Each update batch results in a (pc, line) pair,
84         // where line applies to every PC from pc up to but not
85         // including the pc of the next pair.
86         //
87         // Here we process each update individually, which simplifies
88         // the code, but makes the corner cases more confusing.
89         b, pc, line = t.Data, t.PC, t.Line
90         for pc <= targetPC && line != targetLine && len(b) > 0 {
91                 code := b[0]
92                 b = b[1:]
93                 switch {
94                 case code == 0:
95                         if len(b) < 4 {
96                                 b = b[0:0]
97                                 break
98                         }
99                         val := binary.BigEndian.Uint32(b)
100                         b = b[4:]
101                         line += int(val)
102                 case code <= 64:
103                         line += int(code)
104                 case code <= 128:
105                         line -= int(code - 64)
106                 default:
107                         pc += oldQuantum * uint64(code-128)
108                         continue
109                 }
110                 pc += oldQuantum
111         }
112         return b, pc, line
113 }
114
115 func (t *LineTable) slice(pc uint64) *LineTable {
116         data, pc, line := t.parse(pc, -1)
117         return &LineTable{Data: data, PC: pc, Line: line}
118 }
119
120 // PCToLine returns the line number for the given program counter.
121 //
122 // Deprecated: Use Table's PCToLine method instead.
123 func (t *LineTable) PCToLine(pc uint64) int {
124         if t.isGo12() {
125                 return t.go12PCToLine(pc)
126         }
127         _, _, line := t.parse(pc, -1)
128         return line
129 }
130
131 // LineToPC returns the program counter for the given line number,
132 // considering only program counters before maxpc.
133 //
134 // Deprecated: Use Table's LineToPC method instead.
135 func (t *LineTable) LineToPC(line int, maxpc uint64) uint64 {
136         if t.isGo12() {
137                 return 0
138         }
139         _, pc, line1 := t.parse(maxpc, line)
140         if line1 != line {
141                 return 0
142         }
143         // Subtract quantum from PC to account for post-line increment
144         return pc - oldQuantum
145 }
146
147 // NewLineTable returns a new PC/line table
148 // corresponding to the encoded data.
149 // Text must be the start address of the
150 // corresponding text segment.
151 func NewLineTable(data []byte, text uint64) *LineTable {
152         return &LineTable{Data: data, PC: text, Line: 0, funcNames: make(map[uint32]string), strings: make(map[uint32]string)}
153 }
154
155 // Go 1.2 symbol table format.
156 // See golang.org/s/go12symtab.
157 //
158 // A general note about the methods here: rather than try to avoid
159 // index out of bounds errors, we trust Go to detect them, and then
160 // we recover from the panics and treat them as indicative of a malformed
161 // or incomplete table.
162 //
163 // The methods called by symtab.go, which begin with "go12" prefixes,
164 // are expected to have that recovery logic.
165
166 // isGo12 reports whether this is a Go 1.2 (or later) symbol table.
167 func (t *LineTable) isGo12() bool {
168         t.parsePclnTab()
169         return t.version >= ver12
170 }
171
172 const (
173         go12magic  = 0xfffffffb
174         go116magic = 0xfffffffa
175         go118magic = 0xfffffff0
176 )
177
178 // uintptr returns the pointer-sized value encoded at b.
179 // The pointer size is dictated by the table being read.
180 func (t *LineTable) uintptr(b []byte) uint64 {
181         if t.ptrsize == 4 {
182                 return uint64(t.binary.Uint32(b))
183         }
184         return t.binary.Uint64(b)
185 }
186
187 // parsePclnTab parses the pclntab, setting the version.
188 func (t *LineTable) parsePclnTab() {
189         t.mu.Lock()
190         defer t.mu.Unlock()
191         if t.version != verUnknown {
192                 return
193         }
194
195         // Note that during this function, setting the version is the last thing we do.
196         // If we set the version too early, and parsing failed (likely as a panic on
197         // slice lookups), we'd have a mistaken version.
198         //
199         // Error paths through this code will default the version to 1.1.
200         t.version = ver11
201
202         if !disableRecover {
203                 defer func() {
204                         // If we panic parsing, assume it's a Go 1.1 pclntab.
205                         recover()
206                 }()
207         }
208
209         // Check header: 4-byte magic, two zeros, pc quantum, pointer size.
210         if len(t.Data) < 16 || t.Data[4] != 0 || t.Data[5] != 0 ||
211                 (t.Data[6] != 1 && t.Data[6] != 2 && t.Data[6] != 4) || // pc quantum
212                 (t.Data[7] != 4 && t.Data[7] != 8) { // pointer size
213                 return
214         }
215
216         var possibleVersion version
217         leMagic := binary.LittleEndian.Uint32(t.Data)
218         beMagic := binary.BigEndian.Uint32(t.Data)
219         switch {
220         case leMagic == go12magic:
221                 t.binary, possibleVersion = binary.LittleEndian, ver12
222         case beMagic == go12magic:
223                 t.binary, possibleVersion = binary.BigEndian, ver12
224         case leMagic == go116magic:
225                 t.binary, possibleVersion = binary.LittleEndian, ver116
226         case beMagic == go116magic:
227                 t.binary, possibleVersion = binary.BigEndian, ver116
228         case leMagic == go118magic:
229                 t.binary, possibleVersion = binary.LittleEndian, ver118
230         case beMagic == go118magic:
231                 t.binary, possibleVersion = binary.BigEndian, ver118
232         default:
233                 return
234         }
235         t.version = possibleVersion
236
237         // quantum and ptrSize are the same between 1.2, 1.16, and 1.18
238         t.quantum = uint32(t.Data[6])
239         t.ptrsize = uint32(t.Data[7])
240
241         offset := func(word uint32) uint64 {
242                 return t.uintptr(t.Data[8+word*t.ptrsize:])
243         }
244         data := func(word uint32) []byte {
245                 return t.Data[offset(word):]
246         }
247
248         switch possibleVersion {
249         case ver118:
250                 t.nfunctab = uint32(offset(0))
251                 t.nfiletab = uint32(offset(1))
252                 t.textStart = t.PC // use the start PC instead of reading from the table, which may be unrelocated
253                 t.funcnametab = data(3)
254                 t.cutab = data(4)
255                 t.filetab = data(5)
256                 t.pctab = data(6)
257                 t.funcdata = data(7)
258                 t.functab = data(7)
259                 functabsize := (int(t.nfunctab)*2 + 1) * t.functabFieldSize()
260                 t.functab = t.functab[:functabsize]
261         case ver116:
262                 t.nfunctab = uint32(offset(0))
263                 t.nfiletab = uint32(offset(1))
264                 t.funcnametab = data(2)
265                 t.cutab = data(3)
266                 t.filetab = data(4)
267                 t.pctab = data(5)
268                 t.funcdata = data(6)
269                 t.functab = data(6)
270                 functabsize := (int(t.nfunctab)*2 + 1) * t.functabFieldSize()
271                 t.functab = t.functab[:functabsize]
272         case ver12:
273                 t.nfunctab = uint32(t.uintptr(t.Data[8:]))
274                 t.funcdata = t.Data
275                 t.funcnametab = t.Data
276                 t.functab = t.Data[8+t.ptrsize:]
277                 t.pctab = t.Data
278                 functabsize := (int(t.nfunctab)*2 + 1) * t.functabFieldSize()
279                 fileoff := t.binary.Uint32(t.functab[functabsize:])
280                 t.functab = t.functab[:functabsize]
281                 t.filetab = t.Data[fileoff:]
282                 t.nfiletab = t.binary.Uint32(t.filetab)
283                 t.filetab = t.filetab[:t.nfiletab*4]
284         default:
285                 panic("unreachable")
286         }
287 }
288
289 // go12Funcs returns a slice of Funcs derived from the Go 1.2+ pcln table.
290 func (t *LineTable) go12Funcs() []Func {
291         // Assume it is malformed and return nil on error.
292         if !disableRecover {
293                 defer func() {
294                         recover()
295                 }()
296         }
297
298         ft := t.funcTab()
299         funcs := make([]Func, ft.Count())
300         syms := make([]Sym, len(funcs))
301         for i := range funcs {
302                 f := &funcs[i]
303                 f.Entry = ft.pc(i)
304                 f.End = ft.pc(i + 1)
305                 info := t.funcData(uint32(i))
306                 f.LineTable = t
307                 f.FrameSize = int(info.deferreturn())
308                 syms[i] = Sym{
309                         Value:  f.Entry,
310                         Type:   'T',
311                         Name:   t.funcName(info.nameoff()),
312                         GoType: 0,
313                         Func:   f,
314                 }
315                 f.Sym = &syms[i]
316         }
317         return funcs
318 }
319
320 // findFunc returns the funcData corresponding to the given program counter.
321 func (t *LineTable) findFunc(pc uint64) funcData {
322         ft := t.funcTab()
323         if pc < ft.pc(0) || pc >= ft.pc(ft.Count()) {
324                 return funcData{}
325         }
326         idx := sort.Search(int(t.nfunctab), func(i int) bool {
327                 return ft.pc(i) > pc
328         })
329         idx--
330         return t.funcData(uint32(idx))
331 }
332
333 // readvarint reads, removes, and returns a varint from *pp.
334 func (t *LineTable) readvarint(pp *[]byte) uint32 {
335         var v, shift uint32
336         p := *pp
337         for shift = 0; ; shift += 7 {
338                 b := p[0]
339                 p = p[1:]
340                 v |= (uint32(b) & 0x7F) << shift
341                 if b&0x80 == 0 {
342                         break
343                 }
344         }
345         *pp = p
346         return v
347 }
348
349 // funcName returns the name of the function found at off.
350 func (t *LineTable) funcName(off uint32) string {
351         if s, ok := t.funcNames[off]; ok {
352                 return s
353         }
354         i := bytes.IndexByte(t.funcnametab[off:], 0)
355         s := string(t.funcnametab[off : off+uint32(i)])
356         t.funcNames[off] = s
357         return s
358 }
359
360 // stringFrom returns a Go string found at off from a position.
361 func (t *LineTable) stringFrom(arr []byte, off uint32) string {
362         if s, ok := t.strings[off]; ok {
363                 return s
364         }
365         i := bytes.IndexByte(arr[off:], 0)
366         s := string(arr[off : off+uint32(i)])
367         t.strings[off] = s
368         return s
369 }
370
371 // string returns a Go string found at off.
372 func (t *LineTable) string(off uint32) string {
373         return t.stringFrom(t.funcdata, off)
374 }
375
376 // functabFieldSize returns the size in bytes of a single functab field.
377 func (t *LineTable) functabFieldSize() int {
378         if t.version >= ver118 {
379                 return 4
380         }
381         return int(t.ptrsize)
382 }
383
384 // funcTab returns t's funcTab.
385 func (t *LineTable) funcTab() funcTab {
386         return funcTab{LineTable: t, sz: t.functabFieldSize()}
387 }
388
389 // funcTab is memory corresponding to a slice of functab structs, followed by an invalid PC.
390 // A functab struct is a PC and a func offset.
391 type funcTab struct {
392         *LineTable
393         sz int // cached result of t.functabFieldSize
394 }
395
396 // Count returns the number of func entries in f.
397 func (f funcTab) Count() int {
398         return int(f.nfunctab)
399 }
400
401 // pc returns the PC of the i'th func in f.
402 func (f funcTab) pc(i int) uint64 {
403         u := f.uint(f.functab[2*i*f.sz:])
404         if f.version >= ver118 {
405                 u += f.textStart
406         }
407         return u
408 }
409
410 // funcOff returns the funcdata offset of the i'th func in f.
411 func (f funcTab) funcOff(i int) uint64 {
412         return f.uint(f.functab[(2*i+1)*f.sz:])
413 }
414
415 // uint returns the uint stored at b.
416 func (f funcTab) uint(b []byte) uint64 {
417         if f.sz == 4 {
418                 return uint64(f.binary.Uint32(b))
419         }
420         return f.binary.Uint64(b)
421 }
422
423 // funcData is memory corresponding to an _func struct.
424 type funcData struct {
425         t    *LineTable // LineTable this data is a part of
426         data []byte     // raw memory for the function
427 }
428
429 // funcData returns the ith funcData in t.functab.
430 func (t *LineTable) funcData(i uint32) funcData {
431         data := t.funcdata[t.funcTab().funcOff(int(i)):]
432         return funcData{t: t, data: data}
433 }
434
435 // IsZero reports whether f is the zero value.
436 func (f funcData) IsZero() bool {
437         return f.t == nil && f.data == nil
438 }
439
440 // entryPC returns the func's entry PC.
441 func (f *funcData) entryPC() uint64 {
442         // In Go 1.18, the first field of _func changed
443         // from a uintptr entry PC to a uint32 entry offset.
444         if f.t.version >= ver118 {
445                 // TODO: support multiple text sections.
446                 // See runtime/symtab.go:(*moduledata).textAddr.
447                 return uint64(f.t.binary.Uint32(f.data)) + f.t.textStart
448         }
449         return f.t.uintptr(f.data)
450 }
451
452 func (f funcData) nameoff() uint32     { return f.field(1) }
453 func (f funcData) deferreturn() uint32 { return f.field(3) }
454 func (f funcData) pcfile() uint32      { return f.field(5) }
455 func (f funcData) pcln() uint32        { return f.field(6) }
456 func (f funcData) cuOffset() uint32    { return f.field(8) }
457
458 // field returns the nth field of the _func struct.
459 // It panics if n == 0 or n > 9; for n == 0, call f.entryPC.
460 // Most callers should use a named field accessor (just above).
461 func (f funcData) field(n uint32) uint32 {
462         if n == 0 || n > 9 {
463                 panic("bad funcdata field")
464         }
465         // In Go 1.18, the first field of _func changed
466         // from a uintptr entry PC to a uint32 entry offset.
467         sz0 := f.t.ptrsize
468         if f.t.version >= ver118 {
469                 sz0 = 4
470         }
471         off := sz0 + (n-1)*4 // subsequent fields are 4 bytes each
472         data := f.data[off:]
473         return f.t.binary.Uint32(data)
474 }
475
476 // step advances to the next pc, value pair in the encoded table.
477 func (t *LineTable) step(p *[]byte, pc *uint64, val *int32, first bool) bool {
478         uvdelta := t.readvarint(p)
479         if uvdelta == 0 && !first {
480                 return false
481         }
482         if uvdelta&1 != 0 {
483                 uvdelta = ^(uvdelta >> 1)
484         } else {
485                 uvdelta >>= 1
486         }
487         vdelta := int32(uvdelta)
488         pcdelta := t.readvarint(p) * t.quantum
489         *pc += uint64(pcdelta)
490         *val += vdelta
491         return true
492 }
493
494 // pcvalue reports the value associated with the target pc.
495 // off is the offset to the beginning of the pc-value table,
496 // and entry is the start PC for the corresponding function.
497 func (t *LineTable) pcvalue(off uint32, entry, targetpc uint64) int32 {
498         p := t.pctab[off:]
499
500         val := int32(-1)
501         pc := entry
502         for t.step(&p, &pc, &val, pc == entry) {
503                 if targetpc < pc {
504                         return val
505                 }
506         }
507         return -1
508 }
509
510 // findFileLine scans one function in the binary looking for a
511 // program counter in the given file on the given line.
512 // It does so by running the pc-value tables mapping program counter
513 // to file number. Since most functions come from a single file, these
514 // are usually short and quick to scan. If a file match is found, then the
515 // code goes to the expense of looking for a simultaneous line number match.
516 func (t *LineTable) findFileLine(entry uint64, filetab, linetab uint32, filenum, line int32, cutab []byte) uint64 {
517         if filetab == 0 || linetab == 0 {
518                 return 0
519         }
520
521         fp := t.pctab[filetab:]
522         fl := t.pctab[linetab:]
523         fileVal := int32(-1)
524         filePC := entry
525         lineVal := int32(-1)
526         linePC := entry
527         fileStartPC := filePC
528         for t.step(&fp, &filePC, &fileVal, filePC == entry) {
529                 fileIndex := fileVal
530                 if t.version == ver116 || t.version == ver118 {
531                         fileIndex = int32(t.binary.Uint32(cutab[fileVal*4:]))
532                 }
533                 if fileIndex == filenum && fileStartPC < filePC {
534                         // fileIndex is in effect starting at fileStartPC up to
535                         // but not including filePC, and it's the file we want.
536                         // Run the PC table looking for a matching line number
537                         // or until we reach filePC.
538                         lineStartPC := linePC
539                         for linePC < filePC && t.step(&fl, &linePC, &lineVal, linePC == entry) {
540                                 // lineVal is in effect until linePC, and lineStartPC < filePC.
541                                 if lineVal == line {
542                                         if fileStartPC <= lineStartPC {
543                                                 return lineStartPC
544                                         }
545                                         if fileStartPC < linePC {
546                                                 return fileStartPC
547                                         }
548                                 }
549                                 lineStartPC = linePC
550                         }
551                 }
552                 fileStartPC = filePC
553         }
554         return 0
555 }
556
557 // go12PCToLine maps program counter to line number for the Go 1.2+ pcln table.
558 func (t *LineTable) go12PCToLine(pc uint64) (line int) {
559         defer func() {
560                 if !disableRecover && recover() != nil {
561                         line = -1
562                 }
563         }()
564
565         f := t.findFunc(pc)
566         if f.IsZero() {
567                 return -1
568         }
569         entry := f.entryPC()
570         linetab := f.pcln()
571         return int(t.pcvalue(linetab, entry, pc))
572 }
573
574 // go12PCToFile maps program counter to file name for the Go 1.2+ pcln table.
575 func (t *LineTable) go12PCToFile(pc uint64) (file string) {
576         defer func() {
577                 if !disableRecover && recover() != nil {
578                         file = ""
579                 }
580         }()
581
582         f := t.findFunc(pc)
583         if f.IsZero() {
584                 return ""
585         }
586         entry := f.entryPC()
587         filetab := f.pcfile()
588         fno := t.pcvalue(filetab, entry, pc)
589         if t.version == ver12 {
590                 if fno <= 0 {
591                         return ""
592                 }
593                 return t.string(t.binary.Uint32(t.filetab[4*fno:]))
594         }
595         // Go ≥ 1.16
596         if fno < 0 { // 0 is valid for ≥ 1.16
597                 return ""
598         }
599         cuoff := f.cuOffset()
600         if fnoff := t.binary.Uint32(t.cutab[(cuoff+uint32(fno))*4:]); fnoff != ^uint32(0) {
601                 return t.stringFrom(t.filetab, fnoff)
602         }
603         return ""
604 }
605
606 // go12LineToPC maps a (file, line) pair to a program counter for the Go 1.2+ pcln table.
607 func (t *LineTable) go12LineToPC(file string, line int) (pc uint64) {
608         defer func() {
609                 if !disableRecover && recover() != nil {
610                         pc = 0
611                 }
612         }()
613
614         t.initFileMap()
615         filenum, ok := t.fileMap[file]
616         if !ok {
617                 return 0
618         }
619
620         // Scan all functions.
621         // If this turns out to be a bottleneck, we could build a map[int32][]int32
622         // mapping file number to a list of functions with code from that file.
623         var cutab []byte
624         for i := uint32(0); i < t.nfunctab; i++ {
625                 f := t.funcData(i)
626                 entry := f.entryPC()
627                 filetab := f.pcfile()
628                 linetab := f.pcln()
629                 if t.version == ver116 || t.version == ver118 {
630                         if f.cuOffset() == ^uint32(0) {
631                                 // skip functions without compilation unit (not real function, or linker generated)
632                                 continue
633                         }
634                         cutab = t.cutab[f.cuOffset()*4:]
635                 }
636                 pc := t.findFileLine(entry, filetab, linetab, int32(filenum), int32(line), cutab)
637                 if pc != 0 {
638                         return pc
639                 }
640         }
641         return 0
642 }
643
644 // initFileMap initializes the map from file name to file number.
645 func (t *LineTable) initFileMap() {
646         t.mu.Lock()
647         defer t.mu.Unlock()
648
649         if t.fileMap != nil {
650                 return
651         }
652         m := make(map[string]uint32)
653
654         if t.version == ver12 {
655                 for i := uint32(1); i < t.nfiletab; i++ {
656                         s := t.string(t.binary.Uint32(t.filetab[4*i:]))
657                         m[s] = i
658                 }
659         } else {
660                 var pos uint32
661                 for i := uint32(0); i < t.nfiletab; i++ {
662                         s := t.stringFrom(t.filetab, pos)
663                         m[s] = pos
664                         pos += uint32(len(s) + 1)
665                 }
666         }
667         t.fileMap = m
668 }
669
670 // go12MapFiles adds to m a key for every file in the Go 1.2 LineTable.
671 // Every key maps to obj. That's not a very interesting map, but it provides
672 // a way for callers to obtain the list of files in the program.
673 func (t *LineTable) go12MapFiles(m map[string]*Obj, obj *Obj) {
674         if !disableRecover {
675                 defer func() {
676                         recover()
677                 }()
678         }
679
680         t.initFileMap()
681         for file := range t.fileMap {
682                 m[file] = obj
683         }
684 }
685
686 // disableRecover causes this package not to swallow panics.
687 // This is useful when making changes.
688 const disableRecover = false