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path: root/src/analysis/blocks/flow.c
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/* OpenIDA - Outil d'analyse de fichiers binaires
 * flow.c - encadrement des instructions par blocs d'exécution
 *
 * Copyright (C) 2012 Cyrille Bagard
 *
 *  This file is part of OpenIDA.
 *
 *  OpenIDA is free software; you can redistribute it and/or modify
 *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
 *  the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
 *  (at your option) any later version.
 *
 *  OpenIDA is distributed in the hope that it will be useful,
 *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 *  GNU General Public License for more details.
 *
 *  You should have received a copy of the GNU General Public License
 *  along with Foobar.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */


#include "flow.h"


#include <malloc.h>


#include "../block-int.h"



/* Description d'un bloc d'exécution d'instructions (instance) */
struct _GFlowBlock
{
    GInstrBlock parent;                     /* A laisser en premier        */

    GArchInstruction *instrs;               /* Liste complète d'instruct°  */
    GArchInstruction *first;                /* Première instruction        */
    GArchInstruction *last;                 /* Dernière instruction        */

    GRAccessList *regs;                     /* Accès aux registres         */
    GRAccessList *awaited;                  /* Registres définis pour après*/

};

/* Description d'un bloc d'exécution d'instructions (classe) */
struct _GFlowBlockClass
{
    GInstrBlockClass parent;                /* A laisser en premier        */

};


/* Initialise la classe des blocs d'instructions. */
static void g_flow_block_class_init(GFlowBlockClass *);

/* Initialise un bloc d'instructions. */
static void g_flow_block_init(GFlowBlock *);

/* Supprime toutes les références externes. */
static void g_flow_block_dispose(GFlowBlock *);

/* Procède à la libération totale de la mémoire. */
static void g_flow_block_finalize(GFlowBlock *);

/* Recherche le bloc contenant une adresse donnée. */
static GInstrBlock *g_flow_block_find_by_addr(const GFlowBlock *, vmpa_t, bool);

/* Parcourt le bloc d'instructions dans un ordre donné. */
static bool g_flow_block_visit(GFlowBlock *, instr_block_visitor_cb, void *);

/* Etablit la liste de tous les blocs présents. */
static void g_flow_block_list_all_blocks(const GFlowBlock *, GInstrBlock ***, size_t *);

/* Prend note de l'usage d'un registre, au besoin. */
static void g_flow_block_memorize_access(GFlowBlock *, GArchRegister *, RegAccessType, vmpa_t);

/* Note les différents accès aux registres. */
static void g_flow_block_compute_regs_access(GFlowBlock *);

/* Fournit les différents accès aux registres. */
//static const reg_access *g_flow_block_list_regs_accesses(const GFlowBlock *, size_t *);



/* Indique le type défini pour un bloc d'exécution d'instructions. */
G_DEFINE_TYPE(GFlowBlock, g_flow_block, G_TYPE_INSTR_BLOCK);


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : class = classe à initialiser.                                *
*                                                                             *
*  Description : Initialise la classe des blocs d'instructions.               *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static void g_flow_block_class_init(GFlowBlockClass *class)
{
    GObjectClass *object;                   /* Autre version de la classe  */

    object = G_OBJECT_CLASS(class);

    object->dispose = (GObjectFinalizeFunc/* ! */)g_flow_block_dispose;
    object->finalize = (GObjectFinalizeFunc)g_flow_block_finalize;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = instance à initialiser.                              *
*                                                                             *
*  Description : Initialise un bloc d'instructions.                           *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static void g_flow_block_init(GFlowBlock *block)
{
    GInstrBlock *parent;                    /* Instance parente            */

    parent = G_INSTR_BLOCK(block);

    parent->find_by_addr = (find_by_addr_fc)g_flow_block_find_by_addr;
    parent->visit_blocks = (visit_all_blocks_fc)g_flow_block_visit;
    parent->list_blocks = (list_all_blocks_fc)g_flow_block_list_all_blocks;
    //parent->list_regs = (list_regs_accesses_fc)g_flow_block_list_regs_accesses;

    block->regs = g_raccess_list_new();
    block->awaited = g_raccess_list_new();

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = instance d'objet GLib à traiter.                     *
*                                                                             *
*  Description : Supprime toutes les références externes.                     *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static void g_flow_block_dispose(GFlowBlock *block)
{
    g_object_unref(G_OBJECT(block->instrs));
    g_object_unref(G_OBJECT(block->first));
    g_object_unref(G_OBJECT(block->last));

    g_object_unref(G_OBJECT(block->regs));
    g_object_unref(G_OBJECT(block->awaited));

    G_OBJECT_CLASS(g_flow_block_parent_class)->dispose(G_OBJECT(block));

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = instance d'objet GLib à traiter.                     *
*                                                                             *
*  Description : Procède à la libération totale de la mémoire.                *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static void g_flow_block_finalize(GFlowBlock *block)
{
    G_OBJECT_CLASS(g_flow_block_parent_class)->finalize(G_OBJECT(block));

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : instrs = liste de toutes les instructions.                   *
*                first  = première instruction du bloc.                       *
*                last   = dernière instruction du bloc.                       *
*                                                                             *
*  Description : Crée un bloc d'exécution d'instructions.                     *
*                                                                             *
*  Retour      : Adresse de la structure mise en place.                       *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

GInstrBlock *g_flow_block_new(GArchInstruction *instrs, GArchInstruction *first, GArchInstruction *last)
{
    GFlowBlock *result;                     /* Structure à retourner       */

    //vmpa_t addr;                            /* Adresse de la destination   */


    result = g_object_new(G_TYPE_FLOW_BLOCK, NULL);


    /*
    g_arch_instruction_get_location(first, NULL, NULL, &addr);
    printf(" ! new block @ 0x%llx - ", addr);

    g_arch_instruction_get_location(last, NULL, NULL, &addr);
    printf("0x%llx\n", addr);
    */



    result->instrs = instrs;
    result->first = first;
    result->last = last;

    g_object_ref(G_OBJECT(result->instrs));
    g_object_ref(G_OBJECT(result->first));
    g_object_ref(G_OBJECT(result->last));

    g_flow_block_compute_regs_access(result);

    return G_INSTR_BLOCK(result);

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc de départ des recherches.                       *
*                addr  = ensemble de blocs à parcourir.                       *
*                final = indique si la cible ou le conteneur est renvoyée.    *
*                                                                             *
*  Description : Recherche le bloc contenant une adresse donnée.              *
*                                                                             *
*  Retour      : bloc basique trouvé ou NULL en cas d'échec.                  *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static GInstrBlock *g_flow_block_find_by_addr(const GFlowBlock *block, vmpa_t addr, bool final)
{
    GInstrBlock *result;                    /* Resultat à retourner        */
    vmpa_t start;                           /* Adresse de début du bloc    */
    vmpa_t end;                             /* Adresse de fin du bloc      */

    g_flow_block_get_boundary_addresses(block, &start, &end);

    if (start <= addr && addr <= end)
        result = G_INSTR_BLOCK(block);

    else
        result = NULL;

    return result;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block    = bloc d'instructions concerné par la visite.       *
*                callback = ensemble de blocs à parcourir.                    *
*                data     = donnée utilisateur à associer au parcours.        *
*                                                                             *
*  Description : Parcourt le bloc d'instructions dans un ordre donné.         *
*                                                                             *
*  Retour      : true si le parcours a été jusqu'à son terme, false sinon.    *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static bool g_flow_block_visit(GFlowBlock *block, instr_block_visitor_cb callback, void *data)
{
    return callback(G_INSTR_BLOCK(block), BVO_PENDING, data);

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à consulter.                     *
*                list  = ensemble de blocs à compléter. [OUT]                 *
*                count = nombre de blocs au total. [OUT]                      *
*                                                                             *
*  Description : Etablit la liste de tous les blocs présents.                 *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static void g_flow_block_list_all_blocks(const GFlowBlock *block, GInstrBlock ***list, size_t *count)
{
    (*list) = (GInstrBlock **)realloc(*list, ++(*count) * sizeof(GInstrBlock *));

    (*list)[*count - 1] = G_INSTR_BLOCK(block);

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à mettre à jour.                 *
*                reg   = registre visé par l'opération.                       *
*                type  = type d'accès à l'opérande.                           *
*                addr  = adresse de l'instruction associée.                   *
*                                                                             *
*  Description : Prend note de l'usage d'un registre, au besoin.              *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static void g_flow_block_memorize_access(GFlowBlock *block, GArchRegister *reg, RegAccessType type, vmpa_t addr)
{
    reg_access *found;                      /* Accès à mettre à jour       */
    reg_access access;                      /* Accès à mettre en place     */

    found = g_raccess_list_find(block->regs, reg);

    /* Simpple mise à jour ? */
    if (found != NULL)
    {
        if (type == RAT_WRITE)
            found->last_write = addr;
    }

    /* Ou ajout pur et simple ? */
    else
    {
        access.reg = reg;
        access.first_access = type;
        access.last_write = (type == RAT_WRITE ? addr : VMPA_MAX);

        g_raccess_list_add(block->regs, &access);

    }

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à parcourir.                     *
*                                                                             *
*  Description : Note les différents accès aux registres.                     *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

static void g_flow_block_compute_regs_access(GFlowBlock *block)
{
    GArchInstruction *iter;                 /* Boucle de parcours #1       */
    vmpa_t max;                             /* Adresse de fin              */
    vmpa_t addr;                            /* Adresse d'instruction       */
    GArchRegister **rregs;                  /* Liste des registres lus     */
    size_t rcount;                          /* Nombre de registres lus     */
    GArchRegister **wregs;                  /* Liste des registres écrits  */
    size_t wcount;                          /* Nombre de registres écrits  */
    size_t i;                               /* Boucle de parcours #2       */

    g_arch_instruction_get_location(block->last, NULL, NULL, &max);
    max++;

    for (iter = block->first;
         iter != NULL;
         iter = g_arch_instruction_get_next_iter(block->instrs, iter, max))
    {
        g_arch_instruction_get_location(iter, NULL, NULL, &addr);

        g_arch_instruction_get_rw_registers(iter, &rregs, &rcount, &wregs, &wcount);

        for (i = 0; i < rcount; i++)
        {
            g_flow_block_memorize_access(block, rregs[i], RAT_READ, addr);
            g_object_unref(G_OBJECT(rregs[i]));
        }

        for (i = 0; i < wcount; i++)
        {
            g_flow_block_memorize_access(block, wregs[i], RAT_WRITE, addr);
            g_object_unref(G_OBJECT(wregs[i]));
        }

        if (rregs != NULL) free(rregs);
        if (wregs != NULL) free(wregs);

    }

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à consulter.                     *
*                                                                             *
*  Description : Fournit la liste d'appartenance des instructions du bloc.    *
*                                                                             *
*  Retour      : Liste de l'ensemble des instructions.                        *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

GArchInstruction *g_flow_block_get_all_instructions_list(const GFlowBlock *block)
{
    return block->instrs;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à consulter.                     *
*                first = instruction de départ du bloc. [OUT]                 *
*                last  = dernière instruction du bloc. [OUT]                  *
*                                                                             *
*  Description : Fournit les instructions limites d'un bloc d'exécution.      *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

void g_flow_block_get_boundary(const GFlowBlock *block, GArchInstruction **first, GArchInstruction **last)
{
    if (first != NULL)
        *first = block->first;

    if (last != NULL)
        *last = block->last;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à consulter.                     *
*                start = adresse de départ du bloc. [OUT]                     *
*                end   = dernière adresse du bloc. [OUT]                      *
*                                                                             *
*  Description : Fournit les adresses limites d'un bloc d'exécution.          *
*                                                                             *
*  Retour      : -                                                            *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

void g_flow_block_get_boundary_addresses(const GFlowBlock *block, vmpa_t *start, vmpa_t *end)
{
    if (start != NULL)
        g_arch_instruction_get_location(block->first, NULL, NULL, start);

    if (end != NULL)
        g_arch_instruction_get_location(block->last, NULL, NULL, end);

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block    = bloc d'instructions démarrant la visite.          *
*                list     = ensemble des blocs basiques à parcourir.          *
*                mask     = points de passage à marquer.                      *
*                callback = ensemble de blocs à parcourir.                    *
*                data     = donnée utilisateur à associer au parcours.        *
*                                                                             *
*  Description : Suit le flot d'excution bloc par bloc.                       *
*                                                                             *
*  Retour      : true si le parcours a été jusqu'à son terme, false sinon.    *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

bool g_flow_block_follow(GFlowBlock *block, const GInstrBlock *list, BlockFollowPosition mask, flow_block_follow_cb callback, void *data)
{
    bool result;                            /* Bilan à retourner           */
    GArchInstruction **dests;               /* Instr. visée par une autre  */
    InstructionLinkType *types;             /* Type de lien entre lignes   */
    size_t dcount;                          /* Nombre de liens de dest.    */
    size_t i;                               /* Boucle de parcours          */
    vmpa_t addr;                            /* Adresse de la destination   */
    GInstrBlock *next;                      /* Bloc suivant à visiter      */

    result = true;

    if (mask & BFP_ENTER)
        result = callback(block, BFP_ENTER, data);

    dcount = g_arch_instruction_get_destinations(block->last, &dests, &types);

    for (i = 0; i < dcount && result; i++)
        switch (types[i])
        {
            case ILT_EXEC_FLOW:
            case ILT_JUMP:
            case ILT_CASE_JUMP:
            case ILT_JUMP_IF_TRUE:
            case ILT_JUMP_IF_FALSE:

                g_arch_instruction_get_location(dests[i], NULL, NULL, &addr);
                next = g_instr_block_find_by_addr(list, addr, true);

                if (next)
                {
                    result = callback(block, BFP_FOLLOW, data);
                    result &= g_flow_block_follow(G_FLOW_BLOCK(next), list, mask, callback, data);
                    result &= callback(block, BFP_BACK, data);
                }
                break;

            default:
                break;

        }

    if (mask & BFP_EXIT)
        result &= callback(block, BFP_EXIT, data);

    return result;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à consulter.                     *
*                                                                             *
*  Description : Fournit les différents accès aux registres.                  *
*                                                                             *
*  Retour      : Liste des accès aux registres.                               *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

const GRAccessList *g_flow_block_list_regs_accesses(const GFlowBlock *block)
{
    return block->regs;

}


/******************************************************************************
*                                                                             *
*  Paramètres  : block = bloc d'instructions à consulter.                     *
*                                                                             *
*  Description : Fournit les registres écrits par le bloc et utilisées après. *
*                                                                             *
*  Retour      : Liste des accès aux registres.                               *
*                                                                             *
*  Remarques   : -                                                            *
*                                                                             *
******************************************************************************/

GRAccessList *g_flow_block_list_awaited_regs(const GFlowBlock *block)
{
    return block->awaited;

}