src/mc/mc_dwarf.c

   1 /* Copyright (c) 2008-2013. The SimGrid Team.
   2  * All rights reserved.                                                     */
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <dwarf.h>
   8 #include <elfutils/libdw.h>
   9 #include <inttypes.h>
  10
  11 #include <simgrid_config.h>
  12 #include <xbt/log.h>
  13 #include <xbt/sysdep.h>
  14
  15 #include "mc_private.h"
  16
  17 // Define symbols not present in old version of dwarf.h.
  18 // Old version of dwarf.h, use DW_LANG_Objc instead of this:
  19 #define DW_LANG_ObjC 0x0010
  20
  21 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(mc_dwarf, mc, "DWARF processing");
  22
  23 /** \brief The default DW_TAG_lower_bound for a given DW_AT_language.
  24  *
  25  *  The default for a given language is defined in the DWARF spec.
  26  *
  27  *  \param language consant as defined by the DWARf spec
  28  */
  29 static uint64_t MC_dwarf_default_lower_bound(int lang);
  30
  31 /** \brief Computes the the element_count of a DW_TAG_enumeration_type DIE
  32  *
  33  * This is the number of elements in a given array dimension.
  34  *
  35  * A reference of the compilation unit (DW_TAG_compile_unit) is
  36  * needed because the default lower bound (when there is no DW_AT_lower_bound)
  37  * depends of the language of the compilation unit (DW_AT_language).
  38  *
  39  * \param die  DIE for the DW_TAG_enumeration_type or DW_TAG_subrange_type
  40  * \param unit DIE of the DW_TAG_compile_unit
  41  */
  42 static uint64_t MC_dwarf_subrange_element_count(Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit);
  43
  44 /** \brief Computes the number of elements of a given DW_TAG_array_type.
  45  *
  46  * \param die DIE for the DW_TAG_array_type
  47  */
  48 static uint64_t MC_dwarf_array_element_count(Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit);
  49
  50 /** \brief Process a DIE
  51  *
  52  *  \param info the resulting object fot the library/binary file (output)
  53  *  \param die  the current DIE
  54  *  \param unit the DIE of the compile unit of the current DIE
  55  *  \param frame containg frame if any
  56  */
  57 static void MC_dwarf_handle_die(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace);
  58
  59 /** \brief Process a type DIE
  60  */
  61 static void MC_dwarf_handle_type_die(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace);
  62
  63 /** \brief Calls MC_dwarf_handle_die on all childrend of the given die
  64  *
  65  *  \param info the resulting object fot the library/binary file (output)
  66  *  \param die  the current DIE
  67  *  \param unit the DIE of the compile unit of the current DIE
  68  *  \param frame containg frame if any
  69  */
  70 static void MC_dwarf_handle_children(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace);
  71
  72 /** \brief Handle a variable (DW_TAG_variable or other)
  73  *
  74  *  \param info the resulting object fot the library/binary file (output)
  75  *  \param die  the current DIE
  76  *  \param unit the DIE of the compile unit of the current DIE
  77  *  \param frame containg frame if any
  78  */
  79 static void MC_dwarf_handle_variable_die(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace);
  80
  81 /** \brief Get the DW_TAG_type of the DIE
  82  *
  83  *  \param die DIE
  84  *  \return DW_TAG_type attribute as a new string (NULL if none)
  85  */
  86 static char* MC_dwarf_at_type(Dwarf_Die* die);
  87
  88 /** \brief Get the name of an attribute (DW_AT_*) from its code
  89  *
  90  *  \param attr attribute code (see the DWARF specification)
  91  *  \return name of the attribute
  92  */
  93 const char* MC_dwarf_attrname(int attr) {
  94   switch (attr) {
  95 #include "mc_dwarf_attrnames.h"
  96   default:
  97     return "DW_AT_unknown";
  98   }
  99 }
 100
 101 /** \brief Get the name of a dwarf tag (DW_TAG_*) from its code
 102  *
 103  *  \param tag tag code (see the DWARF specification)
 104  *  \return name of the tag
 105  */
 106 const char* MC_dwarf_tagname(int tag) {
 107   switch (tag) {
 108 #include "mc_dwarf_tagnames.h"
 109   case DW_TAG_invalid:
 110     return "DW_TAG_invalid";
 111   default:
 112     return "DW_TAG_unknown";
 113   }
 114 }
 115
 116 /** \brief A class of DWARF tags (DW_TAG_*)
 117  */
 118 typedef enum mc_tag_class {
 119   mc_tag_unknown,
 120   mc_tag_type,
 121   mc_tag_subprogram,
 122   mc_tag_variable,
 123   mc_tag_scope,
 124   mc_tag_namespace
 125 } mc_tag_class;
 126
 127 static mc_tag_class MC_dwarf_tag_classify(int tag) {
 128   switch (tag) {
 129
 130     case DW_TAG_array_type:
 131     case DW_TAG_class_type:
 132     case DW_TAG_enumeration_type:
 133     case DW_TAG_typedef:
 134     case DW_TAG_pointer_type:
 135     case DW_TAG_reference_type:
 136     case DW_TAG_rvalue_reference_type:
 137     case DW_TAG_string_type:
 138     case DW_TAG_structure_type:
 139     case DW_TAG_subroutine_type:
 140     case DW_TAG_union_type:
 141     case DW_TAG_ptr_to_member_type:
 142     case DW_TAG_set_type:
 143     case DW_TAG_subrange_type:
 144     case DW_TAG_base_type:
 145     case DW_TAG_const_type:
 146     case DW_TAG_file_type:
 147     case DW_TAG_packed_type:
 148     case DW_TAG_volatile_type:
 149     case DW_TAG_restrict_type:
 150     case DW_TAG_interface_type:
 151     case DW_TAG_unspecified_type:
 152     case DW_TAG_mutable_type:
 153     case DW_TAG_shared_type:
 154       return mc_tag_type;
 155
 156     case DW_TAG_subprogram:
 157       return mc_tag_subprogram;
 158
 159     case DW_TAG_variable:
 160     case DW_TAG_formal_parameter:
 161       return mc_tag_variable;
 162
 163     case DW_TAG_lexical_block:
 164     case DW_TAG_try_block:
 165     case DW_TAG_catch_block:
 166     case DW_TAG_inlined_subroutine:
 167     case DW_TAG_with_stmt:
 168       return mc_tag_scope;
 169
 170     case DW_TAG_namespace:
 171       return mc_tag_namespace;
 172
 173     default:
 174       return mc_tag_unknown;
 175
 176   }
 177 }
 178
 179 #define MC_DW_CLASS_UNKNOWN 0
 180 #define MC_DW_CLASS_ADDRESS 1   // Location in the address space of the program
 181 #define MC_DW_CLASS_BLOCK 2     // Arbitrary block of bytes
 182 #define MC_DW_CLASS_CONSTANT 3
 183 #define MC_DW_CLASS_STRING 3    // String
 184 #define MC_DW_CLASS_FLAG 4      // Boolean
 185 #define MC_DW_CLASS_REFERENCE 5 // Reference to another DIE
 186 #define MC_DW_CLASS_EXPRLOC 6   // DWARF expression/location description
 187 #define MC_DW_CLASS_LINEPTR 7
 188 #define MC_DW_CLASS_LOCLISTPTR 8
 189 #define MC_DW_CLASS_MACPTR 9
 190 #define MC_DW_CLASS_RANGELISTPTR 10
 191
 192 /** \brief Find the DWARF data class for a given DWARF data form
 193  *
 194  *  This mapping is defined in the DWARF spec.
 195  *
 196  *  \param form The form (values taken from the DWARF spec)
 197  *  \return An internal representation for the corresponding class
 198  * */
 199 static int MC_dwarf_form_get_class(int form) {
 200   switch(form) {
 201   case DW_FORM_addr:
 202     return MC_DW_CLASS_ADDRESS;
 203   case DW_FORM_block2:
 204   case DW_FORM_block4:
 205   case DW_FORM_block:
 206   case DW_FORM_block1:
 207     return MC_DW_CLASS_BLOCK;
 208   case DW_FORM_data1:
 209   case DW_FORM_data2:
 210   case DW_FORM_data4:
 211   case DW_FORM_data8:
 212   case DW_FORM_udata:
 213   case DW_FORM_sdata:
 214     return MC_DW_CLASS_CONSTANT;
 215   case DW_FORM_string:
 216   case DW_FORM_strp:
 217     return MC_DW_CLASS_STRING;
 218   case DW_FORM_ref_addr:
 219   case DW_FORM_ref1:
 220   case DW_FORM_ref2:
 221   case DW_FORM_ref4:
 222   case DW_FORM_ref8:
 223   case DW_FORM_ref_udata:
 224     return MC_DW_CLASS_REFERENCE;
 225   case DW_FORM_flag:
 226   case DW_FORM_flag_present:
 227     return MC_DW_CLASS_FLAG;
 228   case DW_FORM_exprloc:
 229     return MC_DW_CLASS_EXPRLOC;
 230   // TODO sec offset
 231   // TODO indirect
 232   default:
 233     return MC_DW_CLASS_UNKNOWN;
 234   }
 235 }
 236
 237 /** \brief Get the name of the tag of a given DIE
 238  *
 239  *  \param die DIE
 240  *  \return name of the tag of this DIE
 241  */
 242 static inline const char* MC_dwarf_die_tagname(Dwarf_Die* die) {
 243   return MC_dwarf_tagname(dwarf_tag(die));
 244 }
 245
 246 // ***** Attributes
 247
 248 /** \brief Get an attribute of a given DIE as a string
 249  *
 250  *  \param die       the DIE
 251  *  \param attribute attribute
 252  *  \return value of the given attribute of the given DIE
 253  */
 254 static const char* MC_dwarf_attr_integrate_string(Dwarf_Die* die, int attribute) {
 255   Dwarf_Attribute attr;
 256   if (!dwarf_attr_integrate(die, attribute, &attr)) {
 257         return NULL;
 258   } else {
 259         return dwarf_formstring(&attr);
 260   }
 261 }
 262
 263 /** \brief Get the linkage name of a DIE.
 264  *
 265  *  Use either DW_AT_linkage_name or DW_AT_MIPS_linkage_name.
 266  *  DW_AT_linkage_name is standardized since DWARF 4.
 267  *  Before this version of DWARF, the MIPS extensions
 268  *  DW_AT_MIPS_linkage_name is used (at least by GCC).
 269  *
 270  *  \param  the DIE
 271  *  \return linkage name of the given DIE (or NULL)
 272  * */
 273 static const char* MC_dwarf_at_linkage_name(Dwarf_Die* die) {
 274   const char* name = MC_dwarf_attr_integrate_string(die, DW_AT_linkage_name);
 275   if (!name)
 276     name = MC_dwarf_attr_integrate_string(die, DW_AT_MIPS_linkage_name);
 277   return name;
 278 }
 279
 280 static Dwarf_Off MC_dwarf_attr_dieoffset(Dwarf_Die* die, int attribute) {
 281   Dwarf_Attribute attr;
 282   if (dwarf_hasattr_integrate(die, attribute)) {
 283     dwarf_attr_integrate(die, attribute, &attr);
 284     Dwarf_Die subtype_die;
 285     if (dwarf_formref_die(&attr, &subtype_die)==NULL) {
 286       xbt_die("Could not find DIE");
 287     }
 288     return dwarf_dieoffset(&subtype_die);
 289   }
 290   else return 0;
 291 }
 292
 293 static Dwarf_Off MC_dwarf_attr_integrate_dieoffset(Dwarf_Die* die, int attribute) {
 294   Dwarf_Attribute attr;
 295   if (dwarf_hasattr_integrate(die, attribute)) {
 296     dwarf_attr_integrate(die, DW_AT_type, &attr);
 297     Dwarf_Die subtype_die;
 298     if (dwarf_formref_die(&attr, &subtype_die)==NULL) {
 299       xbt_die("Could not find DIE");
 300     }
 301     return dwarf_dieoffset(&subtype_die);
 302   }
 303   else return 0;
 304 }
 305
 306 /** \brief Find the type/subtype (DW_AT_type) for a DIE
 307  *
 308  *  \param dit the DIE
 309  *  \return DW_AT_type reference as a global offset in hexadecimal (or NULL)
 310  */
 311 static char* MC_dwarf_at_type(Dwarf_Die* die) {
 312   Dwarf_Off offset = MC_dwarf_attr_integrate_dieoffset(die, DW_AT_type);
 313   return offset == 0 ? NULL : bprintf("%" PRIx64 , offset);
 314 }
 315
 316 static uint64_t MC_dwarf_attr_integrate_addr(Dwarf_Die* die, int attribute) {
 317   Dwarf_Attribute attr;
 318   if(dwarf_attr_integrate(die, attribute, &attr)==NULL)
 319     return 0;
 320   Dwarf_Addr value;
 321   if (dwarf_formaddr(&attr, &value) == 0)
 322     return (uint64_t) value;
 323   else
 324     return 0;
 325 }
 326
 327 static uint64_t MC_dwarf_attr_integrate_uint(Dwarf_Die* die, int attribute, uint64_t default_value) {
 328   Dwarf_Attribute attr;
 329   if (dwarf_attr_integrate(die, attribute, &attr)==NULL)
 330     return default_value;
 331   Dwarf_Word value;
 332   return dwarf_formudata(dwarf_attr_integrate(die, attribute, &attr), &value) == 0 ? (uint64_t) value : default_value;
 333 }
 334
 335 static bool MC_dwarf_attr_flag(Dwarf_Die* die, int attribute, bool integrate) {
 336   Dwarf_Attribute attr;
 337   if ((integrate ? dwarf_attr_integrate(die, attribute, &attr)
 338                     : dwarf_attr(die, attribute, &attr))==0)
 339     return false;
 340
 341   bool result;
 342   if (dwarf_formflag(&attr, &result))
 343     xbt_die("Unexpected form for attribute %s",
 344       MC_dwarf_attrname(attribute));
 345   return result;
 346 }
 347
 348 /** \brief Find the default lower bound for a given language
 349  *
 350  *  The default lower bound of an array (when DW_TAG_lower_bound
 351  *  is missing) depends on the language of the compilation unit.
 352  *
 353  *  \param lang Language of the compilation unit (values defined in the DWARF spec)
 354  *  \return     Default lower bound of an array in this compilation unit
 355  * */
 356 static uint64_t MC_dwarf_default_lower_bound(int lang) {
 357   switch(lang) {
 358   case DW_LANG_C:
 359   case DW_LANG_C89:
 360   case DW_LANG_C99:
 361   case DW_LANG_C_plus_plus:
 362   case DW_LANG_D:
 363   case DW_LANG_Java:
 364   case DW_LANG_ObjC:
 365   case DW_LANG_ObjC_plus_plus:
 366   case DW_LANG_Python:
 367   case DW_LANG_UPC:
 368     return 0;
 369   case DW_LANG_Ada83:
 370   case DW_LANG_Ada95:
 371   case DW_LANG_Fortran77:
 372   case DW_LANG_Fortran90:
 373   case DW_LANG_Fortran95:
 374   case DW_LANG_Modula2:
 375   case DW_LANG_Pascal83:
 376   case DW_LANG_PL1:
 377   case DW_LANG_Cobol74:
 378   case DW_LANG_Cobol85:
 379     return 1;
 380   default:
 381     xbt_die("No default DW_TAG_lower_bound for language %i and none given", lang);
 382     return 0;
 383   }
 384 }
 385
 386 /** \brief Finds the number of elements in a DW_TAG_subrange_type or DW_TAG_enumeration_type DIE
 387  *
 388  *  \param die  the DIE
 389  *  \param unit DIE of the compilation unit
 390  *  \return     number of elements in the range
 391  * */
 392 static uint64_t MC_dwarf_subrange_element_count(Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit) {
 393   xbt_assert(dwarf_tag(die)==DW_TAG_enumeration_type ||dwarf_tag(die)==DW_TAG_subrange_type,
 394       "MC_dwarf_subrange_element_count called with DIE of type %s", MC_dwarf_die_tagname(die));
 395
 396   // Use DW_TAG_count if present:
 397   if (dwarf_hasattr_integrate(die, DW_AT_count)) {
 398     return MC_dwarf_attr_integrate_uint(die, DW_AT_count, 0);
 399   }
 400
 401   // Otherwise compute DW_TAG_upper_bound-DW_TAG_lower_bound + 1:
 402
 403   if (!dwarf_hasattr_integrate(die, DW_AT_upper_bound)) {
 404         // This is not really 0, but the code expects this (we do not know):
 405     return 0;
 406   }
 407   uint64_t upper_bound = MC_dwarf_attr_integrate_uint(die, DW_AT_upper_bound, -1);
 408
 409   uint64_t lower_bound = 0;
 410   if (dwarf_hasattr_integrate(die, DW_AT_lower_bound)) {
 411     lower_bound = MC_dwarf_attr_integrate_uint(die, DW_AT_lower_bound, -1);
 412   } else {
 413         lower_bound = MC_dwarf_default_lower_bound(dwarf_srclang(unit));
 414   }
 415   return upper_bound - lower_bound + 1;
 416 }
 417
 418 /** \brief Finds the number of elements in a array type (DW_TAG_array_type)
 419  *
 420  *  The compilation unit might be needed because the default lower
 421  *  bound depends on the language of the compilation unit.
 422  *
 423  *  \param die the DIE of the DW_TAG_array_type
 424  *  \param unit the DIE of the compilation unit
 425  *  \return number of elements in this array type
 426  * */
 427 static uint64_t MC_dwarf_array_element_count(Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit) {
 428   xbt_assert(dwarf_tag(die)==DW_TAG_array_type,
 429     "MC_dwarf_array_element_count called with DIE of type %s", MC_dwarf_die_tagname(die));
 430
 431   int result = 1;
 432   Dwarf_Die child;
 433   int res;
 434   for (res=dwarf_child(die, &child); res==0; res=dwarf_siblingof(&child,&child)) {
 435         int child_tag = dwarf_tag(&child);
 436     if (child_tag==DW_TAG_subrange_type ||child_tag==DW_TAG_enumeration_type) {
 437       result *= MC_dwarf_subrange_element_count(&child, unit);
 438     }
 439   }
 440   return result;
 441 }
 442
 443 // ***** dw_type_t
 444
 445 /** \brief Initialize the location of a member of a type
 446  * (DW_AT_data_member_location of a DW_TAG_member).
 447  *
 448  *  \param  type   a type (struct, class)
 449  *  \param  member the member of the type
 450  *  \param  child  DIE of the member (DW_TAG_member)
 451  */
 452 static void MC_dwarf_fill_member_location(dw_type_t type, dw_type_t member, Dwarf_Die* child) {
 453   if (dwarf_hasattr(child, DW_AT_data_bit_offset)) {
 454     xbt_die("Can't groke DW_AT_data_bit_offset.");
 455   }
 456
 457   if (!dwarf_hasattr_integrate(child, DW_AT_data_member_location)) {
 458     if (type->type != DW_TAG_union_type) {
 459         xbt_die(
 460           "Missing DW_AT_data_member_location field in DW_TAG_member %s of type <%"PRIx64">%s",
 461           member->name, (uint64_t) type->id, type->name);
 462     } else {
 463       return;
 464     }
 465   }
 466
 467   Dwarf_Attribute attr;
 468   dwarf_attr_integrate(child, DW_AT_data_member_location, &attr);
 469   int form = dwarf_whatform(&attr);
 470   int klass = MC_dwarf_form_get_class(form);
 471   switch (klass) {
 472   case MC_DW_CLASS_EXPRLOC:
 473   case MC_DW_CLASS_BLOCK:
 474     // Location expression:
 475     {
 476       Dwarf_Op* expr;
 477       size_t len;
 478       if (dwarf_getlocation(&attr, &expr, &len)) {
 479         xbt_die(
 480           "Could not read location expression DW_AT_data_member_location in DW_TAG_member %s of type <%"PRIx64">%s",
 481           MC_dwarf_attr_integrate_string(child, DW_AT_name),
 482           (uint64_t) type->id, type->name);
 483       }
 484       if (len==1 && expr[0].atom == DW_OP_plus_uconst) {
 485         member->offset =  expr[0].number;
 486       } else {
 487         mc_dwarf_expression_init(&member->location, len, expr);
 488       }
 489       break;
 490     }
 491   case MC_DW_CLASS_CONSTANT:
 492     // Offset from the base address of the object:
 493     {
 494       Dwarf_Word offset;
 495       if (!dwarf_formudata(&attr, &offset))
 496         member->offset = offset;
 497       else
 498         xbt_die("Cannot get %s location <%"PRIx64">%s",
 499           MC_dwarf_attr_integrate_string(child, DW_AT_name),
 500           (uint64_t) type->id, type->name);
 501       break;
 502     }
 503   case MC_DW_CLASS_LOCLISTPTR:
 504     // Reference to a location list:
 505     // TODO
 506   case MC_DW_CLASS_REFERENCE:
 507     // It's supposed to be possible in DWARF2 but I couldn't find its semantic
 508     // in the spec.
 509   default:
 510     xbt_die(
 511       "Can't handle form class (%i) / form 0x%x as DW_AT_member_location",
 512       klass, form);
 513   }
 514
 515 }
 516
 517 static void dw_type_free_voidp(void *t){
 518   dw_type_free((dw_type_t) * (void **) t);
 519 }
 520
 521 /** \brief Populate the list of members of a type
 522  *
 523  *  \param info ELF object containing the type DIE
 524  *  \param die  DIE of the type
 525  *  \param unit DIE of the compilation unit containing the type DIE
 526  *  \param type the type
 527  */
 528 static void MC_dwarf_add_members(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_type_t type) {
 529   int res;
 530   Dwarf_Die child;
 531   xbt_assert(!type->members);
 532   type->members = xbt_dynar_new(sizeof(dw_type_t), (void(*)(void*))dw_type_free_voidp);
 533   for (res=dwarf_child(die, &child); res==0; res=dwarf_siblingof(&child,&child)) {
 534     int tag = dwarf_tag(&child);
 535     if (tag==DW_TAG_member || tag==DW_TAG_inheritance) {
 536
 537       // Skip declarations:
 538       if (MC_dwarf_attr_flag(&child, DW_AT_declaration, false))
 539         continue;
 540
 541       // Skip compile time constants:
 542       if(dwarf_hasattr(&child, DW_AT_const_value))
 543         continue;
 544
 545       // TODO, we should use another type (because is is not a type but a member)
 546       dw_type_t member = xbt_new0(s_dw_type_t, 1);
 547       member->type = tag;
 548
 549       // Global Offset:
 550       member->id = dwarf_dieoffset(&child);
 551
 552       const char* name = MC_dwarf_attr_integrate_string(&child, DW_AT_name);
 553       if(name)
 554         member->name = xbt_strdup(name);
 555       else
 556         member->name = NULL;
 557
 558       member->byte_size = MC_dwarf_attr_integrate_uint(&child, DW_AT_byte_size, 0);
 559       member->element_count = -1;
 560       member->dw_type_id = MC_dwarf_at_type(&child);
 561       member->members = NULL;
 562       member->is_pointer_type = 0;
 563       member->offset = 0;
 564
 565       if(dwarf_hasattr(&child, DW_AT_data_bit_offset)) {
 566         xbt_die("Can't groke DW_AT_data_bit_offset.");
 567       }
 568
 569       MC_dwarf_fill_member_location(type, member, &child);
 570
 571       if (!member->dw_type_id) {
 572         xbt_die("Missing type for member %s of <%"PRIx64">%s", member->name, (uint64_t) type->id, type->name);
 573       }
 574
 575       xbt_dynar_push(type->members, &member);
 576     }
 577   }
 578 }
 579
 580 /** \brief Create a MC type object from a DIE
 581  *
 582  *  \param info current object info object
 583  *  \param DIE (for a given type);
 584  *  \param unit compilation unit of the current DIE
 585  *  \return MC representation of the type
 586  */
 587 static dw_type_t MC_dwarf_die_to_type(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace) {
 588
 589   dw_type_t type = xbt_new0(s_dw_type_t, 1);
 590   type->type = -1;
 591   type->id = 0;
 592   type->name = NULL;
 593   type->byte_size = 0;
 594   type->element_count = -1;
 595   type->dw_type_id = NULL;
 596   type->members = NULL;
 597   type->is_pointer_type = 0;
 598   type->offset = 0;
 599
 600   type->type = dwarf_tag(die);
 601
 602   // Global Offset
 603   type->id = dwarf_dieoffset(die);
 604
 605   const char* prefix = "";
 606   switch (type->type) {
 607   case DW_TAG_structure_type:
 608     prefix = "struct ";
 609     break;
 610   case DW_TAG_union_type:
 611     prefix = "union ";
 612     break;
 613   case DW_TAG_class_type:
 614     prefix = "class ";
 615     break;
 616   default:
 617     prefix = "";
 618   }
 619
 620   const char* name = MC_dwarf_attr_integrate_string(die, DW_AT_name);
 621   if (name!=NULL) {
 622     type->name = namespace ? bprintf("%s%s::%s", prefix, namespace, name) : bprintf("%s%s", prefix, name);
 623   }
 624
 625   type->dw_type_id = MC_dwarf_at_type(die);
 626
 627   // Computation of the byte_size;
 628   if (dwarf_hasattr_integrate(die, DW_AT_byte_size))
 629     type->byte_size = MC_dwarf_attr_integrate_uint(die, DW_AT_byte_size, 0);
 630   else if (type->type == DW_TAG_array_type || type->type==DW_TAG_structure_type || type->type==DW_TAG_class_type) {
 631     Dwarf_Word size;
 632     if (dwarf_aggregate_size(die, &size)==0) {
 633       type->byte_size = size;
 634     }
 635   }
 636
 637   switch (type->type) {
 638   case DW_TAG_array_type:
 639         type->element_count = MC_dwarf_array_element_count(die, unit);
 640         // TODO, handle DW_byte_stride and (not) DW_bit_stride
 641         break;
 642
 643   case DW_TAG_pointer_type:
 644   case DW_TAG_reference_type:
 645   case DW_TAG_rvalue_reference_type:
 646     type->is_pointer_type = 1;
 647     break;
 648
 649   case DW_TAG_structure_type:
 650   case DW_TAG_union_type:
 651   case DW_TAG_class_type:
 652           MC_dwarf_add_members(info, die, unit, type);
 653           char* new_namespace = namespace == NULL ? xbt_strdup(type->name)
 654             : bprintf("%s::%s", namespace, name);
 655           MC_dwarf_handle_children(info, die, unit, frame, new_namespace);
 656           free(new_namespace);
 657           break;
 658   }
 659
 660   return type;
 661 }
 662
 663 static void MC_dwarf_handle_type_die(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace) {
 664   dw_type_t type = MC_dwarf_die_to_type(info, die, unit, frame, namespace);
 665
 666   char* key = bprintf("%" PRIx64, (uint64_t) type->id);
 667   xbt_dict_set(info->types, key, type, NULL);
 668   xbt_free(key);
 669
 670   if(type->name && type->byte_size!=0) {
 671     xbt_dict_set(info->full_types_by_name, type->name, type, NULL);
 672   }
 673 }
 674
 675 static int mc_anonymous_variable_index = 0;
 676
 677 static dw_variable_t MC_die_to_variable(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace) {
 678   // Skip declarations:
 679   if (MC_dwarf_attr_flag(die, DW_AT_declaration, false))
 680     return NULL;
 681
 682   // Skip compile time constants:
 683   if(dwarf_hasattr(die, DW_AT_const_value))
 684     return NULL;
 685
 686   Dwarf_Attribute attr_location;
 687   if (dwarf_attr(die, DW_AT_location, &attr_location)==NULL) {
 688     // No location: do not add it ?
 689     return NULL;
 690   }
 691
 692   dw_variable_t variable = xbt_new0(s_dw_variable_t, 1);
 693   variable->dwarf_offset = dwarf_dieoffset(die);
 694   variable->global = frame == NULL; // Can be override base on DW_AT_location
 695   variable->object_info = info;
 696
 697   const char* name = MC_dwarf_attr_integrate_string(die, DW_AT_name);
 698   variable->name = xbt_strdup(name);
 699
 700   variable->type_origin = MC_dwarf_at_type(die);
 701
 702   int form = dwarf_whatform(&attr_location);
 703   int klass = form == DW_FORM_sec_offset ? MC_DW_CLASS_CONSTANT : MC_dwarf_form_get_class(form);
 704   switch (klass) {
 705   case MC_DW_CLASS_EXPRLOC:
 706   case MC_DW_CLASS_BLOCK:
 707     // Location expression:
 708     {
 709       Dwarf_Op* expr;
 710       size_t len;
 711       if (dwarf_getlocation(&attr_location, &expr, &len)) {
 712         xbt_die(
 713           "Could not read location expression in DW_AT_location of variable <%p>%s",
 714           (void*) variable->dwarf_offset, variable->name);
 715       }
 716
 717       if (len==1 && expr[0].atom == DW_OP_addr) {
 718         variable->global = 1;
 719         Dwarf_Off offset = expr[0].number;
 720         Dwarf_Off base = (Dwarf_Off) MC_object_base_address(info);
 721         variable->address = (void*) (base + offset);
 722       } else {
 723         mc_dwarf_location_list_init_from_expression(&variable->locations, len, expr);
 724       }
 725
 726       break;
 727     }
 728   case MC_DW_CLASS_LOCLISTPTR:
 729   case MC_DW_CLASS_CONSTANT:
 730     // Reference to location list:
 731     mc_dwarf_location_list_init(&variable->locations, info, die, &attr_location);
 732     break;
 733   default:
 734     xbt_die("Unexpected form 0x%x (%i), class 0x%x (%i) list for location in <%p>%s",
 735       form, form, klass, klass, (void*) variable->dwarf_offset, variable->name);
 736   }
 737
 738   // Handle start_scope:
 739   if (dwarf_hasattr(die, DW_AT_start_scope)) {
 740     Dwarf_Attribute attr;
 741     dwarf_attr(die, DW_AT_start_scope, &attr);
 742     int form  = dwarf_whatform(&attr);
 743     int klass = MC_dwarf_form_get_class(form);
 744     switch(klass) {
 745     case MC_DW_CLASS_CONSTANT:
 746     {
 747       Dwarf_Word value;
 748       variable->start_scope = dwarf_formudata(&attr, &value) == 0 ? (size_t) value : 0;
 749       break;
 750     }
 751     case MC_DW_CLASS_RANGELISTPTR: // TODO
 752     default:
 753       xbt_die("Unhandled form 0x%x, class 0x%X for DW_AT_start_scope of variable %s",
 754         form, klass, name==NULL ? "?" : name);
 755     }
 756   }
 757
 758   if(namespace && variable->global) {
 759     char* old_name = variable->name;
 760     variable->name = bprintf("%s::%s", namespace, old_name);
 761     free(old_name);
 762   }
 763
 764   // The current code needs a variable name,
 765   // generate a fake one:
 766   if(!variable->name) {
 767     variable->name = bprintf("@anonymous#%i", mc_anonymous_variable_index++);
 768   }
 769
 770   return variable;
 771 }
 772
 773 static void MC_dwarf_handle_variable_die(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace) {
 774   dw_variable_t variable = MC_die_to_variable(info, die, unit, frame, namespace);
 775   if(variable==NULL)
 776       return;
 777   MC_dwarf_register_variable(info, frame, variable);
 778 }
 779
 780 static void mc_frame_free_voipd(dw_frame_t* p) {
 781   mc_frame_free(*p);
 782   *p = NULL;
 783 }
 784
 785 static void MC_dwarf_handle_scope_die(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t parent_frame, const char* namespace) {
 786   // TODO, handle DW_TAG_type/DW_TAG_location for DW_TAG_with_stmt
 787   int tag = dwarf_tag(die);
 788   mc_tag_class klass = MC_dwarf_tag_classify(tag);
 789
 790   // (Template) Subprogram declaration:
 791   if(klass==mc_tag_subprogram && MC_dwarf_attr_flag(die, DW_AT_declaration, false))
 792     return;
 793
 794   if(klass==mc_tag_scope)
 795     xbt_assert(parent_frame, "No parent scope for this scope");
 796
 797   dw_frame_t frame = xbt_new0(s_dw_frame_t, 1);
 798
 799   frame->tag   = tag;
 800   frame->id = dwarf_dieoffset(die);
 801   frame->object_info = info;
 802
 803   if(klass==mc_tag_subprogram) {
 804     const char* name = MC_dwarf_attr_integrate_string(die, DW_AT_name);
 805     frame->name = namespace ? bprintf("%s::%s", namespace, name) : xbt_strdup(name);
 806   }
 807
 808   frame->abstract_origin_id = MC_dwarf_attr_dieoffset(die, DW_AT_abstract_origin);
 809
 810   // This is the base address for DWARF addresses.
 811   // Relocated addresses are offset from this base address.
 812   // See DWARF4 spec 7.5
 813   void* base = MC_object_base_address(info);
 814
 815   // Variables are filled in the (recursive) call of MC_dwarf_handle_children:
 816   frame->variables = xbt_dynar_new(sizeof(dw_variable_t), dw_variable_free_voidp);
 817
 818   // TODO, support DW_AT_ranges
 819   uint64_t low_pc = MC_dwarf_attr_integrate_addr(die, DW_AT_low_pc);
 820   frame->low_pc = low_pc ? ((char*) base) + low_pc : 0;
 821   if(low_pc) {
 822     // DW_AT_high_pc:
 823     Dwarf_Attribute attr;
 824     if(!dwarf_attr_integrate(die, DW_AT_high_pc, &attr)) {
 825       xbt_die("Missing DW_AT_high_pc matching with DW_AT_low_pc");
 826     }
 827
 828     Dwarf_Sword offset;
 829     Dwarf_Addr high_pc;
 830
 831     switch(MC_dwarf_form_get_class(dwarf_whatform(&attr))) {
 832
 833     // DW_AT_high_pc if an offset from the low_pc:
 834     case MC_DW_CLASS_CONSTANT:
 835
 836       if (dwarf_formsdata(&attr, &offset) !=0)
 837         xbt_die("Could not read constant");
 838       frame->high_pc = (void*) ((Dwarf_Off)frame->low_pc + offset);
 839       break;
 840
 841     // DW_AT_high_pc is a relocatable address:
 842     case MC_DW_CLASS_ADDRESS:
 843       if (dwarf_formaddr(&attr, &high_pc) != 0)
 844         xbt_die("Could not read address");
 845       frame->high_pc = ((char*) base) + high_pc;
 846       break;
 847
 848     default:
 849       xbt_die("Unexpected class for DW_AT_high_pc");
 850
 851     }
 852   }
 853
 854   if(klass==mc_tag_subprogram) {
 855     Dwarf_Attribute attr_frame_base;
 856     if (dwarf_attr_integrate(die, DW_AT_frame_base, &attr_frame_base))
 857       mc_dwarf_location_list_init(&frame->frame_base, info, die, &attr_frame_base);
 858   }
 859
 860   frame->scopes = xbt_dynar_new(sizeof(dw_frame_t), (void_f_pvoid_t) mc_frame_free_voipd);
 861
 862   // Register it:
 863   if(klass==mc_tag_subprogram) {
 864     char* key = bprintf("%" PRIx64, (uint64_t) frame->id);
 865     xbt_dict_set(info->subprograms,  key, frame, NULL);
 866     xbt_free(key);
 867   } else if(klass==mc_tag_scope) {
 868     xbt_dynar_push(parent_frame->scopes, &frame);
 869   }
 870
 871   // Handle children:
 872   MC_dwarf_handle_children(info, die, unit, frame, namespace);
 873 }
 874
 875 static void mc_dwarf_handle_namespace_die(
 876     mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace) {
 877   const char* name = MC_dwarf_attr_integrate_string(die, DW_AT_name);
 878   if(frame)
 879     xbt_die("Unexpected namespace in a subprogram");
 880   char* new_namespace = namespace == NULL ? xbt_strdup(name)
 881     : bprintf("%s::%s", namespace, name);
 882   MC_dwarf_handle_children(info, die, unit, frame, new_namespace);
 883   xbt_free(new_namespace);
 884 }
 885
 886 static void MC_dwarf_handle_children(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace) {
 887   // For each child DIE:
 888   Dwarf_Die child;
 889   int res;
 890   for (res=dwarf_child(die, &child); res==0; res=dwarf_siblingof(&child,&child)) {
 891     MC_dwarf_handle_die(info, &child, unit, frame, namespace);
 892   }
 893 }
 894
 895 static void MC_dwarf_handle_die(mc_object_info_t info, Dwarf_Die* die, Dwarf_Die* unit, dw_frame_t frame, const char* namespace) {
 896   int tag = dwarf_tag(die);
 897   mc_tag_class klass = MC_dwarf_tag_classify(tag);
 898   switch (klass) {
 899
 900     // Type:
 901     case mc_tag_type:
 902       MC_dwarf_handle_type_die(info, die, unit, frame, namespace);
 903       break;
 904
 905     // Subprogram or scope:
 906     case mc_tag_subprogram:
 907     case mc_tag_scope:
 908       MC_dwarf_handle_scope_die(info, die, unit, frame, namespace);
 909       return;
 910
 911     // Variable:
 912     case mc_tag_variable:
 913       MC_dwarf_handle_variable_die(info, die, unit, frame, namespace);
 914       break;
 915
 916     case mc_tag_namespace:
 917       mc_dwarf_handle_namespace_die(info, die, unit, frame, namespace);
 918       break;
 919
 920     default:
 921       break;
 922
 923   }
 924 }
 925
 926 /** \brief Populate the debugging informations of the given ELF object
 927  *
 928  *  Read the DWARf information of the EFFL object and populate the
 929  *  lists of types, variables, functions.
 930  */
 931 void MC_dwarf_get_variables(mc_object_info_t info) {
 932   int fd = open(info->file_name, O_RDONLY);
 933   if (fd<0) {
 934     xbt_die("Could not open file %s", info->file_name);
 935   }
 936   Dwarf *dwarf = dwarf_begin(fd, DWARF_C_READ);
 937   if (dwarf==NULL) {
 938     xbt_die("Your program must be compiled with -g");
 939   }
 940
 941   // For each compilation unit:
 942   Dwarf_Off offset = 0;
 943   Dwarf_Off next_offset = 0;
 944   size_t length;
 945   while (dwarf_nextcu (dwarf, offset, &next_offset, &length, NULL, NULL, NULL) == 0) {
 946     Dwarf_Die unit_die;
 947     if(dwarf_offdie(dwarf, offset+length, &unit_die)!=NULL) {
 948
 949       // For each child DIE:
 950       Dwarf_Die child;
 951       int res;
 952       for (res=dwarf_child(&unit_die, &child); res==0; res=dwarf_siblingof(&child,&child)) {
 953         MC_dwarf_handle_die(info, &child, &unit_die, NULL, NULL);
 954       }
 955
 956     }
 957     offset = next_offset;
 958   }
 959
 960   dwarf_end(dwarf);
 961   close(fd);
 962 }