lib/elf.mes

   1 ;;; -*-scheme-*-
   2
   3 ;;; Mes --- Maxwell Equations of Software
   4 ;;; Copyright © 2016 Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
   5 ;;;
   6 ;;; scm.mes: This file is part of Mes.
   7 ;;;
   8 ;;; Mes is free software; you can redistribute it and/or modify it
   9 ;;; under the terms of the GNU General Public License as published by
  10 ;;; the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
  11 ;;; your option) any later version.
  12 ;;;
  13 ;;; Mes is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 ;;; WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 ;;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16 ;;; GNU General Public License for more details.
  17 ;;;
  18 ;;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 ;;; along with Mes.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  20
  21 (define (int->bv32 value)
  22   (let ((bv (make-bytevector 4)))
  23     (bytevector-u32-native-set! bv 0 value)
  24     bv))
  25
  26 (define (int->bv16 value)
  27   (let ((bv (make-bytevector 2)))
  28     (bytevector-u16-native-set! bv 0 value)
  29     bv))
  30
  31 (define elf32-addr int->bv32)
  32 (define elf32-half int->bv16)
  33 (define elf32-off int->bv32)
  34 (define elf32-word int->bv32)
  35
  36 (define (make-elf text data)
  37  (define vaddress #x08048000)
  38
  39  (define ei-magic `(#x7f ,@(string->list "ELF")))
  40  (define ei-class '(#x01)) ;; 32 bit
  41  (define ei-data '(#x01)) ;; little endian
  42  (define ei-version '(#x01))
  43  (define ei-osabi '(#x00))
  44  (define ei-pad '(#x0 #x0 #x0 #x0 #x0 #x0 #x0 #x0))
  45  (define e-ident
  46    (append
  47     ei-magic
  48     ei-class
  49     ei-data
  50     ei-version
  51     ei-osabi
  52     ei-pad))
  53
  54  (define ET-EXEC 2)
  55  (define EM-386 3)
  56  (define EV-CURRENT 1)
  57
  58  (define p-filesz (elf32-word 0))
  59  (define p-memsz (elf32-word 0))
  60  (define PF-X 1)
  61  (define PF-W 2)
  62  (define PF-R 4)
  63  (define p-flags (elf32-word (logior PF-X PF-W PF-R)))
  64  (define p-align (elf32-word 1))
  65
  66  (define (program-header type offset text)
  67    (append
  68     (elf32-word type)
  69     (elf32-off offset)
  70     (elf32-addr (+ vaddress offset))
  71     (elf32-addr (+ vaddress offset))
  72     (elf32-word (length text))
  73     (elf32-word (length text))
  74     p-flags
  75     p-align
  76     ))
  77
  78  (define (section-header name type offset text)
  79    (append
  80     (elf32-word name)
  81     (elf32-word type)
  82     (elf32-word 3) ;; write/alloc must for data hmm
  83     (elf32-addr (+ vaddress offset))
  84     (elf32-off offset)
  85     (elf32-word (length text))
  86     (elf32-word 0)
  87     (elf32-word 0)
  88     (elf32-word 1)
  89     (elf32-word 0)))
  90
  91
  92  (define e-type (elf32-half ET-EXEC))
  93  (define e-machine (elf32-half EM-386))
  94  (define e-version (elf32-word EV-CURRENT))
  95  (define e-entry (elf32-addr 0))
  96  ;;(define e-entry (elf32-addr (+ vaddress text-offset)))
  97  ;;(define e-phoff (elf32-off 0))
  98  (define e-shoff (elf32-off 0))
  99  (define e-flags (elf32-word 0))
 100  ;;(define e-ehsize (elf32-half 0))
 101  (define e-phentsize (elf32-half (length (program-header 0 0 '()))))
 102  (define e-phnum (elf32-half 1))
 103  (define e-shentsize (elf32-half (length (section-header 0 0 0 '()))))
 104  (define e-shnum (elf32-half 5))
 105  (define e-shstrndx (elf32-half 4))
 106
 107  (define (elf-header size entry sections)
 108    (append
 109     e-ident
 110     e-type
 111     e-machine
 112     e-version
 113     (elf32-addr (+ vaddress entry)) ;; e-entry
 114     (elf32-off size) ;; e-phoff
 115     (elf32-off sections) ;; e-shoff
 116     e-flags
 117     (elf32-half size) ;; e-ehsize
 118     e-phentsize
 119     e-phnum
 120     e-shentsize
 121     e-shnum
 122     e-shstrndx
 123     ))
 124
 125  (define elf-header-size
 126    (length (elf-header 0 0 0)))
 127
 128  (define program-header-size
 129    (length (program-header 0 0 '())))
 130
 131  (define text-offset
 132    (+ elf-header-size program-header-size))
 133
 134  (define (program-headers)
 135    (append
 136     (program-header 1 text-offset (text 0))
 137     ))
 138
 139
 140  (define note
 141    (string->list
 142     (string-append
 143      "MES"
 144      ;;"Mes -- Maxwell Equations of Software\n"
 145      ;;"https://gitlab.com/janneke/mes"
 146      )
 147     ;; #x05 #x00 #x00 #x00 #x00 #x00 #x00 #x00 #x02 #x00 #x00 #x00
 148     ;; #\i #\3 #\8 #\6 #x00 #x00 #x00 #x00
 149     ))
 150
 151  (define tab
 152    `(
 153      #x00 ,@(string->list ".shstrtab")
 154           #x00 ,@(string->list ".text")
 155           #x00 ,@(string->list ".data")
 156           #x00 ,@(string->list ".note")
 157           #x00 #x00 #x00 #x00
 158           ))
 159
 160  (define text-length
 161    (length (text 0)))
 162
 163  (define data-offset
 164    (+ text-offset text-length))
 165
 166  (define data-address (+ data-offset vaddress))
 167
 168  (define data-length
 169    (length data))
 170
 171  (define note-length
 172    (length note))
 173
 174  (define note-offset
 175    (+ data-offset data-length))
 176
 177  (define tab-offset
 178    (+ note-offset note-length))
 179
 180  (define tab-length
 181    (length tab))
 182
 183  (define section-headers-offset
 184    (+ tab-offset tab-length))
 185
 186
 187  (define SHT-PROGBITS 1)
 188  (define SHT-STRTAB 3)
 189  (define SHT-NOTE 7)
 190  (define (section-headers)
 191    (append
 192     (section-header 0 0 0 '())
 193     (section-header 11 SHT-PROGBITS text-offset (text 0))
 194     (section-header 17 SHT-PROGBITS data-offset data)
 195     (section-header 23 SHT-NOTE note-offset note)
 196     (section-header 1 SHT-STRTAB tab-offset tab)
 197     ))
 198
 199  (define exe
 200    (append
 201     (elf-header elf-header-size text-offset section-headers-offset)
 202     (program-headers)
 203     (text data-address)
 204     data
 205     note
 206     tab
 207     (section-headers)
 208     ))
 209  exe)