XEmacs 21.2.14.
[chise/xemacs-chise.git.1] / src / unexnt.c
1 /* unexec for GNU Emacs on Windows NT.
2    Copyright (C) 1994 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of XEmacs.
5
6 XEmacs is free software; you can redistribute it and/or modify it
7 under the terms of the GNU General Public License as published by the
8 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
9 later version.
10
11 XEmacs is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with XEmacs; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
19 02111-1307, USA.
20
21    Geoff Voelker (voelker@cs.washington.edu) 8-12-94 */
22
23 /* Adapted for XEmacs by David Hobley <david@spook-le0.cia.com.au> */
24
25 /* The linkers that come with MSVC >= 4.0 merge .bss into .data and reorder
26  * uninitialised data so that the .data section looks like:
27  *
28  *      crt0 initialised data
29  *      emacs initialised data
30  *              <my_edata>
31  *      library initialised data
32  *              <start of bss part of .data>
33  *      emacs static uninitialised data
34  *      library static uninitialised data
35  *      emacs global uninitialised data
36  *              <my_ebss>
37  *      library global uninitialised data
38  *
39  * This means that we can't use the normal my_ebss in lastfile.c trick to
40  * differentiate between unitialised data that belongs to emacs and
41  * uninitialised data that belongs to system libraries. This is bad because
42  * we do want to initialise the emacs data, but we don't want to initialise
43  * the system library data.
44  *
45  * To solve this problem using MSVC >= 5.0 we use a pragma directive to tell
46  * the compiler to put emacs's data (both initialised and uninitialised) in
47  * a separate section in the executable, and we only dump that section. This
48  * means that all files that define initialized data must include config.h
49  * to pick up the pragma. We don't try to make any part of that section
50  * read-only.
51  *
52  * This pragma directive isn't supported by the MSVC 4.x compiler. Instead,
53  * we dump crt0 initialised data and library static uninitialised data in
54  * addition to the emacs data. This is wrong, but we appear to be able to
55  * get away with it. A proper fix might involve the introduction of a static
56  * version of my_ebss in lastfile.c and a new firstfile.c file.  jhar */
57
58 #include <config.h>
59 #include <stdlib.h>     /* _fmode */
60 #include <stdio.h>
61 #include <fcntl.h>
62 #include <windows.h>
63
64 /* From IMAGEHLP.H which is not installed by default by MSVC < 5 */
65 /* The IMAGEHLP.DLL library is not distributed by default with Windows95 */
66 PIMAGE_NT_HEADERS
67 (__stdcall * pfnCheckSumMappedFile) (LPVOID BaseAddress, DWORD FileLength,
68                                      LPDWORD HeaderSum, LPDWORD CheckSum);
69
70 #if 0
71 extern BOOL ctrl_c_handler (unsigned long type);
72 #endif
73
74 #include "ntheap.h"
75
76 /* Sync with FSF Emacs 19.34.6 note: struct file_data is now defined in ntheap.h */
77
78 enum {
79   HEAP_UNINITIALIZED = 1,
80   HEAP_UNLOADED,
81   HEAP_LOADED
82 };
83
84 /* Basically, our "initialized" flag.  */
85 int heap_state = HEAP_UNINITIALIZED;
86
87 /* So we can find our heap in the file to recreate it.  */
88 unsigned long heap_index_in_executable = UNINIT_LONG;
89
90 void get_section_info (file_data *p_file);
91 void copy_executable_and_dump_data_section (file_data *, file_data *);
92 void dump_bss_and_heap (file_data *p_infile, file_data *p_outfile);
93
94 /* Cached info about the .data section in the executable.  */
95 PUCHAR data_start_va = UNINIT_PTR;
96 DWORD  data_start_file = UNINIT_LONG;
97 DWORD  data_size = UNINIT_LONG;
98
99 /* Cached info about the .bss section in the executable.  */
100 PUCHAR bss_start = UNINIT_PTR;
101 DWORD  bss_size = UNINIT_LONG;
102
103 #ifdef HAVE_NTGUI
104 HINSTANCE hinst = NULL;
105 HINSTANCE hprevinst = NULL;
106 LPSTR lpCmdLine = "";
107 int nCmdShow = 0;
108 #endif /* HAVE_NTGUI */
109
110 /* Startup code for running on NT.  When we are running as the dumped
111    version, we need to bootstrap our heap and .bss section into our
112    address space before we can actually hand off control to the startup
113    code supplied by NT (primarily because that code relies upon malloc ()).  */
114 void
115 _start (void)
116 {
117   char * p;
118   extern void mainCRTStartup (void);
119
120   /* Cache system info, e.g., the NT page size.  */
121   cache_system_info ();
122
123   /* If we're a dumped version of emacs then we need to recreate
124      our heap and play tricks with our .bss section.  Do this before
125      start up.  (WARNING:  Do not put any code before this section
126      that relies upon malloc () and runs in the dumped version.  It
127      won't work.)  */
128   if (heap_state == HEAP_UNLOADED) 
129     {
130       char executable_path[MAX_PATH];
131
132       if (GetModuleFileName (NULL, executable_path, MAX_PATH) == 0) 
133         {
134           exit (1);
135         }
136
137       /* To allow profiling, make sure executable_path names the .exe
138          file, not the file created by the profiler */
139       p = strrchr (executable_path, '\\');
140       strcpy (p+1, PATH_PROGNAME ".exe");
141
142       recreate_heap (executable_path);
143       heap_state = HEAP_LOADED;
144     }
145
146   /* The default behavior is to treat files as binary and patch up
147      text files appropriately, in accordance with the MSDOS code.  */
148   _fmode = O_BINARY;
149
150 #if 0
151   /* This prevents ctrl-c's in shells running while we're suspended from
152      having us exit.  */
153   SetConsoleCtrlHandler ((PHANDLER_ROUTINE) ctrl_c_handler, TRUE);
154 #endif
155
156   /* Invoke the NT CRT startup routine now that our housecleaning
157      is finished.  */
158 #ifdef HAVE_NTGUI
159   /* determine WinMain args like crt0.c does */
160   hinst = GetModuleHandle(NULL);
161   lpCmdLine = GetCommandLine();
162   nCmdShow = SW_SHOWDEFAULT;
163 #endif
164   mainCRTStartup ();
165 }
166
167 /* Dump out .data and .bss sections into a new executable.  */
168 void
169 unexec (char *new_name, char *old_name, void *start_data, void *start_bss,
170         void *entry_address)
171 {
172   file_data in_file, out_file;
173   char out_filename[MAX_PATH], in_filename[MAX_PATH];
174   unsigned long size;
175   char *ptr;
176   HANDLE hImagehelp;
177   
178   /* Make sure that the input and output filenames have the
179      ".exe" extension...patch them up if they don't.  */
180   strcpy (in_filename, old_name);
181   ptr = in_filename + strlen (in_filename) - 4;
182   if (strcmp (ptr, ".exe"))
183     strcat (in_filename, ".exe");
184
185   strcpy (out_filename, new_name);
186   ptr = out_filename + strlen (out_filename) - 4;
187   if (strcmp (ptr, ".exe"))
188     strcat (out_filename, ".exe");
189
190   printf ("Dumping from %s\n", in_filename);
191   printf ("          to %s\n", out_filename);
192
193   /* We need to round off our heap to NT's allocation unit (64KB).  */
194   round_heap (get_allocation_unit ());
195
196   /* Open the undumped executable file.  */
197   if (!open_input_file (&in_file, in_filename))
198     {
199       printf ("Failed to open %s (%d)...bailing.\n", 
200               in_filename, GetLastError ());
201       exit (1);
202     }
203
204   /* Get the interesting section info, like start and size of .bss...  */
205   get_section_info (&in_file);
206
207   /* The size of the dumped executable is the size of the original
208      executable plus the size of the heap and the size of the .bss section.  */
209   heap_index_in_executable = (unsigned long)
210     round_to_next ((unsigned char *) in_file.size, get_allocation_unit ());
211   size = heap_index_in_executable + get_committed_heap_size () + bss_size;
212   if (!open_output_file (&out_file, out_filename, size))
213     {
214       printf ("Failed to open %s (%d)...bailing.\n", 
215               out_filename, GetLastError ());
216       exit (1);
217     }
218
219   /* Set the flag (before dumping).  */
220   heap_state = HEAP_UNLOADED;
221
222   copy_executable_and_dump_data_section (&in_file, &out_file);
223   dump_bss_and_heap (&in_file, &out_file);
224
225   /* Patch up header fields; profiler is picky about this. */
226   hImagehelp = LoadLibrary ("imagehlp.dll");
227   if (hImagehelp)
228   {
229     PIMAGE_DOS_HEADER dos_header;
230     PIMAGE_NT_HEADERS nt_header;
231     DWORD  headersum;
232     DWORD  checksum;
233
234     dos_header = (PIMAGE_DOS_HEADER) out_file.file_base;
235     nt_header = (PIMAGE_NT_HEADERS) ((char *) dos_header + dos_header->e_lfanew);
236
237     nt_header->OptionalHeader.CheckSum = 0;
238 //    nt_header->FileHeader.TimeDateStamp = time (NULL);
239 //    dos_header->e_cp = size / 512;
240 //    nt_header->OptionalHeader.SizeOfImage = size;
241
242     pfnCheckSumMappedFile = (void *) GetProcAddress (hImagehelp, "CheckSumMappedFile");
243     if (pfnCheckSumMappedFile)
244       {
245 //      nt_header->FileHeader.TimeDateStamp = time (NULL);
246         pfnCheckSumMappedFile (out_file.file_base,
247                                out_file.size,
248                                &headersum,
249                                &checksum);
250         nt_header->OptionalHeader.CheckSum = checksum;
251       }
252     FreeLibrary (hImagehelp);
253   }
254
255   close_file_data (&in_file);
256   close_file_data (&out_file);
257 }
258
259
260 /* File handling.  */
261
262
263 int
264 open_output_file (file_data *p_file, char *filename, unsigned long size)
265 {
266   HANDLE file;
267   HANDLE file_mapping;
268   void  *file_base;
269
270   file = CreateFile (filename, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL,
271                      CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
272   if (file == INVALID_HANDLE_VALUE) 
273     return FALSE;
274
275   file_mapping = CreateFileMapping (file, NULL, PAGE_READWRITE, 
276                                     0, size, NULL);
277   if (!file_mapping) 
278     return FALSE;
279   
280   file_base = MapViewOfFile (file_mapping, FILE_MAP_WRITE, 0, 0, size);
281   if (file_base == 0) 
282     return FALSE;
283   
284   p_file->name = filename;
285   p_file->size = size;
286   p_file->file = file;
287   p_file->file_mapping = file_mapping;
288   p_file->file_base = file_base;
289
290   return TRUE;
291 }
292
293 /* Routines to manipulate NT executable file sections.  */
294
295 #ifndef DUMP_SEPARATE_SECTION
296 static void
297 get_bss_info_from_map_file (file_data *p_infile, PUCHAR *p_bss_start, 
298                             DWORD *p_bss_size)
299 {
300   int n, start, len;
301   char map_filename[MAX_PATH];
302   char buffer[256];
303   FILE *map;
304
305   /* Overwrite the .exe extension on the executable file name with
306      the .map extension.  */
307   strcpy (map_filename, p_infile->name);
308   n = strlen (map_filename) - 3;
309   strcpy (&map_filename[n], "map");
310
311   map = fopen (map_filename, "r");
312   if (!map)
313     {
314       printf ("Failed to open map file %s, error %d...bailing out.\n",
315               map_filename, GetLastError ());
316       exit (-1);
317     }
318
319   while (fgets (buffer, sizeof (buffer), map))
320     {
321       if (!(strstr (buffer, ".bss") && strstr (buffer, "DATA")))
322         continue;
323       n = sscanf (buffer, " %*d:%x %x", &start, &len);
324       if (n != 2)
325         {
326           printf ("Failed to scan the .bss section line:\n%s", buffer);
327           exit (-1);
328         }
329       break;
330     }
331   *p_bss_start = (PUCHAR) start;
332   *p_bss_size = (DWORD) len;
333 }
334 #endif
335
336 /* Flip through the executable and cache the info necessary for dumping.  */
337 static void
338 get_section_info (file_data *p_infile)
339 {
340   PIMAGE_DOS_HEADER dos_header;
341   PIMAGE_NT_HEADERS nt_header;
342   PIMAGE_SECTION_HEADER section, data_section;
343   unsigned char *ptr;
344   int i;
345   
346   dos_header = (PIMAGE_DOS_HEADER) p_infile->file_base;
347   if (dos_header->e_magic != IMAGE_DOS_SIGNATURE) 
348     {
349       printf ("Unknown EXE header in %s...bailing.\n", p_infile->name);
350       exit (1);
351     }
352   nt_header = (PIMAGE_NT_HEADERS) (((unsigned long) dos_header) + 
353                                    dos_header->e_lfanew);
354   if (nt_header == NULL) 
355     {
356       printf ("Failed to find IMAGE_NT_HEADER in %s...bailing.\n", 
357              p_infile->name);
358       exit (1);
359     }
360
361   /* Check the NT header signature ...  */
362   if (nt_header->Signature != IMAGE_NT_SIGNATURE) 
363     {
364       printf ("Invalid IMAGE_NT_SIGNATURE 0x%x in %s...bailing.\n",
365               nt_header->Signature, p_infile->name);
366     }
367
368   /* Flip through the sections for .data and .bss ...  */
369   section = (PIMAGE_SECTION_HEADER) IMAGE_FIRST_SECTION (nt_header);
370   for (i = 0; i < nt_header->FileHeader.NumberOfSections; i++) 
371     {
372 #ifndef DUMP_SEPARATE_SECTION
373       if (!strcmp (section->Name, ".bss")) 
374         {
375           extern int my_ebss;           /* From lastfile.c  */
376
377           ptr = (char *) nt_header->OptionalHeader.ImageBase +
378             section->VirtualAddress;
379           bss_start = ptr;
380           bss_size = (char*)&my_ebss - (char*)bss_start;
381         }
382
383       if (!strcmp (section->Name, ".data")) 
384 #else
385       if (!strcmp (section->Name, "xdata"))
386 #endif
387         {
388           extern char my_edata[];       /* From lastfile.c  */
389
390           /* The .data section.  */
391           data_section = section;
392           ptr = (char *) nt_header->OptionalHeader.ImageBase +
393             section->VirtualAddress;
394           data_start_va = ptr;
395           data_start_file = section->PointerToRawData;
396
397 #ifndef DUMP_SEPARATE_SECTION
398           /* Write only the part of the section that contains emacs data. */
399           data_size = my_edata - data_start_va;
400 #else
401           /* Write back the full section.  */
402           data_size = section->SizeOfRawData;
403
404           /* This code doesn't know how to grow the raw size of a section. */
405           if (section->SizeOfRawData < section->Misc.VirtualSize)
406             {
407               printf ("The emacs data section is smaller than expected"
408                       "...bailing.\n");
409               exit (1);
410             }
411 #endif
412         }
413       section++;
414     }
415
416 #ifndef DUMP_SEPARATE_SECTION
417   if (bss_start == UNINIT_PTR)
418     {
419       /* Starting with MSVC 4.0, the .bss section has been eliminated
420          and appended virtually to the end of the .data section.  Our
421          only hint about where the .bss section starts in the address
422          comes from the SizeOfRawData field in the .data section
423          header.  Unfortunately, this field is only approximate, as it
424          is a rounded number and is typically rounded just beyond the
425          start of the .bss section.  To find the start and size of the
426          .bss section exactly, we have to peek into the map file.  */
427       extern int my_ebss;
428
429       get_bss_info_from_map_file (p_infile, &ptr, &bss_size);
430       bss_start = ptr + nt_header->OptionalHeader.ImageBase
431         + data_section->VirtualAddress;
432       bss_size = (char*)&my_ebss - (char*)bss_start;
433     }
434 #else
435   bss_size = 0;
436 #endif
437 }
438
439
440 /* The dump routines.  */
441
442 #ifdef DEBUG_XEMACS
443 #define DUMP_MSG(x) printf x
444 #else
445 #define DUMP_MSG(x)
446 #endif
447
448 static void
449 copy_executable_and_dump_data_section (file_data *p_infile,
450                                        file_data *p_outfile)
451 {
452   unsigned char *data_file, *data_va;
453   unsigned long size, index;
454
455   /* Get a pointer to where the raw data should go in the executable file.  */
456   data_file = (char *) p_outfile->file_base + data_start_file;
457
458   /* Get a pointer to the raw data in our address space.  */
459   data_va = data_start_va;
460
461   size = (DWORD) data_file - (DWORD) p_outfile->file_base;
462   DUMP_MSG (("Copying executable up to data section...\n"));
463   DUMP_MSG (("\t0x%08x Offset in input file.\n", 0));
464   DUMP_MSG (("\t0x%08x Offset in output file.\n", 0));
465   DUMP_MSG (("\t0x%08x Size in bytes.\n", size));
466   memcpy (p_outfile->file_base, p_infile->file_base, size);
467
468   size = data_size;
469   DUMP_MSG (("Dumping data section...\n"));
470   DUMP_MSG (("\t0x%08x Address in process.\n", data_va));
471   DUMP_MSG (("\t0x%08x Offset in output file.\n", 
472              data_file - p_outfile->file_base));
473   DUMP_MSG (("\t0x%08x Size in bytes.\n", size));
474   memcpy (data_file, data_va, size);
475
476   index = (DWORD) data_file + size - (DWORD) p_outfile->file_base;
477   size = p_infile->size - index;
478   DUMP_MSG (("Copying rest of executable...\n"));
479   DUMP_MSG (("\t0x%08x Offset in input file.\n", index));
480   DUMP_MSG (("\t0x%08x Offset in output file.\n", index));
481   DUMP_MSG (("\t0x%08x Size in bytes.\n", size));
482   memcpy ((char *) p_outfile->file_base + index, 
483           (char *) p_infile->file_base + index, size);
484 }
485
486 static void
487 dump_bss_and_heap (file_data *p_infile, file_data *p_outfile)
488 {
489     unsigned char *heap_data;
490     unsigned long size, index;
491
492     DUMP_MSG (("Dumping heap onto end of executable...\n"));
493
494     index = heap_index_in_executable;
495     size = get_committed_heap_size ();
496     heap_data = get_heap_start ();
497
498     DUMP_MSG (("\t0x%08x Heap start in process.\n", heap_data));
499     DUMP_MSG (("\t0x%08x Heap offset in executable.\n", index));
500     DUMP_MSG (("\t0x%08x Heap size in bytes.\n", size));
501
502     memcpy ((PUCHAR) p_outfile->file_base + index, heap_data, size);
503
504 #ifndef DUMP_SEPARATE_SECTION
505     DUMP_MSG (("Dumping bss onto end of executable...\n"));
506     
507     index += size;
508     size = bss_size;
509
510     DUMP_MSG (("\t0x%08x BSS start in process.\n", bss_start));
511     DUMP_MSG (("\t0x%08x BSS offset in executable.\n", index));
512     DUMP_MSG (("\t0x%08x BSS size in bytes.\n", size));
513     memcpy ((char *) p_outfile->file_base + index, bss_start, size);
514 #endif
515 }
516
517 #undef DUMP_MSG
518
519 /* Reload and remap routines.  */
520
521
522 /* Load the dumped .bss section into the .bss area of our address space.  */
523 /* Already done if the .bss  was part of a separate emacs data section */
524 void
525 read_in_bss (char *filename)
526 {
527 #ifndef DUMP_SEPARATE_SECTION
528   HANDLE file;
529   unsigned long index, n_read;
530
531   file = CreateFile (filename, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL,
532                      OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
533   if (file == INVALID_HANDLE_VALUE)
534     abort ();
535   
536   /* Seek to where the .bss section is tucked away after the heap...  */
537   index = heap_index_in_executable + get_committed_heap_size ();
538   if (SetFilePointer (file, index, NULL, FILE_BEGIN) == 0xFFFFFFFF) 
539     abort ();
540
541   /* Ok, read in the saved .bss section and initialize all 
542      uninitialized variables.  */
543   if (!ReadFile (file, bss_start, bss_size, &n_read, NULL))
544     abort ();
545
546   CloseHandle (file);
547 #endif
548 }
549
550 /* Map the heap dumped into the executable file into our address space.  */
551 void 
552 map_in_heap (char *filename)
553 {
554   HANDLE file;
555   HANDLE file_mapping;
556   void  *file_base;
557   unsigned long size, upper_size, n_read;
558
559   file = CreateFile (filename, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL,
560                      OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
561   if (file == INVALID_HANDLE_VALUE) 
562     abort ();
563
564   size = GetFileSize (file, &upper_size);
565   file_mapping = CreateFileMapping (file, NULL, PAGE_WRITECOPY, 
566                                     0, size, NULL);
567   if (!file_mapping) 
568     abort ();
569
570   size = get_committed_heap_size ();
571   file_base = MapViewOfFileEx (file_mapping, FILE_MAP_COPY, 0, 
572                                heap_index_in_executable, size,
573                                get_heap_start ());
574   if (file_base != 0) 
575     {
576       return;
577     }
578
579   /* If we don't succeed with the mapping, then copy from the 
580      data into the heap.  */
581
582   CloseHandle (file_mapping);
583
584   if (VirtualAlloc (get_heap_start (), get_committed_heap_size (),
585                     MEM_RESERVE | MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE) == NULL)
586     abort ();
587
588   /* Seek to the location of the heap data in the executable.  */
589   if (SetFilePointer (file, heap_index_in_executable,
590                       NULL, FILE_BEGIN) == 0xFFFFFFFF)
591     abort ();
592
593   /* Read in the data.  */
594   if (!ReadFile (file, get_heap_start (), 
595                  get_committed_heap_size (), &n_read, NULL))
596     abort ();
597
598   CloseHandle (file);
599 }