mono/metadata/loader.c

   1 /*
   2  * loader.c: Image Loader
   3  *
   4  * Authors:
   5  *   Paolo Molaro (lupus@ximian.com)
   6  *   Miguel de Icaza (miguel@ximian.com)
   7  *
   8  * (C) 2001 Ximian, Inc.
   9  *
  10  * This file is used by the interpreter and the JIT engine to locate
  11  * assemblies.  Used to load AssemblyRef and later to resolve various
  12  * kinds of `Refs'.
  13  *
  14  * TODO:
  15  *   This should keep track of the assembly versions that we are loading.
  16  *
  17  */
  18 #include <config.h>
  19 #include <glib.h>
  20 #include <gmodule.h>
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <string.h>
  23 #include <mono/metadata/metadata.h>
  24 #include <mono/metadata/image.h>
  25 #include <mono/metadata/assembly.h>
  26 #include <mono/metadata/tokentype.h>
  27 #include <mono/metadata/cil-coff.h>
  28 #include <mono/metadata/tabledefs.h>
  29 #include <mono/metadata/loader.h>
  30 #include <mono/metadata/class.h>
  31
  32 MonoDefaults mono_defaults;
  33
  34 static char *dll_map[] = {
  35         "libc", "libc.so.6",
  36         "libm", "libm.so.6",
  37         "cygwin1.dll", "libc.so.6",
  38         NULL, NULL
  39 };
  40
  41 static const char *
  42 mono_map_dll (const char *name)
  43 {
  44         int i = 0;
  45
  46         while (dll_map [i]) {
  47                 if (!strcmp (dll_map [i], name))
  48                         return  dll_map [i + 1];
  49                 i += 2;
  50         }
  51
  52         return name;
  53 }
  54
  55 void
  56 mono_init ()
  57 {
  58         static gboolean initialized = FALSE;
  59         MonoAssembly *ass;
  60         enum MonoImageOpenStatus status = MONO_IMAGE_OK;
  61
  62         if (initialized)
  63                 return;
  64
  65         /* find the corlib */
  66         ass = mono_assembly_open (CORLIB_NAME, NULL, &status);
  67         g_assert (status == MONO_IMAGE_OK);
  68         g_assert (ass != NULL);
  69         mono_defaults.corlib = ass->image;
  70
  71         mono_defaults.object_class = mono_class_from_name (
  72                 mono_defaults.corlib, "System", "Object");
  73         g_assert (mono_defaults.object_class != 0);
  74
  75         mono_defaults.boolean_class = mono_class_from_name (
  76                 mono_defaults.corlib, "System", "Boolean");
  77         g_assert (mono_defaults.boolean_class != 0);
  78
  79         mono_defaults.byte_class = mono_class_from_name (
  80                 mono_defaults.corlib, "System", "Byte");
  81         g_assert (mono_defaults.byte_class != 0);
  82
  83         mono_defaults.sbyte_class = mono_class_from_name (
  84                 mono_defaults.corlib, "System", "SByte");
  85         g_assert (mono_defaults.sbyte_class != 0);
  86
  87         mono_defaults.int16_class = mono_class_from_name (
  88                 mono_defaults.corlib, "System", "Int16");
  89         g_assert (mono_defaults.int16_class != 0);
  90
  91         mono_defaults.uint16_class = mono_class_from_name (
  92                 mono_defaults.corlib, "System", "UInt16");
  93         g_assert (mono_defaults.uint16_class != 0);
  94
  95         mono_defaults.int32_class = mono_class_from_name (
  96                 mono_defaults.corlib, "System", "Int32");
  97         g_assert (mono_defaults.int32_class != 0);
  98
  99         mono_defaults.uint32_class = mono_class_from_name (
 100                 mono_defaults.corlib, "System", "UInt32");
 101         g_assert (mono_defaults.uint32_class != 0);
 102
 103         mono_defaults.uint_class = mono_class_from_name (
 104                 mono_defaults.corlib, "System", "UIntPtr");
 105         g_assert (mono_defaults.uint_class != 0);
 106
 107         mono_defaults.int_class = mono_class_from_name (
 108                 mono_defaults.corlib, "System", "IntPtr");
 109         g_assert (mono_defaults.int_class != 0);
 110
 111         mono_defaults.int64_class = mono_class_from_name (
 112                 mono_defaults.corlib, "System", "Int64");
 113         g_assert (mono_defaults.int64_class != 0);
 114
 115         mono_defaults.uint64_class = mono_class_from_name (
 116                 mono_defaults.corlib, "System", "UInt64");
 117         g_assert (mono_defaults.uint64_class != 0);
 118
 119         mono_defaults.single_class = mono_class_from_name (
 120                 mono_defaults.corlib, "System", "Single");
 121         g_assert (mono_defaults.single_class != 0);
 122
 123         mono_defaults.double_class = mono_class_from_name (
 124                 mono_defaults.corlib, "System", "Double");
 125         g_assert (mono_defaults.double_class != 0);
 126
 127         mono_defaults.char_class = mono_class_from_name (
 128                 mono_defaults.corlib, "System", "Char");
 129         g_assert (mono_defaults.char_class != 0);
 130
 131         mono_defaults.string_class = mono_class_from_name (
 132                 mono_defaults.corlib, "System", "String");
 133         g_assert (mono_defaults.string_class != 0);
 134
 135         mono_defaults.enum_class = mono_class_from_name (
 136                 mono_defaults.corlib, "System", "Enum");
 137         g_assert (mono_defaults.enum_class != 0);
 138
 139         mono_defaults.array_class = mono_class_from_name (
 140                 mono_defaults.corlib, "System", "Array");
 141         g_assert (mono_defaults.array_class != 0);
 142 }
 143
 144 static GHashTable *icall_hash = NULL;
 145
 146 void
 147 mono_add_internal_call (const char *name, gpointer method)
 148 {
 149         if (!icall_hash)
 150                 icall_hash = g_hash_table_new (g_str_hash , g_str_equal);
 151
 152         g_hash_table_insert (icall_hash, g_strdup (name), method);
 153 }
 154
 155 gpointer
 156 mono_lookup_internal_call (const char *name)
 157 {
 158         gpointer res;
 159
 160         if (!icall_hash) {
 161                 g_warning ("icall_hash not initialized");
 162                 g_assert_not_reached ();
 163         }
 164
 165         if (!(res = g_hash_table_lookup (icall_hash, name))) {
 166                 g_warning ("cant resolve internal call to \"%s\"", name);
 167                 g_assert_not_reached ();
 168         }
 169
 170         return res;
 171 }
 172
 173 static MonoMethod *
 174 method_from_memberref (MonoImage *image, guint32 index)
 175 {
 176         MonoImage *mimage;
 177         MonoClass *klass;
 178         MonoTableInfo *tables = image->tables;
 179         guint32 cols[6];
 180         guint32 nindex, class, i;
 181         const char *mname, *name, *nspace;
 182         MonoMethodSignature *sig;
 183         const char *ptr;
 184
 185         mono_metadata_decode_row (&tables [MONO_TABLE_MEMBERREF], index-1, cols, 3);
 186         nindex = cols [MONO_MEMBERREF_CLASS] >> MEMBERREF_PARENT_BITS;
 187         class = cols [MONO_MEMBERREF_CLASS] & MEMBERREF_PARENT_MASK;
 188         /*g_print ("methodref: 0x%x 0x%x %s\n", class, nindex,
 189                 mono_metadata_string_heap (m, cols [MONO_MEMBERREF_NAME]));*/
 190
 191         mname = mono_metadata_string_heap (image, cols [MONO_MEMBERREF_NAME]);
 192
 193         ptr = mono_metadata_blob_heap (image, cols [MONO_MEMBERREF_SIGNATURE]);
 194         mono_metadata_decode_blob_size (ptr, &ptr);
 195         sig = mono_metadata_parse_method_signature (image, 0, ptr, NULL);
 196
 197         switch (class) {
 198         case MEMBERREF_PARENT_TYPEREF: {
 199                 guint32 scopeindex, scopetable;
 200
 201                 mono_metadata_decode_row (&tables [MONO_TABLE_TYPEREF], nindex-1, cols, MONO_TYPEREF_SIZE);
 202                 scopeindex = cols [MONO_TYPEREF_SCOPE] >> RESOLTION_SCOPE_BITS;
 203                 scopetable = cols [MONO_TYPEREF_SCOPE] & RESOLTION_SCOPE_MASK;
 204                 /*g_print ("typeref: 0x%x 0x%x %s.%s\n", scopetable, scopeindex,
 205                         mono_metadata_string_heap (m, cols [MONO_TYPEREF_NAMESPACE]),
 206                         mono_metadata_string_heap (m, cols [MONO_TYPEREF_NAME]));*/
 207                 switch (scopetable) {
 208                 case RESOLTION_SCOPE_ASSEMBLYREF:
 209                         /*
 210                          * To find the method we have the following info:
 211                          * *) name and namespace of the class from the TYPEREF table
 212                          * *) name and signature of the method from the MEMBERREF table
 213                          */
 214                         nspace = mono_metadata_string_heap (image, cols [MONO_TYPEREF_NAMESPACE]);
 215                         name = mono_metadata_string_heap (image, cols [MONO_TYPEREF_NAME]);
 216
 217                         /* this will triggered by references to mscorlib */
 218                         if (image->references [scopeindex-1] == NULL)
 219                                 g_error ("Reference to mscorlib? Probably need to implement %s.%s::%s in corlib", nspace, name, mname);
 220
 221                         mimage = image->references [scopeindex-1]->image;
 222
 223                         klass = mono_class_from_name (mimage, nspace, name);
 224                         mono_class_metadata_init (klass);
 225
 226                         /* mostly dumb search for now */
 227                         for (i = 0; i < klass->method.count; ++i) {
 228                                 MonoMethod *m = klass->methods [i];
 229                                 if (!strcmp (mname, m->name)) {
 230                                         if (mono_metadata_signature_equal (sig, m->signature)) {
 231                                                 mono_metadata_free_method_signature (sig);
 232                                                 return m;
 233                                         }
 234                                 }
 235                         }
 236                         g_warning ("can't find method %s.%s::%s", nspace, name, mname);
 237                         g_assert_not_reached ();
 238                         break;
 239                 default:
 240                         g_assert_not_reached ();
 241                 }
 242                 break;
 243         }
 244         case MEMBERREF_PARENT_TYPESPEC: {
 245                 guint32 bcols [MONO_TYPESPEC_SIZE];
 246                 guint32 len;
 247                 MonoType *type;
 248                 MonoMethod *result;
 249
 250                 mono_metadata_decode_row (&tables [MONO_TABLE_TYPESPEC], nindex - 1,
 251                                           bcols, MONO_TYPESPEC_SIZE);
 252                 ptr = mono_metadata_blob_heap (image, bcols [MONO_TYPESPEC_SIGNATURE]);
 253                 len = mono_metadata_decode_value (ptr, &ptr);
 254                 type = mono_metadata_parse_type (image, MONO_PARSE_TYPE, 0, ptr, &ptr);
 255
 256                 if (type->type != MONO_TYPE_ARRAY)
 257                         g_assert_not_reached ();
 258
 259                 result = (MonoMethod *)g_new0 (MonoMethod, 1);
 260                 result->klass = mono_defaults.array_class;
 261                 result->iflags = METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL;
 262                 result->signature = sig;
 263
 264                 if (!strcmp (mname, ".ctor")) {
 265                         g_assert (sig->hasthis);
 266                         if (type->data.array->rank == sig->param_count) {
 267                                 result->addr = mono_lookup_internal_call ("__array_ctor");
 268                                 return result;
 269                         } else if ((type->data.array->rank * 2) == sig->param_count) {
 270                                 result->addr = mono_lookup_internal_call ("__array_bound_ctor");
 271                                 return result;
 272                         } else
 273                                 g_assert_not_reached ();
 274                 }
 275
 276                 if (!strcmp (mname, "Set")) {
 277                         g_assert (sig->hasthis);
 278                         g_assert (type->data.array->rank + 1 == sig->param_count);
 279
 280                         result->addr = mono_lookup_internal_call ("__array_Set");
 281                         return result;
 282                 }
 283
 284                 if (!strcmp (mname, "Get")) {
 285                         g_assert (sig->hasthis);
 286                         g_assert (type->data.array->rank == sig->param_count);
 287
 288                         result->addr = mono_lookup_internal_call ("__array_Get");
 289                         return result;
 290                 }
 291
 292                 g_assert_not_reached ();
 293                 break;
 294         }
 295         default:
 296                 g_assert_not_reached ();
 297         }
 298
 299         return NULL;
 300 }
 301
 302 static ffi_type *
 303 ves_map_ffi_type (MonoType *type)
 304 {
 305         ffi_type *rettype;
 306
 307         switch (type->type) {
 308         case MONO_TYPE_I1:
 309                 rettype = &ffi_type_sint8;
 310                 break;
 311         case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 312         case MONO_TYPE_U1:
 313                 rettype = &ffi_type_uint8;
 314                 break;
 315         case MONO_TYPE_I2:
 316                 rettype = &ffi_type_sint16;
 317                 break;
 318         case MONO_TYPE_U2:
 319         case MONO_TYPE_CHAR:
 320                 rettype = &ffi_type_uint16;
 321                 break;
 322         case MONO_TYPE_I4:
 323                 rettype = &ffi_type_sint32;
 324                 break;
 325         case MONO_TYPE_U4:
 326                 rettype = &ffi_type_sint32;
 327                 break;
 328         case MONO_TYPE_I:
 329                 rettype = &ffi_type_sint;
 330                 break;
 331         case MONO_TYPE_U:
 332                 rettype = &ffi_type_sint;
 333                 break;
 334         case MONO_TYPE_I8:
 335                 rettype = &ffi_type_sint64;
 336                 break;
 337         case MONO_TYPE_PTR:
 338                 rettype = &ffi_type_pointer;
 339                 break;
 340         case MONO_TYPE_R4:
 341                 rettype = &ffi_type_float;
 342                 break;
 343         case MONO_TYPE_R8:
 344                 rettype = &ffi_type_double;
 345                 break;
 346         case MONO_TYPE_STRING:
 347                 rettype = &ffi_type_pointer;
 348                 break;
 349         case MONO_TYPE_VOID:
 350                 rettype = &ffi_type_void;
 351                 break;
 352         default:
 353                 g_warning ("not implemented 0x%02x", type->type);
 354                 g_assert_not_reached ();
 355         }
 356
 357         return rettype;
 358 }
 359
 360 static void
 361 fill_pinvoke_info (MonoImage *image, MonoMethodPInvoke *piinfo, int index)
 362 {
 363         MonoMethod *mh = &piinfo->method;
 364         MonoTableInfo *tables = image->tables;
 365         MonoTableInfo *im = &tables [MONO_TABLE_IMPLMAP];
 366         MonoTableInfo *mr = &tables [MONO_TABLE_MODULEREF];
 367         guint32 im_cols [4];
 368         guint32 mr_cols [1];
 369         const char *import = NULL;
 370         const char *scope = NULL;
 371         char *full_name;
 372         GModule *gmodule;
 373         ffi_type **args, *rettype;
 374         int i, acount;
 375
 376         for (i = 0; i < im->rows; i++) {
 377
 378                 mono_metadata_decode_row (im, i, im_cols, 4);
 379
 380                 if ((im_cols[1] >> 1) == index + 1) {
 381
 382                         import = mono_metadata_string_heap (image, im_cols [2]);
 383
 384                         mono_metadata_decode_row (mr, im_cols [3] - 1, mr_cols,
 385                                                   1);
 386
 387                         scope = mono_metadata_string_heap (image, mr_cols [0]);
 388                 }
 389         }
 390
 391         g_assert (import && scope);
 392
 393         scope = mono_map_dll (scope);
 394         full_name = g_module_build_path (NULL, scope);
 395         gmodule = g_module_open (full_name, G_MODULE_BIND_LAZY);
 396
 397         if (!gmodule)
 398                 g_error ("Failed to load library %s (%s)", full_name, scope);
 399         g_free (full_name);
 400
 401         piinfo->cif = g_new (ffi_cif , 1);
 402         piinfo->piflags = im_cols [0];
 403
 404         g_module_symbol (gmodule, import, &mh->addr);
 405
 406         g_assert (mh->addr);
 407
 408         acount = mh->signature->param_count;
 409
 410         args = g_new (ffi_type *, acount);
 411
 412         for (i = 0; i < acount; i++)
 413                 args[i] = ves_map_ffi_type (mh->signature->params [i]);
 414
 415         rettype = ves_map_ffi_type (mh->signature->ret);
 416
 417         if (!ffi_prep_cif (piinfo->cif, FFI_DEFAULT_ABI, acount, rettype,
 418                            args) == FFI_OK) {
 419                 g_warning ("prepare pinvoke failed");
 420                 g_assert_not_reached ();
 421         }
 422 }
 423
 424 MonoMethod *
 425 mono_get_method (MonoImage *image, guint32 token, MonoClass *klass)
 426 {
 427         MonoMethod *result;
 428         int table = mono_metadata_token_table (token);
 429         int index = mono_metadata_token_index (token);
 430         MonoTableInfo *tables = image->tables;
 431         const char *loc, *sig = NULL;
 432         char *name;
 433         int size;
 434         guint32 cols [MONO_TYPEDEF_SIZE];
 435
 436         if (table == MONO_TABLE_METHOD && (result = g_hash_table_lookup (image->method_cache, GINT_TO_POINTER (token))))
 437                         return result;
 438
 439         if (table != MONO_TABLE_METHOD) {
 440                 g_assert (table == MONO_TABLE_MEMBERREF);
 441                 return method_from_memberref (image, index);
 442         }
 443
 444         mono_metadata_decode_row (&tables [table], index - 1, cols, 6);
 445
 446         if (cols [1] & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL) {
 447                 MonoTableInfo *t = &image->tables [MONO_TABLE_TYPEDEF];
 448                 MonoAssembly *corlib;
 449                 guint32 tdef;
 450                 guint32 tdcols [MONO_TYPEDEF_SIZE];
 451
 452                 tdef = mono_metadata_typedef_from_method (image, index - 1) - 1;
 453
 454                 mono_metadata_decode_row (t, tdef, tdcols, MONO_TYPEDEF_SIZE);
 455
 456                 name = g_strconcat (mono_metadata_string_heap (image, tdcols [MONO_TYPEDEF_NAMESPACE]), ".",
 457                                     mono_metadata_string_heap (image, tdcols [MONO_TYPEDEF_NAME]), "::",
 458                                     mono_metadata_string_heap (image, cols [MONO_METHOD_NAME]), NULL);
 459
 460                 corlib = mono_assembly_open (CORLIB_NAME, NULL, NULL);
 461
 462                 /* all internal calls must be inside corlib */
 463                 g_assert (corlib->image == image);
 464
 465                 result = (MonoMethod *)g_new0 (MonoMethod, 1);
 466
 467                 result->addr = mono_lookup_internal_call (name);
 468
 469                 g_free (name);
 470
 471                 g_assert (result->addr != NULL);
 472
 473         } else if (cols [2] & METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL) {
 474
 475                 result = (MonoMethod *)g_new0 (MonoMethodPInvoke, 1);
 476         } else {
 477
 478                 result = (MonoMethod *)g_new0 (MonoMethodNormal, 1);
 479         }
 480
 481         result->klass = klass;
 482         result->flags = cols [2];
 483         result->iflags = cols [1];
 484         result->name = mono_metadata_string_heap (image, cols [3]);
 485
 486         if (!sig) /* already taken from the methodref */
 487                 sig = mono_metadata_blob_heap (image, cols [4]);
 488         size = mono_metadata_decode_blob_size (sig, &sig);
 489         result->signature = mono_metadata_parse_method_signature (image, 0, sig, NULL);
 490
 491         if (!result->klass) {
 492                 guint32 type = mono_metadata_typedef_from_method (image, token);
 493                 result->klass = mono_class_get (image, MONO_TOKEN_TYPE_DEF | type);
 494         }
 495
 496         if (result->flags & METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL) {
 497                 fill_pinvoke_info (image, (MonoMethodPInvoke *)result,
 498                                    index - 1);
 499         } else if (!(result->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL)) {
 500                 /* if this is a methodref from another module/assembly, this fails */
 501                 loc = mono_cli_rva_map ((MonoCLIImageInfo *)image->image_info, cols [0]);
 502
 503                 if (!result->klass->dummy && !(result->flags & METHOD_ATTRIBUTE_ABSTRACT)) {
 504                         g_assert (loc);
 505                         ((MonoMethodNormal *)result)->header = mono_metadata_parse_mh (image, loc);
 506                 }
 507         }
 508
 509         g_hash_table_insert (image->method_cache, GINT_TO_POINTER (token), result);
 510
 511         return result;
 512 }
 513
 514 void
 515 mono_free_method  (MonoMethod *method)
 516 {
 517         mono_metadata_free_method_signature (method->signature);
 518         if (method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL) {
 519                 MonoMethodPInvoke *piinfo = (MonoMethodPInvoke *)method;
 520                 g_free (piinfo->cif->arg_types);
 521                 g_free (piinfo->cif);
 522         } else if (!(method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL)) {
 523                 mono_metadata_free_mh (((MonoMethodNormal *)method)->header);
 524         }
 525
 526         g_free (method);
 527 }
 528