mono/metadata/monodiet.c

   1 /*
   2  * monodiet.c: an IL code garbage collector
   3  *
   4  * Author:
   5  *        Paolo Molaro (lupus@ximian.com)
   6  *
   7  * (C) 2004 Novell, Inc.
   8  */
   9
  10 #include <glib.h>
  11 #include <string.h>
  12 #include "mono/metadata/class-internals.h"
  13 #include "mono/metadata/assembly.h"
  14 #include "mono/metadata/tokentype.h"
  15 #include "mono/metadata/opcodes.h"
  16 #include "mono/metadata/tabledefs.h"
  17 #include "mono/metadata/mono-endian.h"
  18 #include "mono/metadata/appdomain.h" /* mono_init */
  19 #include "mono/metadata/debug-helpers.h"
  20
  21 /*
  22 TODO:
  23 *) handle proprties, events in a smart way.
  24 *) add option that takes a directory and outputs the il files and recompiles automatically
  25 */
  26 static GHashTable *type_table;
  27 static GHashTable *method_table;
  28 static GHashTable *field_table;
  29 static GHashTable *image_table;
  30 static GList *virtual_methods;
  31 static int verbose = 0;
  32 static int force_enums = 0;
  33 static FILE *outf = NULL;
  34
  35 enum {
  36         TYPE_BASIC = 1 << 0,
  37         TYPE_FIELDS = 1 << 1,
  38         TYPE_METHODS = 1 << 2,
  39         TYPE_PROPERTIES = 1 << 3,
  40         TYPE_EVENTS = 1 << 4,
  41         TYPE_ALL = TYPE_BASIC | TYPE_FIELDS | TYPE_METHODS | TYPE_PROPERTIES | TYPE_EVENTS
  42 };
  43
  44 static void handle_cattrs (MonoCustomAttrInfo* cattrs);
  45
  46 static void
  47 add_type (MonoClass* klass)
  48 {
  49         gpointer val = NULL, oldkey = NULL;
  50         if (g_hash_table_lookup_extended (type_table, klass, &oldkey, &val))
  51                 return;
  52         g_hash_table_insert (type_table, klass, NULL);
  53         g_hash_table_insert (image_table, klass->image, NULL);
  54 }
  55
  56 static void
  57 add_types_from_signature (MonoMethodSignature *sig)
  58 {
  59         MonoClass *klass;
  60         int i;
  61         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i) {
  62                 klass = mono_class_from_mono_type (sig->params [i]);
  63                 add_type (klass);
  64         }
  65         klass = mono_class_from_mono_type (sig->ret);
  66         add_type (klass);
  67 }
  68
  69 static void
  70 add_field (MonoClassField *field) {
  71         MonoClass *k;
  72         MonoCustomAttrInfo* cattrs;
  73         gpointer val = NULL, oldkey = NULL;
  74
  75         if (g_hash_table_lookup_extended (field_table, field, &oldkey, &val))
  76                 return;
  77         g_hash_table_insert (field_table, field, NULL);
  78         add_type (field->parent);
  79         k = mono_class_from_mono_type (field->type);
  80         add_type (k);
  81         cattrs = mono_custom_attrs_from_field (field->parent, field);
  82         handle_cattrs (cattrs);
  83 }
  84
  85 static void
  86 add_types_from_method (MonoMethod *method) {
  87         const MonoOpcode *opcode;
  88         MonoMethodHeader *header;
  89         const unsigned char *ip, *il_code_end;
  90         gpointer val = NULL, oldkey = NULL;
  91         int i, n;
  92         guint32 token;
  93         MonoClass *klass;
  94         MonoClassField *field;
  95         MonoCustomAttrInfo* cattrs;
  96         MonoType** locals;
  97         gpointer exc_iter;
  98         MonoExceptionClause clause;
  99
 100         if (g_hash_table_lookup_extended (method_table, method, &oldkey, &val))
 101                 return;
 102         g_hash_table_insert (method_table, method, NULL);
 103
 104         g_assert (method->klass);
 105
 106         if (verbose > 1)
 107                 g_print ("#processing method: %s\n", mono_method_full_name (method, TRUE));
 108         mono_class_init (method->klass);
 109         cattrs = mono_custom_attrs_from_method (method);
 110         handle_cattrs (cattrs);
 111         add_type (method->klass);
 112         add_types_from_signature (mono_method_signature (method));
 113         for (i = 0; i < mono_method_signature (method)->param_count + 1; ++i) {
 114                 cattrs = mono_custom_attrs_from_param (method, i);
 115                 handle_cattrs (cattrs);
 116         }
 117
 118         if (method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_VIRTUAL)
 119                 virtual_methods = g_list_prepend (virtual_methods, method);
 120
 121         /* if no IL code to parse, return */
 122         if (method->iflags & (METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL | METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_RUNTIME))
 123                 return;
 124         if (method->flags & (METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL | METHOD_ATTRIBUTE_ABSTRACT))
 125                 return;
 126
 127         header = mono_method_get_header (method);
 128
 129         locals = mono_method_header_get_locals (header, &n, NULL);
 130         for (i = 0; i < n; ++i) {
 131                 klass = mono_class_from_mono_type (locals [i]);
 132                 add_type (klass);
 133         }
 134         for (exc_iter = NULL; mono_method_header_get_clauses (header, method, &exc_iter, &clause);) {
 135                 if (clause.flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE)
 136                         add_type (clause.data.catch_class);
 137         }
 138
 139         ip = mono_method_header_get_code (header, &n, NULL);
 140         il_code_end = ip + n;
 141
 142         while (ip < il_code_end) {
 143                 if (verbose > 2)
 144                         g_print ("#%s", mono_disasm_code_one (NULL, method, ip, NULL));
 145                 if (*ip == 0xfe) {
 146                         ++ip;
 147                         i = *ip + 256;
 148                 } else {
 149                         i = *ip;
 150                 }
 151
 152                 opcode = &mono_opcodes [i];
 153
 154                 switch (opcode->argument) {
 155                 case MonoInlineNone:
 156                         ip++;
 157                         break;
 158                 case MonoInlineType:
 159                         token = read32 (ip + 1);
 160                         add_type (mono_class_get (method->klass->image, token));
 161                         ip += 5;
 162                         break;
 163                 case MonoInlineField: {
 164                         token = read32 (ip + 1);
 165                         field = mono_field_from_token (method->klass->image, token, &klass, NULL);
 166                         add_field (field);
 167                         add_type (klass);
 168                         ip += 5;
 169                         break;
 170                 }
 171                 case MonoInlineTok:
 172                 case MonoInlineSig:
 173                         /* FIXME */
 174                 case MonoInlineString:
 175                 case MonoShortInlineR:
 176                 case MonoInlineBrTarget:
 177                 case MonoInlineI:
 178                         ip += 5;
 179                         break;
 180                 case MonoInlineVar:
 181                         ip += 3;
 182                         break;
 183                 case MonoShortInlineVar:
 184                 case MonoShortInlineI:
 185                 case MonoShortInlineBrTarget:
 186                         ip += 2;
 187                         break;
 188                 case MonoInlineSwitch:
 189                         ++ip;
 190                         n = read32 (ip);
 191                         ip += 4;
 192                         ip += 4 * n;
 193                         break;
 194                 case MonoInlineI8:
 195                 case MonoInlineR:
 196                         ip += 9;
 197                         break;
 198                 case MonoInlineMethod:
 199                         {
 200                                 MonoMethod *cm = mono_get_method (method->klass->image, read32 (ip + 1), NULL);
 201                                 add_type (cm->klass);
 202                                 add_types_from_method (cm);
 203                         }
 204                         ip += 5;
 205                         break;
 206                 default:
 207                         g_assert_not_reached ();
 208                 }
 209         }
 210 }
 211
 212 static void
 213 handle_cattrs (MonoCustomAttrInfo* cattrs)
 214 {
 215         int i;
 216         if (!cattrs)
 217                 return;
 218         for (i = 0; i < cattrs->num_attrs; ++i) {
 219                 add_types_from_method (cattrs->attrs [i].ctor);
 220         }
 221 }
 222
 223 static void
 224 handle_type (MonoClass *klass, guint32 flags)
 225 {
 226         int i;
 227         guint32 missing;
 228         MonoCustomAttrInfo* cattrs;
 229         gpointer val = NULL, oldkey = NULL;
 230         MonoProperty* prop;
 231         MonoEvent* event;
 232         MonoMethod* method;
 233         MonoClassField* field;
 234         gpointer iter;
 235
 236         if (g_hash_table_lookup_extended (type_table, klass, &oldkey, &val)) {
 237                 missing = flags & ~(GPOINTER_TO_UINT (val));
 238         } else {
 239                 missing = flags;
 240         }
 241         if (!missing)
 242                 return;
 243         g_hash_table_insert (type_table, klass, GUINT_TO_POINTER (missing));
 244         if (verbose)
 245                 g_print ("#processing klass: %s.%s\n", klass->name_space, klass->name);
 246         mono_class_init (klass);
 247         if (klass->parent)
 248                 add_type (klass->parent);
 249         if (klass->nested_in)
 250                 add_type (klass->nested_in);
 251         iter = NULL;
 252         while ((method = mono_class_get_methods (klass, &iter))) {
 253                 if ((missing & TYPE_METHODS) || strcmp (method->name, ".cctor") == 0)
 254                         add_types_from_method (method);
 255         }
 256         if (klass->enumtype) {
 257                 add_field (mono_class_get_field_from_name (klass, "value__"));
 258         }
 259         if (force_enums || (missing & TYPE_FIELDS)) {
 260                 iter = NULL;
 261                 while ((field = mono_class_get_fields (klass, &iter)))
 262                         add_field (field);
 263         }
 264         iter = NULL;
 265         while ((prop = mono_class_get_properties (klass, &iter))) {
 266                 cattrs = mono_custom_attrs_from_property (klass, prop);
 267                 handle_cattrs (cattrs);
 268         }
 269         iter = NULL;
 270         while ((event = mono_class_get_events (klass, &iter))) {
 271                 cattrs = mono_custom_attrs_from_event (klass, event);
 272                 handle_cattrs (cattrs);
 273         }
 274         for (i = 0; i < klass->interface_count; ++i)
 275                 add_type (klass->interfaces [i]);
 276         cattrs = mono_custom_attrs_from_class (klass);
 277         handle_cattrs (cattrs);
 278 }
 279
 280 static void
 281 process_image (MonoImage *image, gboolean all) {
 282         int i;
 283         const MonoTableInfo *t;
 284         MonoClass *klass;
 285         MonoMethod *entry;
 286         guint32 eptoken;
 287
 288         if (verbose)
 289                 g_print ("#processing image: %s\n", mono_image_get_name (image));
 290         eptoken =  mono_image_get_entry_point (image);
 291         if (eptoken) {
 292                 entry = mono_get_method (image, eptoken, NULL);
 293                 add_types_from_method (entry);
 294         }
 295         /* we always add the <Module> type */
 296         klass = mono_class_get (image, MONO_TOKEN_TYPE_DEF | 1);
 297         handle_type (klass, all? TYPE_ALL: TYPE_BASIC);
 298         if (all) {
 299                 t = mono_image_get_table_info (image, MONO_TABLE_TYPEDEF);
 300                 for (i = 1; i < mono_table_info_get_rows (t); ++i) {
 301                         klass = mono_class_get (image, MONO_TOKEN_TYPE_DEF | (i + 1));
 302                         handle_type (klass, all? TYPE_ALL: TYPE_BASIC);
 303                 }
 304         }
 305 }
 306
 307 static void
 308 process_assembly (MonoAssembly *assembly, gboolean all) {
 309         MonoCustomAttrInfo* cattrs;
 310         process_image (mono_assembly_get_image (assembly), all);
 311         cattrs = mono_custom_attrs_from_assembly (assembly);
 312         handle_cattrs (cattrs);
 313 }
 314
 315 static GList *worklist = NULL;
 316
 317 static void
 318 collect_type (const gpointer key, const gpointer val, gpointer user_data)
 319 {
 320         MonoClass *klass = key;
 321         if (klass->rank || klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_PTR)
 322                 return;
 323         worklist = g_list_prepend (worklist, key);
 324 }
 325
 326 static void
 327 check_vmethods (MonoClass *klass, MonoMethod *method)
 328 {
 329         MonoMethod **vtable;
 330         if (method->klass == klass)
 331                 return;
 332         mono_class_init (klass);
 333         mono_class_init (method->klass);
 334         vtable = klass->vtable;
 335         /* iface */
 336         if (!vtable)
 337                 return;
 338         if (method->klass->flags & TYPE_ATTRIBUTE_INTERFACE) {
 339                 if (MONO_CLASS_IMPLEMENTS_INTERFACE (klass, method->klass->interface_id)) {
 340                         int iface_offset = mono_class_interface_offset (klass, method->klass);
 341                         g_assert (method->slot != -1);
 342                         if (vtable [iface_offset + method->slot])
 343                                 add_types_from_method (vtable [iface_offset + method->slot]);
 344                 }
 345         } else {
 346                 if (mono_class_has_parent (klass, method->klass)) {
 347                         g_assert (method->slot != -1);
 348                         if (vtable [method->slot])
 349                                 add_types_from_method (vtable [method->slot]);
 350                 }
 351         }
 352 }
 353
 354 static void
 355 process_images (void) {
 356         int old_count, new_count;
 357         GList *item, *vmethod;
 358         new_count = g_hash_table_size (type_table);
 359         new_count += g_hash_table_size (method_table);
 360         new_count += g_hash_table_size (field_table);
 361         do {
 362                 old_count = new_count;
 363                 if (verbose)
 364                         g_print ("#processing type table: %d\n", old_count);
 365                 g_list_free (worklist);
 366                 worklist = NULL;
 367                 g_hash_table_foreach (type_table, collect_type, NULL);
 368                 for (item = worklist; item; item = item->next) {
 369                         for (vmethod = virtual_methods; vmethod; vmethod = vmethod->next) {
 370                                 check_vmethods (item->data, vmethod->data);
 371                         }
 372                 }
 373                 g_list_free (worklist);
 374                 worklist = NULL;
 375                 g_hash_table_foreach (type_table, collect_type, NULL);
 376                 for (item = worklist; item; item = item->next) {
 377                         handle_type (item->data, TYPE_BASIC);
 378                 }
 379                 new_count = g_hash_table_size (type_table);
 380                 new_count += g_hash_table_size (method_table);
 381                 new_count += g_hash_table_size (field_table);
 382         } while (old_count != new_count);
 383 }
 384
 385 static void
 386 foreach_method (const gpointer key, const gpointer val, gpointer user_data)
 387 {
 388         MonoMethod *method = key;
 389         MonoClass *klass = user_data;
 390         if (method->klass != klass)
 391                 return;
 392         /* FIXME: ensure it's the correct token */
 393         fprintf (outf, "M:0x%x\n", mono_metadata_token_index (method->token));
 394 }
 395
 396 static void
 397 foreach_field (const gpointer key, const gpointer val, gpointer user_data)
 398 {
 399         MonoClassField *field = key;
 400         MonoClass *klass = user_data;
 401         int idx;
 402         if (field->parent != klass)
 403                 return;
 404         idx = mono_metadata_token_index (mono_class_get_field_token (field));
 405         fprintf (outf, "F:0x%x\n", idx);
 406 }
 407
 408 static void
 409 foreach_type (const gpointer key, const gpointer val, gpointer user_data)
 410 {
 411         MonoClass *klass = key;
 412         MonoImage *image = user_data;
 413         if (klass->image != image)
 414                 return;
 415         if (klass->rank || klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_PTR)
 416                 return;
 417         fprintf (outf, "T:0x%x\n", mono_metadata_token_index (klass->type_token));
 418         g_hash_table_foreach (method_table, foreach_method, klass);
 419         g_hash_table_foreach (field_table, foreach_field, klass);
 420 }
 421
 422 static void
 423 foreach_image (const gpointer key, const gpointer val, gpointer user_data)
 424 {
 425         MonoImage *image = key;
 426         const char* aname;
 427         aname = mono_image_get_name (image);
 428         /* later print the guid as well to prevent mismatches */
 429         fprintf (outf, "[%s]\n", aname);
 430         g_hash_table_foreach (type_table, foreach_type, image);
 431 }
 432
 433 static void
 434 dump_images (const char *filename)
 435 {
 436         if (filename) {
 437                 FILE* f = fopen (filename, "w");
 438                 if (!f)
 439                         g_error ("cannot write to file '%s'\n", filename);
 440                 else
 441                         outf = f;
 442         } else {
 443                 outf = stdout;
 444         }
 445         g_hash_table_foreach (image_table, foreach_image, NULL);
 446         if (filename)
 447                 fclose (outf);
 448 }
 449
 450 static void
 451 usage (int code) {
 452         printf ("monodiet 0.1 Copyright (c) 2004 Novell, Inc\n");
 453         printf ("List the metadata elements used by the named assemblies.\n");
 454         printf ("Usage: monodiet [options] assembly [assembly2 ...]\n\n");
 455         printf ("Options:\n");
 456         printf ("\t-v           increase verbose level\n");
 457         printf ("\t-h           show help screen\n");
 458         printf ("\t-e           force inclusion of enum members\n");
 459         printf ("\t-o FILENAME  output the result to filename\n");
 460         printf ("\t-a FILENAME  add metadata elements from description in filename\n");
 461         printf ("\t-F ASSEMBLY  force add all metadata elements from assembly\n");
 462         exit (code);
 463 }
 464
 465 static MonoImage*
 466 find_image (char *name)
 467 {
 468         return mono_image_loaded (name);
 469 }
 470
 471 static MonoClass*
 472 find_class (MonoImage *image, char *name)
 473 {
 474         char *p = strrchr (name, '.');
 475         if (p) {
 476                 *p = 0;
 477                 return mono_class_from_name (image, name, p + 1);
 478         }
 479         return mono_class_from_name (image, "", name);
 480 }
 481
 482 static void
 483 load_roots (const char* filename)
 484 {
 485         FILE *file;
 486         char buf [2048];
 487         char *p, *s;
 488         int line = 0;
 489         MonoImage *image = NULL;
 490         MonoClass *klass = NULL;
 491         MonoClassField *field;
 492         MonoMethodDesc *mdesc;
 493         MonoMethod *method;
 494
 495         if (!(file = fopen (filename, "r")))
 496                 return;
 497
 498         while (fgets (buf, sizeof (buf), file)) {
 499                 /* FIXME:
 500                  * decide on the format to use to express types, fields, methods,
 501                  * maybe the same used on output from the tool, but with explicit
 502                  * names and signatures instead of token indexes
 503                  * add wildcard support
 504                  */
 505                 ++line;
 506                 s = buf;
 507                 while (*s && g_ascii_isspace (*s)) ++s;
 508                 switch (*s) {
 509                 case 0:
 510                 case '#':
 511                         continue; /* comment */
 512                 case '[':
 513                         p = strchr (s, ']');
 514                         if (!p)
 515                                 g_error ("invalid assembly format at line %d\n", line);
 516                         *p = 0;
 517                         p = s + 1;
 518                         image = find_image (p);
 519                         if (!image)
 520                                 g_error ("image not loaded: %s\n", p);
 521                         klass = NULL;
 522                         break;
 523                 case 'T':
 524                         if (s [1] != ':')
 525                                 g_error ("invalid type format at line %d\n", line);
 526                         if (!image)
 527                                 break;
 528                         klass = find_class (image, s + 2);
 529                         break;
 530                 case 'F':
 531                         if (s [1] != ':')
 532                                 g_error ("invalid field format at line %d\n", line);
 533                         if (!image || !klass)
 534                                 break;
 535                         p = s + 2;
 536                         if (*p == '*') {
 537                                 handle_type (klass, TYPE_FIELDS);
 538                                 break;
 539                         }
 540                         field = mono_class_get_field_from_name (klass, p);
 541                         if (!field)
 542                                 g_warning ("no field '%s' at line %d\n", p, line);
 543                         else
 544                                 add_field (field);
 545                         break;
 546                 case 'M':
 547                         if (s [1] != ':')
 548                                 g_error ("invalid method format at line %d\n", line);
 549                         if (!image || !klass)
 550                                 break;
 551                         p = s + 2;
 552                         if (*p == '*') {
 553                                 handle_type (klass, TYPE_METHODS);
 554                                 break;
 555                         }
 556                         mdesc = mono_method_desc_new (p, FALSE);
 557                         if (!mdesc) {
 558                                 g_error ("invalid method desc at line %d\n", line);
 559                         }
 560                         method = mono_method_desc_search_in_class (mdesc, klass);
 561                         if (!method)
 562                                 g_warning ("no method '%s' at line %d\n", p, line);
 563                         else
 564                                 add_types_from_method (method);
 565                         mono_method_desc_free (mdesc);
 566                         break;
 567                 default:
 568                         g_error ("invalid format at line %d\n", line);
 569                 }
 570         }
 571         fclose (file);
 572 }
 573
 574 int
 575 main (int argc, char *argv[]) {
 576         MonoAssembly *assembly = NULL;
 577         const char *aname = NULL;
 578         const char *outfile = NULL;
 579         const char *rootfile = NULL;
 580         int i;
 581         gboolean all_meta = FALSE;
 582
 583         mono_init (argv [0]);
 584
 585         type_table = g_hash_table_new (NULL, NULL);
 586         method_table = g_hash_table_new (NULL, NULL);
 587         field_table = g_hash_table_new (NULL, NULL);
 588         image_table = g_hash_table_new (NULL, NULL);
 589
 590         for (i = 1; i < argc; ++i) {
 591                 all_meta = FALSE;
 592                 aname = argv [i];
 593                 if (strcmp (aname, "-v") == 0) {
 594                         verbose++;
 595                         continue;
 596                 } else if (strcmp (aname, "-e") == 0) {
 597                         force_enums = 1;
 598                         continue;
 599                 } else if (strcmp (aname, "-h") == 0) {
 600                         usage (0);
 601                 } else if (strcmp (aname, "-o") == 0) {
 602                         i++;
 603                         if (i >= argc)
 604                                 usage (1);
 605                         outfile = argv [i];
 606                         continue;
 607                 } else if (strcmp (aname, "-F") == 0) {
 608                         i++;
 609                         if (i >= argc)
 610                                 usage (1);
 611                         all_meta = TRUE;
 612                         aname = argv [i];
 613                 } else if (strcmp (aname, "-a") == 0) {
 614                         i++;
 615                         if (i >= argc)
 616                                 usage (1);
 617                         rootfile = argv [i];
 618                         continue;
 619                 }
 620                 assembly = mono_assembly_open (aname, NULL);
 621                 if (!assembly) {
 622                         g_print ("cannot open assembly %s\n", aname);
 623                         exit (1);
 624                 }
 625                 process_assembly (assembly, all_meta);
 626         }
 627         if (!assembly)
 628                 usage (1);
 629         if (rootfile)
 630                 load_roots (rootfile);
 631         process_images ();
 632         dump_images (outfile);
 633
 634         return 0;
 635 }
 636
 637