mono/metadata/security-core-clr.c

   1 /*
   2  * security-core-clr.c: CoreCLR security
   3  *
   4  * Author:
   5  *      Mark Probst <mark.probst@gmail.com>
   6  *
   7  * Copyright 2007-2009 Novell, Inc (http://www.novell.com)
   8  */
   9
  10 #include <mono/metadata/class-internals.h>
  11 #include <mono/metadata/security-manager.h>
  12 #include <mono/metadata/assembly.h>
  13 #include <mono/metadata/appdomain.h>
  14 #include <mono/metadata/verify-internals.h>
  15 #include <mono/metadata/object.h>
  16 #include <mono/metadata/exception.h>
  17
  18 #include "security-core-clr.h"
  19
  20 gboolean mono_security_core_clr_test = FALSE;
  21
  22 static MonoClass*
  23 security_critical_attribute (void)
  24 {
  25         static MonoClass *class = NULL;
  26
  27         if (!class) {
  28                 class = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib, "System.Security",
  29                         "SecurityCriticalAttribute");
  30         }
  31         g_assert (class);
  32         return class;
  33 }
  34
  35 static MonoClass*
  36 security_safe_critical_attribute (void)
  37 {
  38         static MonoClass *class = NULL;
  39
  40         if (!class) {
  41                 class = mono_class_from_name (mono_defaults.corlib, "System.Security",
  42                         "SecuritySafeCriticalAttribute");
  43         }
  44         g_assert (class);
  45         return class;
  46 }
  47
  48 /*
  49  * mono_security_core_clr_check_inheritance:
  50  *
  51  *      Determine if the specified class can inherit from its parent using
  52  *      the CoreCLR inheritance rules.
  53  *
  54  *      Base Type       Allow Derived Type
  55  *      ------------    ------------------
  56  *      Transparent     Transparent, SafeCritical, Critical
  57  *      SafeCritical    SafeCritical, Critical
  58  *      Critical        Critical
  59  *
  60  *      Reference: http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc765416.aspx#id0190030
  61  */
  62 void
  63 mono_security_core_clr_check_inheritance (MonoClass *class)
  64 {
  65         MonoSecurityCoreCLRLevel class_level, parent_level;
  66         MonoClass *parent = class->parent;
  67
  68         if (!parent)
  69                 return;
  70
  71         class_level = mono_security_core_clr_class_level (class);
  72         parent_level = mono_security_core_clr_class_level (parent);
  73
  74         if (class_level < parent_level)
  75                 mono_class_set_failure (class, MONO_EXCEPTION_TYPE_LOAD, NULL);
  76 }
  77
  78 /*
  79  * mono_security_core_clr_check_override:
  80  *
  81  *      Determine if the specified override can "legally" override the
  82  *      specified base method using the CoreCLR inheritance rules.
  83  *
  84  *      Base (virtual/interface)        Allowed override
  85  *      ------------------------        -------------------------
  86  *      Transparent                     Transparent, SafeCritical
  87  *      SafeCritical                    Transparent, SafeCritical
  88  *      Critical                        Critical
  89  *
  90  *      Reference: http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc765416.aspx#id0190030
  91  */
  92 void
  93 mono_security_core_clr_check_override (MonoClass *class, MonoMethod *override, MonoMethod *base)
  94 {
  95         MonoSecurityCoreCLRLevel base_level = mono_security_core_clr_method_level (base, FALSE);
  96         MonoSecurityCoreCLRLevel override_level = mono_security_core_clr_method_level (override, FALSE);
  97         /* if the base method is decorated with [SecurityCritical] then the overrided method MUST be too */
  98         if (base_level == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL) {
  99                 if (override_level != MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL)
 100                         mono_class_set_failure (class, MONO_EXCEPTION_TYPE_LOAD, NULL);
 101         } else {
 102                 /* base is [SecuritySafeCritical] or [SecurityTransparent], override MUST NOT be [SecurityCritical] */
 103                 if (override_level == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL)
 104                         mono_class_set_failure (class, MONO_EXCEPTION_TYPE_LOAD, NULL);
 105         }
 106 }
 107
 108 /*
 109  * get_caller_no_reflection_related:
 110  *
 111  *      Find the first managed caller that is either:
 112  *      (a) located outside the platform code assemblies; or
 113  *      (b) not related to reflection and delegates
 114  *
 115  *      Returns TRUE to stop the stackwalk, FALSE to continue to the next frame.
 116  */
 117 static gboolean
 118 get_caller_no_reflection_related (MonoMethod *m, gint32 no, gint32 ilo, gboolean managed, gpointer data)
 119 {
 120         MonoMethod **dest = data;
 121         const char *ns;
 122
 123         /* skip unmanaged frames */
 124         if (!managed)
 125                 return FALSE;
 126
 127         if (m->wrapper_type != MONO_WRAPPER_NONE)
 128                 return FALSE;
 129
 130         /* quick out (any namespace not starting with an 'S' */
 131         ns = m->klass->name_space;
 132         if (!ns || (*ns != 'S')) {
 133                 *dest = m;
 134                 return TRUE;
 135         }
 136
 137         /* stop if the method is not part of platform code */
 138         if (!mono_security_core_clr_is_platform_image (m->klass->image)) {
 139                 *dest = m;
 140                 return TRUE;
 141         }
 142
 143         /* any number of calls inside System.Reflection are allowed */
 144         if (strcmp (ns, "System.Reflection") == 0)
 145                 return FALSE;
 146
 147         /* any number of calls inside System.Reflection are allowed */
 148         if (strcmp (ns, "System.Reflection.Emit") == 0)
 149                 return FALSE;
 150
 151         /* calls from System.Delegate are also possible and allowed */
 152         if (strcmp (ns, "System") == 0) {
 153                 const char *kname = m->klass->name;
 154                 if ((*kname == 'D') && (strcmp (kname, "Delegate") == 0))
 155                         return FALSE;
 156                 if ((*kname == 'M') && (strcmp (kname, "MulticastDelegate")) == 0)
 157                         return FALSE;
 158                 if ((*kname == 'A') && (strcmp (kname, "Activator") == 0))
 159                         return FALSE;
 160         }
 161
 162         if (m == *dest) {
 163                 *dest = NULL;
 164                 return FALSE;
 165         }
 166
 167         *dest = m;
 168         return TRUE;
 169 }
 170
 171 /*
 172  * get_reflection_caller:
 173  *
 174  *      Walk to the first managed method outside:
 175  *      - System.Reflection* namespaces
 176  *      - System.[MulticastDelegate]Delegate or Activator type
 177  *      - platform code
 178  *      and return a pointer to its MonoMethod.
 179  *
 180  *      This is required since CoreCLR checks needs to be done on this "real" caller.
 181  */
 182 static MonoMethod*
 183 get_reflection_caller (void)
 184 {
 185         MonoMethod *m = mono_method_get_last_managed ();
 186         mono_stack_walk_no_il (get_caller_no_reflection_related, &m);
 187         return m;
 188 }
 189
 190 /*
 191  * check_field_access:
 192  *
 193  *      Return TRUE if the caller method can access the specified field, FALSE otherwise.
 194  */
 195 static gboolean
 196 check_field_access (MonoMethod *caller, MonoClassField *field)
 197 {
 198         MonoClass *klass = (mono_field_get_flags (field) & FIELD_ATTRIBUTE_STATIC) ? NULL : mono_field_get_parent (field);
 199         return mono_method_can_access_field_full (caller, field, klass);
 200 }
 201
 202 /*
 203  * check_method_access:
 204  *
 205  *      Return TRUE if the caller method can access the specified callee method, FALSE otherwise.
 206  */
 207 static gboolean
 208 check_method_access (MonoMethod *caller, MonoMethod *callee)
 209 {
 210         MonoClass *klass = (callee->flags & METHOD_ATTRIBUTE_STATIC) ? NULL : callee->klass;
 211         return mono_method_can_access_method_full (caller, callee, klass);
 212 }
 213
 214 /*
 215  * mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_field:
 216  *
 217  *      Ensure that the specified field can be used with reflection since
 218  *      Transparent code cannot access to Critical fields and can only use
 219  *      them if they are visible from it's point of view.
 220  *
 221  *      A FieldAccessException is thrown if the field is cannot be accessed.
 222  */
 223 void
 224 mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_field (MonoClassField *field)
 225 {
 226         MonoClass *klass = mono_field_get_parent (field);
 227
 228         /* under CoreCLR you cannot use the value (get/set) of the reflected field: */
 229         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 230
 231         /* (a) of a Critical type when called from a Transparent caller */
 232         if (mono_security_core_clr_class_level (klass) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL) {
 233                 if (mono_security_core_clr_method_level (caller, TRUE) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 234                         mono_raise_exception (mono_get_exception_field_access ());
 235         }
 236         /* (b) that are not accessible from the caller pov */
 237         if (!mono_method_can_access_field_full (caller, field, klass))
 238                 mono_raise_exception (mono_get_exception_field_access ());
 239 }
 240
 241 /*
 242  * mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_method:
 243  *
 244  *      Ensure that the specified method can be used with reflection since
 245  *      Transparent code cannot call Critical methods and can only call them
 246  *      if they are visible from it's point of view.
 247  *
 248  *      A MethodAccessException is thrown if the field is cannot be accessed.
 249  */
 250 void
 251 mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_method (MonoMethod *method)
 252 {
 253         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 254         /* CoreCLR restrictions applies to Transparent code/caller */
 255         if (mono_security_core_clr_method_level (caller, TRUE) != MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 256                 return;
 257
 258         /* Transparent code cannot invoke, even using reflection, Critical code */
 259         if (mono_security_core_clr_method_level (method, TRUE) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL)
 260                 mono_raise_exception (mono_get_exception_method_access ());
 261
 262         /* also it cannot invoke a method that is not visible from it's (caller) point of view */
 263         if (!mono_method_can_access_method_full (caller, method, (method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_STATIC) ? NULL : method->klass))
 264                 mono_raise_exception (mono_get_exception_method_access ());
 265 }
 266
 267 /*
 268  * mono_security_core_clr_ensure_delegate_creation:
 269  *
 270  *      Return TRUE if a delegate can be created on the specified method.
 271  *      CoreCLR also affect the binding, so throwOnBindFailure must be
 272  *      FALSE to let this function return (FALSE) normally, otherwise (if
 273  *      throwOnBindFailure is TRUE) itwill throw an ArgumentException.
 274  *
 275  *      A MethodAccessException is thrown if the specified method is not
 276  *      visible from the caller point of view.
 277  */
 278 gboolean
 279 mono_security_core_clr_ensure_delegate_creation (MonoMethod *method, gboolean throwOnBindFailure)
 280 {
 281         /* note: mscorlib creates delegates to avoid reflection (optimization), we ignore those cases */
 282         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 283         /* if the "real" caller is not Transparent then it do can anything */
 284         if (mono_security_core_clr_method_level (caller, TRUE) != MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 285                 return TRUE;
 286
 287         /* otherwise it (as a Transparent caller) cannot create a delegate on a Critical method... */
 288         if (mono_security_core_clr_method_level (method, TRUE) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL) {
 289                 /* but this throws only if 'throwOnBindFailure' is TRUE */
 290                 if (!throwOnBindFailure)
 291                         return FALSE;
 292
 293                 mono_raise_exception (mono_get_exception_argument ("method", "Transparent code cannot call Critical code"));
 294         }
 295
 296         /* also it cannot create the delegate on a method that is not visible from it's (caller) point of view */
 297         if (!check_method_access (caller, method))
 298                 mono_raise_exception (mono_get_exception_method_access ());
 299
 300         return TRUE;
 301 }
 302
 303 /*
 304  * mono_security_core_clr_ensure_dynamic_method_resolved_object:
 305  *
 306  *      Called from mono_reflection_create_dynamic_method (reflection.c) to add some extra checks required for CoreCLR.
 307  *      Dynamic methods needs to check to see if the objects being used (e.g. methods, fields) comes from platform code
 308  *      and do an accessibility check in this case. Otherwise (i.e. user/application code) can be used without this extra
 309  *      accessbility check.
 310  */
 311 MonoException*
 312 mono_security_core_clr_ensure_dynamic_method_resolved_object (gpointer ref, MonoClass *handle_class)
 313 {
 314         /* XXX find/create test cases for other handle_class XXX */
 315         if (handle_class == mono_defaults.fieldhandle_class) {
 316                 MonoClassField *field = (MonoClassField*) ref;
 317                 MonoClass *klass = mono_field_get_parent (field);
 318                 /* fields coming from platform code have extra protection (accessibility check) */
 319                 if (mono_security_core_clr_is_platform_image (klass->image)) {
 320                         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 321                         /* XXX Critical code probably can do this / need some test cases (safer off otherwise) XXX */
 322                         if (!check_field_access (caller, field))
 323                                 return mono_get_exception_field_access ();
 324                 }
 325         } else if (handle_class == mono_defaults.methodhandle_class) {
 326                 MonoMethod *method = (MonoMethod*) ref;
 327                 /* methods coming from platform code have extra protection (accessibility check) */
 328                 if (mono_security_core_clr_is_platform_image (method->klass->image)) {
 329                         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 330                         /* XXX Critical code probably can do this / need some test cases (safer off otherwise) XXX */
 331                         if (!check_method_access (caller, method))
 332                                 return mono_get_exception_method_access ();
 333                 }
 334         }
 335         return NULL;
 336 }
 337
 338 /*
 339  * mono_security_core_clr_level_from_cinfo:
 340  *
 341  *      Return the MonoSecurityCoreCLRLevel that match the attribute located
 342  *      in the specified custom attributes. If no attribute is present it
 343  *      defaults to MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT, which is the default
 344  *      level for all code under the CoreCLR.
 345  */
 346 static MonoSecurityCoreCLRLevel
 347 mono_security_core_clr_level_from_cinfo (MonoCustomAttrInfo *cinfo, MonoImage *image)
 348 {
 349         int level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT;
 350
 351         if (cinfo && mono_custom_attrs_has_attr (cinfo, security_safe_critical_attribute ()))
 352                 level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_SAFE_CRITICAL;
 353         if (cinfo && mono_custom_attrs_has_attr (cinfo, security_critical_attribute ()))
 354                 level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL;
 355
 356         return level;
 357 }
 358
 359 /*
 360  * mono_security_core_clr_class_level:
 361  *
 362  *      Return the MonoSecurityCoreCLRLevel for the specified class.
 363  */
 364 MonoSecurityCoreCLRLevel
 365 mono_security_core_clr_class_level (MonoClass *class)
 366 {
 367         MonoCustomAttrInfo *cinfo;
 368         MonoSecurityCoreCLRLevel level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT;
 369
 370         /* non-platform code is always Transparent - whatever the attributes says */
 371         if (!mono_security_core_clr_test && !mono_security_core_clr_is_platform_image (class->image))
 372                 return level;
 373
 374         cinfo = mono_custom_attrs_from_class (class);
 375         if (cinfo) {
 376                 level = mono_security_core_clr_level_from_cinfo (cinfo, class->image);
 377                 mono_custom_attrs_free (cinfo);
 378         }
 379
 380         if (level == MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT && class->nested_in)
 381                 level = mono_security_core_clr_class_level (class->nested_in);
 382
 383         return level;
 384 }
 385
 386 /*
 387  * mono_security_core_clr_method_level:
 388  *
 389  *      Return the MonoSecurityCoreCLRLevel for the specified method.
 390  *      If with_class_level is TRUE then the type (class) will also be
 391  *      checked, otherwise this will only report the information about
 392  *      the method itself.
 393  */
 394 MonoSecurityCoreCLRLevel
 395 mono_security_core_clr_method_level (MonoMethod *method, gboolean with_class_level)
 396 {
 397         MonoCustomAttrInfo *cinfo;
 398         MonoSecurityCoreCLRLevel level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT;
 399
 400         /* non-platform code is always Transparent - whatever the attributes says */
 401         if (!mono_security_core_clr_test && !mono_security_core_clr_is_platform_image (method->klass->image))
 402                 return level;
 403
 404         cinfo = mono_custom_attrs_from_method (method);
 405         if (cinfo) {
 406                 level = mono_security_core_clr_level_from_cinfo (cinfo, method->klass->image);
 407                 mono_custom_attrs_free (cinfo);
 408         }
 409
 410         if (with_class_level && level == MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 411                 level = mono_security_core_clr_class_level (method->klass);
 412
 413         return level;
 414 }
 415
 416 /*
 417  * mono_security_core_clr_is_platform_image:
 418  *
 419  *   Return the (cached) boolean value indicating if this image represent platform code
 420  */
 421 gboolean
 422 mono_security_core_clr_is_platform_image (MonoImage *image)
 423 {
 424         return image->core_clr_platform_code;
 425 }
 426
 427 /*
 428  * default_platform_check:
 429  *
 430  *      Default platform check. Always return FALSE.
 431  */
 432 static gboolean
 433 default_platform_check (const char *image_name)
 434 {
 435         return FALSE;
 436 }
 437
 438 static MonoCoreClrPlatformCB platform_callback = default_platform_check;
 439
 440 /*
 441  * mono_security_core_clr_determine_platform_image:
 442  *
 443  *      Call the supplied callback (from mono_security_set_core_clr_platform_callback)
 444  *      to determine if this image represents platform code.
 445  */
 446 gboolean
 447 mono_security_core_clr_determine_platform_image (MonoImage *image)
 448 {
 449         return platform_callback (image->name);
 450 }
 451
 452 /*
 453  * mono_security_enable_core_clr:
 454  *
 455  *   Enable the verifier and the CoreCLR security model
 456  */
 457 void
 458 mono_security_enable_core_clr ()
 459 {
 460         mono_verifier_set_mode (MONO_VERIFIER_MODE_VERIFIABLE);
 461         mono_security_set_mode (MONO_SECURITY_MODE_CORE_CLR);
 462 }
 463
 464 /*
 465  * mono_security_set_core_clr_platform_callback:
 466  *
 467  *      Set the callback function that will be used to determine if an image
 468  *      is part, or not, of the platform code.
 469  */
 470 void
 471 mono_security_set_core_clr_platform_callback (MonoCoreClrPlatformCB callback)
 472 {
 473         platform_callback = callback;
 474 }
 475