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  * get_caller_no_reflection_related:
  50  *
  51  *      Find the first managed caller that is either:
  52  *      (a) located outside the platform code assemblies; or
  53  *      (b) not related to reflection and delegates
  54  *
  55  *      Returns TRUE to stop the stackwalk, FALSE to continue to the next frame.
  56  */
  57 static gboolean
  58 get_caller_no_reflection_related (MonoMethod *m, gint32 no, gint32 ilo, gboolean managed, gpointer data)
  59 {
  60         MonoMethod **dest = data;
  61         const char *ns;
  62
  63         /* skip unmanaged frames */
  64         if (!managed)
  65                 return FALSE;
  66
  67         if (m->wrapper_type != MONO_WRAPPER_NONE)
  68                 return FALSE;
  69
  70         /* quick out (any namespace not starting with an 'S' */
  71         ns = m->klass->name_space;
  72         if (!ns || (*ns != 'S')) {
  73                 *dest = m;
  74                 return TRUE;
  75         }
  76
  77         /* stop if the method is not part of platform code */
  78         if (!mono_security_core_clr_is_platform_image (m->klass->image)) {
  79                 *dest = m;
  80                 return TRUE;
  81         }
  82
  83         /* any number of calls inside System.Reflection are allowed */
  84         if (strcmp (ns, "System.Reflection") == 0)
  85                 return FALSE;
  86
  87         /* any number of calls inside System.Reflection are allowed */
  88         if (strcmp (ns, "System.Reflection.Emit") == 0)
  89                 return FALSE;
  90
  91         /* calls from System.Delegate are also possible and allowed */
  92         if (strcmp (ns, "System") == 0) {
  93                 const char *kname = m->klass->name;
  94                 if ((*kname == 'D') && (strcmp (kname, "Delegate") == 0))
  95                         return FALSE;
  96                 if ((*kname == 'M') && (strcmp (kname, "MulticastDelegate")) == 0)
  97                         return FALSE;
  98                 if ((*kname == 'A') && (strcmp (kname, "Activator") == 0))
  99                         return FALSE;
 100         }
 101
 102         if (m == *dest) {
 103                 *dest = NULL;
 104                 return FALSE;
 105         }
 106
 107         *dest = m;
 108         return TRUE;
 109 }
 110
 111 /*
 112  * get_reflection_caller:
 113  *
 114  *      Walk to the first managed method outside:
 115  *      - System.Reflection* namespaces
 116  *      - System.[MulticastDelegate]Delegate or Activator type
 117  *      - platform code
 118  *      and return a pointer to its MonoMethod.
 119  *
 120  *      This is required since CoreCLR checks needs to be done on this "real" caller.
 121  */
 122 static MonoMethod*
 123 get_reflection_caller (void)
 124 {
 125         MonoMethod *m = mono_method_get_last_managed ();
 126         mono_stack_walk_no_il (get_caller_no_reflection_related, &m);
 127         return m;
 128 }
 129
 130 /*
 131  * check_field_access:
 132  *
 133  *      Return TRUE if the caller method can access the specified field, FALSE otherwise.
 134  */
 135 static gboolean
 136 check_field_access (MonoMethod *caller, MonoClassField *field)
 137 {
 138         MonoClass *klass = (mono_field_get_flags (field) & FIELD_ATTRIBUTE_STATIC) ? NULL : mono_field_get_parent (field);
 139         return mono_method_can_access_field_full (caller, field, klass);
 140 }
 141
 142 /*
 143  * check_method_access:
 144  *
 145  *      Return TRUE if the caller method can access the specified callee method, FALSE otherwise.
 146  */
 147 static gboolean
 148 check_method_access (MonoMethod *caller, MonoMethod *callee)
 149 {
 150         MonoClass *klass = (callee->flags & METHOD_ATTRIBUTE_STATIC) ? NULL : callee->klass;
 151         return mono_method_can_access_method_full (caller, callee, klass);
 152 }
 153
 154 /*
 155  * mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_field:
 156  *
 157  *      Ensure that the specified field can be used with reflection since
 158  *      Transparent code cannot access to Critical fields and can only use
 159  *      them if they are visible from it's point of view.
 160  *
 161  *      A FieldAccessException is thrown if the field is cannot be accessed.
 162  */
 163 void
 164 mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_field (MonoClassField *field)
 165 {
 166         MonoClass *klass = mono_field_get_parent (field);
 167
 168         /* under CoreCLR you cannot use the value (get/set) of the reflected field: */
 169         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 170
 171         /* (a) of a Critical type when called from a Transparent caller */
 172         if (mono_security_core_clr_class_level (klass) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL) {
 173                 if (mono_security_core_clr_method_level (caller, TRUE) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 174                         mono_raise_exception (mono_get_exception_field_access ());
 175         }
 176         /* (b) that are not accessible from the caller pov */
 177         if (!mono_method_can_access_field_full (caller, field, klass))
 178                 mono_raise_exception (mono_get_exception_field_access ());
 179 }
 180
 181 /*
 182  * mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_method:
 183  *
 184  *      Ensure that the specified method can be used with reflection since
 185  *      Transparent code cannot call Critical methods and can only call them
 186  *      if they are visible from it's point of view.
 187  *
 188  *      A MethodAccessException is thrown if the field is cannot be accessed.
 189  */
 190 void
 191 mono_security_core_clr_ensure_reflection_access_method (MonoMethod *method)
 192 {
 193         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 194         /* CoreCLR restrictions applies to Transparent code/caller */
 195         if (mono_security_core_clr_method_level (caller, TRUE) != MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 196                 return;
 197
 198         /* Transparent code cannot invoke, even using reflection, Critical code */
 199         if (mono_security_core_clr_method_level (method, TRUE) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL)
 200                 mono_raise_exception (mono_get_exception_method_access ());
 201
 202         /* also it cannot invoke a method that is not visible from it's (caller) point of view */
 203         if (!mono_method_can_access_method_full (caller, method, (method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_STATIC) ? NULL : method->klass))
 204                 mono_raise_exception (mono_get_exception_method_access ());
 205 }
 206
 207 /*
 208  * mono_security_core_clr_ensure_delegate_creation:
 209  *
 210  *      Return TRUE if a delegate can be created on the specified method.
 211  *      CoreCLR also affect the binding, so throwOnBindFailure must be
 212  *      FALSE to let this function return (FALSE) normally, otherwise (if
 213  *      throwOnBindFailure is TRUE) itwill throw an ArgumentException.
 214  *
 215  *      A MethodAccessException is thrown if the specified method is not
 216  *      visible from the caller point of view.
 217  */
 218 gboolean
 219 mono_security_core_clr_ensure_delegate_creation (MonoMethod *method, gboolean throwOnBindFailure)
 220 {
 221         /* note: mscorlib creates delegates to avoid reflection (optimization), we ignore those cases */
 222         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 223         /* if the "real" caller is not Transparent then it do can anything */
 224         if (mono_security_core_clr_method_level (caller, TRUE) != MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 225                 return TRUE;
 226
 227         /* otherwise it (as a Transparent caller) cannot create a delegate on a Critical method... */
 228         if (mono_security_core_clr_method_level (method, TRUE) == MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL) {
 229                 /* but this throws only if 'throwOnBindFailure' is TRUE */
 230                 if (!throwOnBindFailure)
 231                         return FALSE;
 232
 233                 mono_raise_exception (mono_get_exception_argument ("method", "Transparent code cannot call Critical code"));
 234         }
 235
 236         /* also it cannot create the delegate on a method that is not visible from it's (caller) point of view */
 237         if (!check_method_access (caller, method))
 238                 mono_raise_exception (mono_get_exception_method_access ());
 239
 240         return TRUE;
 241 }
 242
 243 /*
 244  * mono_security_core_clr_ensure_dynamic_method_resolved_object:
 245  *
 246  *      Called from mono_reflection_create_dynamic_method (reflection.c) to add some extra checks required for CoreCLR.
 247  *      Dynamic methods needs to check to see if the objects being used (e.g. methods, fields) comes from platform code
 248  *      and do an accessibility check in this case. Otherwise (i.e. user/application code) can be used without this extra
 249  *      accessbility check.
 250  */
 251 MonoException*
 252 mono_security_core_clr_ensure_dynamic_method_resolved_object (gpointer ref, MonoClass *handle_class)
 253 {
 254         /* XXX find/create test cases for other handle_class XXX */
 255         if (handle_class == mono_defaults.fieldhandle_class) {
 256                 MonoClassField *field = (MonoClassField*) ref;
 257                 MonoClass *klass = mono_field_get_parent (field);
 258                 /* fields coming from platform code have extra protection (accessibility check) */
 259                 if (mono_security_core_clr_is_platform_image (klass->image)) {
 260                         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 261                         /* XXX Critical code probably can do this / need some test cases (safer off otherwise) XXX */
 262                         if (!check_field_access (caller, field))
 263                                 return mono_get_exception_field_access ();
 264                 }
 265         } else if (handle_class == mono_defaults.methodhandle_class) {
 266                 MonoMethod *method = (MonoMethod*) ref;
 267                 /* methods coming from platform code have extra protection (accessibility check) */
 268                 if (mono_security_core_clr_is_platform_image (method->klass->image)) {
 269                         MonoMethod *caller = get_reflection_caller ();
 270                         /* XXX Critical code probably can do this / need some test cases (safer off otherwise) XXX */
 271                         if (!check_method_access (caller, method))
 272                                 return mono_get_exception_method_access ();
 273                 }
 274         }
 275         return NULL;
 276 }
 277
 278 /*
 279  * mono_security_core_clr_level_from_cinfo:
 280  *
 281  *      Return the MonoSecurityCoreCLRLevel that match the attribute located
 282  *      in the specified custom attributes. If no attribute is present it
 283  *      defaults to MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT, which is the default
 284  *      level for all code under the CoreCLR.
 285  */
 286 static MonoSecurityCoreCLRLevel
 287 mono_security_core_clr_level_from_cinfo (MonoCustomAttrInfo *cinfo, MonoImage *image)
 288 {
 289         int level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT;
 290
 291         if (cinfo && mono_custom_attrs_has_attr (cinfo, security_safe_critical_attribute ()))
 292                 level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_SAFE_CRITICAL;
 293         if (cinfo && mono_custom_attrs_has_attr (cinfo, security_critical_attribute ()))
 294                 level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_CRITICAL;
 295
 296         return level;
 297 }
 298
 299 /*
 300  * mono_security_core_clr_class_level:
 301  *
 302  *      Return the MonoSecurityCoreCLRLevel for the specified class.
 303  */
 304 MonoSecurityCoreCLRLevel
 305 mono_security_core_clr_class_level (MonoClass *class)
 306 {
 307         MonoCustomAttrInfo *cinfo;
 308         MonoSecurityCoreCLRLevel level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT;
 309
 310         /* non-platform code is always Transparent - whatever the attributes says */
 311         if (!mono_security_core_clr_test && !mono_security_core_clr_is_platform_image (class->image))
 312                 return level;
 313
 314         cinfo = mono_custom_attrs_from_class (class);
 315         if (cinfo) {
 316                 level = mono_security_core_clr_level_from_cinfo (cinfo, class->image);
 317                 mono_custom_attrs_free (cinfo);
 318         }
 319
 320         if (level == MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT && class->nested_in)
 321                 level = mono_security_core_clr_class_level (class->nested_in);
 322
 323         return level;
 324 }
 325
 326 /*
 327  * mono_security_core_clr_method_level:
 328  *
 329  *      Return the MonoSecurityCoreCLRLevel for the specified method.
 330  *      If with_class_level is TRUE then the type (class) will also be
 331  *      checked, otherwise this will only report the information about
 332  *      the method itself.
 333  */
 334 MonoSecurityCoreCLRLevel
 335 mono_security_core_clr_method_level (MonoMethod *method, gboolean with_class_level)
 336 {
 337         MonoCustomAttrInfo *cinfo;
 338         MonoSecurityCoreCLRLevel level = MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT;
 339
 340         /* non-platform code is always Transparent - whatever the attributes says */
 341         if (!mono_security_core_clr_test && !mono_security_core_clr_is_platform_image (method->klass->image))
 342                 return level;
 343
 344         cinfo = mono_custom_attrs_from_method (method);
 345         if (cinfo) {
 346                 level = mono_security_core_clr_level_from_cinfo (cinfo, method->klass->image);
 347                 mono_custom_attrs_free (cinfo);
 348         }
 349
 350         if (with_class_level && level == MONO_SECURITY_CORE_CLR_TRANSPARENT)
 351                 level = mono_security_core_clr_class_level (method->klass);
 352
 353         return level;
 354 }
 355
 356 /*
 357  * mono_security_core_clr_is_platform_image:
 358  *
 359  *   Return the (cached) boolean value indicating if this image represent platform code
 360  */
 361 gboolean
 362 mono_security_core_clr_is_platform_image (MonoImage *image)
 363 {
 364         return image->core_clr_platform_code;
 365 }
 366
 367 /*
 368  * default_platform_check:
 369  *
 370  *      Default platform check. Always return FALSE.
 371  */
 372 static gboolean
 373 default_platform_check (const char *image_name)
 374 {
 375         return FALSE;
 376 }
 377
 378 static MonoCoreClrPlatformCB platform_callback = default_platform_check;
 379
 380 /*
 381  * mono_security_core_clr_determine_platform_image:
 382  *
 383  *      Call the supplied callback (from mono_security_set_core_clr_platform_callback)
 384  *      to determine if this image represents platform code.
 385  */
 386 gboolean
 387 mono_security_core_clr_determine_platform_image (MonoImage *image)
 388 {
 389         return platform_callback (image->name);
 390 }
 391
 392 /*
 393  * mono_security_enable_core_clr:
 394  *
 395  *   Enable the verifier and the CoreCLR security model
 396  */
 397 void
 398 mono_security_enable_core_clr ()
 399 {
 400         mono_verifier_set_mode (MONO_VERIFIER_MODE_VERIFIABLE);
 401         mono_security_set_mode (MONO_SECURITY_MODE_CORE_CLR);
 402 }
 403
 404 /*
 405  * mono_security_set_core_clr_platform_callback:
 406  *
 407  *      Set the callback function that will be used to determine if an image
 408  *      is part, or not, of the platform code.
 409  */
 410 void
 411 mono_security_set_core_clr_platform_callback (MonoCoreClrPlatformCB callback)
 412 {
 413         platform_callback = callback;
 414 }
 415