libdex/DexFile.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008 The Android Open Source Project
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 /*
  18  * Access .dex (Dalvik Executable Format) files.  The code here assumes that
  19  * the DEX file has been rewritten (byte-swapped, word-aligned) and that
  20  * the contents can be directly accessed as a collection of C arrays.  Please
  21  * see docs/dalvik/dex-format.html for a detailed description.
  22  *
  23  * The structure and field names were chosen to match those in the DEX spec.
  24  *
  25  * It's generally assumed that the DEX file will be stored in shared memory,
  26  * obviating the need to copy code and constant pool entries into newly
  27  * allocated storage.  Maintaining local pointers to items in the shared area
  28  * is valid and encouraged.
  29  *
  30  * All memory-mapped structures are 32-bit aligned unless otherwise noted.
  31  */
  32
  33 #ifndef _LIBDEX_DEXFILE
  34 #define _LIBDEX_DEXFILE
  35
  36 #include "vm/Common.h"      // basic type defs, e.g. u1/u2/u4/u8, and LOG
  37 #include "libdex/SysUtil.h"
  38
  39 /*
  40  * gcc-style inline management -- ensures we have a copy of all functions
  41  * in the library, so code that links against us will work whether or not
  42  * it was built with optimizations enabled.
  43  */
  44 #ifndef _DEX_GEN_INLINES             /* only defined by DexInlines.c */
  45 # define DEX_INLINE extern __inline__
  46 #else
  47 # define DEX_INLINE
  48 #endif
  49
  50 /* DEX file magic number */
  51 #define DEX_MAGIC       "dex\n"
  52 /* version, encoded in 4 bytes of ASCII */
  53 #define DEX_MAGIC_VERS  "035\0"
  54
  55 /* same, but for optimized DEX header */
  56 #define DEX_OPT_MAGIC   "dey\n"
  57 #define DEX_OPT_MAGIC_VERS  "036\0"
  58
  59 #define DEX_DEP_MAGIC   "deps"
  60
  61 /*
  62  * 160-bit SHA-1 digest.
  63  */
  64 enum { kSHA1DigestLen = 20,
  65        kSHA1DigestOutputLen = kSHA1DigestLen*2 +1 };
  66
  67 /* general constants */
  68 enum {
  69     kDexEndianConstant = 0x12345678,    /* the endianness indicator */
  70     kDexNoIndex = 0xffffffff,           /* not a valid index value */
  71 };
  72
  73 /*
  74  * access flags and masks; the "standard" ones are all <= 0x4000
  75  *
  76  * Note: There are related declarations in vm/oo/Object.h in the ClassFlags
  77  * enum.
  78  */
  79 enum {
  80     ACC_PUBLIC       = 0x00000001,       // class, field, method, ic
  81     ACC_PRIVATE      = 0x00000002,       // field, method, ic
  82     ACC_PROTECTED    = 0x00000004,       // field, method, ic
  83     ACC_STATIC       = 0x00000008,       // field, method, ic
  84     ACC_FINAL        = 0x00000010,       // class, field, method, ic
  85     ACC_SYNCHRONIZED = 0x00000020,       // method (only allowed on natives)
  86     ACC_SUPER        = 0x00000020,       // class (not used in Dalvik)
  87     ACC_VOLATILE     = 0x00000040,       // field
  88     ACC_BRIDGE       = 0x00000040,       // method (1.5)
  89     ACC_TRANSIENT    = 0x00000080,       // field
  90     ACC_VARARGS      = 0x00000080,       // method (1.5)
  91     ACC_NATIVE       = 0x00000100,       // method
  92     ACC_INTERFACE    = 0x00000200,       // class, ic
  93     ACC_ABSTRACT     = 0x00000400,       // class, method, ic
  94     ACC_STRICT       = 0x00000800,       // method
  95     ACC_SYNTHETIC    = 0x00001000,       // field, method, ic
  96     ACC_ANNOTATION   = 0x00002000,       // class, ic (1.5)
  97     ACC_ENUM         = 0x00004000,       // class, field, ic (1.5)
  98     ACC_CONSTRUCTOR  = 0x00010000,       // method (Dalvik only)
  99     ACC_DECLARED_SYNCHRONIZED =
 100                        0x00020000,       // method (Dalvik only)
 101     ACC_CLASS_MASK =
 102         (ACC_PUBLIC | ACC_FINAL | ACC_INTERFACE | ACC_ABSTRACT
 103                 | ACC_SYNTHETIC | ACC_ANNOTATION | ACC_ENUM),
 104     ACC_INNER_CLASS_MASK =
 105         (ACC_CLASS_MASK | ACC_PRIVATE | ACC_PROTECTED | ACC_STATIC),
 106     ACC_FIELD_MASK =
 107         (ACC_PUBLIC | ACC_PRIVATE | ACC_PROTECTED | ACC_STATIC | ACC_FINAL
 108                 | ACC_VOLATILE | ACC_TRANSIENT | ACC_SYNTHETIC | ACC_ENUM),
 109     ACC_METHOD_MASK =
 110         (ACC_PUBLIC | ACC_PRIVATE | ACC_PROTECTED | ACC_STATIC | ACC_FINAL
 111                 | ACC_SYNCHRONIZED | ACC_BRIDGE | ACC_VARARGS | ACC_NATIVE
 112                 | ACC_ABSTRACT | ACC_STRICT | ACC_SYNTHETIC | ACC_CONSTRUCTOR
 113                 | ACC_DECLARED_SYNCHRONIZED),
 114 };
 115
 116 /* annotation constants */
 117 enum {
 118     kDexVisibilityBuild         = 0x00,     /* annotation visibility */
 119     kDexVisibilityRuntime       = 0x01,
 120     kDexVisibilitySystem        = 0x02,
 121
 122     kDexAnnotationByte          = 0x00,
 123     kDexAnnotationShort         = 0x02,
 124     kDexAnnotationChar          = 0x03,
 125     kDexAnnotationInt           = 0x04,
 126     kDexAnnotationLong          = 0x06,
 127     kDexAnnotationFloat         = 0x10,
 128     kDexAnnotationDouble        = 0x11,
 129     kDexAnnotationString        = 0x17,
 130     kDexAnnotationType          = 0x18,
 131     kDexAnnotationField         = 0x19,
 132     kDexAnnotationMethod        = 0x1a,
 133     kDexAnnotationEnum          = 0x1b,
 134     kDexAnnotationArray         = 0x1c,
 135     kDexAnnotationAnnotation    = 0x1d,
 136     kDexAnnotationNull          = 0x1e,
 137     kDexAnnotationBoolean       = 0x1f,
 138
 139     kDexAnnotationValueTypeMask = 0x1f,     /* low 5 bits */
 140     kDexAnnotationValueArgShift = 5,
 141 };
 142
 143 /* map item type codes */
 144 enum {
 145     kDexTypeHeaderItem               = 0x0000,
 146     kDexTypeStringIdItem             = 0x0001,
 147     kDexTypeTypeIdItem               = 0x0002,
 148     kDexTypeProtoIdItem              = 0x0003,
 149     kDexTypeFieldIdItem              = 0x0004,
 150     kDexTypeMethodIdItem             = 0x0005,
 151     kDexTypeClassDefItem             = 0x0006,
 152     kDexTypeMapList                  = 0x1000,
 153     kDexTypeTypeList                 = 0x1001,
 154     kDexTypeAnnotationSetRefList     = 0x1002,
 155     kDexTypeAnnotationSetItem        = 0x1003,
 156     kDexTypeClassDataItem            = 0x2000,
 157     kDexTypeCodeItem                 = 0x2001,
 158     kDexTypeStringDataItem           = 0x2002,
 159     kDexTypeDebugInfoItem            = 0x2003,
 160     kDexTypeAnnotationItem           = 0x2004,
 161     kDexTypeEncodedArrayItem         = 0x2005,
 162     kDexTypeAnnotationsDirectoryItem = 0x2006,
 163 };
 164
 165 /* auxillary data section chunk codes */
 166 enum {
 167     kDexChunkClassLookup            = 0x434c4b50,   /* CLKP */
 168     kDexChunkRegisterMaps           = 0x524d4150,   /* RMAP */
 169
 170     kDexChunkEnd                    = 0x41454e44,   /* AEND */
 171 };
 172
 173 /* debug info opcodes and constants */
 174 enum {
 175     DBG_END_SEQUENCE         = 0x00,
 176     DBG_ADVANCE_PC           = 0x01,
 177     DBG_ADVANCE_LINE         = 0x02,
 178     DBG_START_LOCAL          = 0x03,
 179     DBG_START_LOCAL_EXTENDED = 0x04,
 180     DBG_END_LOCAL            = 0x05,
 181     DBG_RESTART_LOCAL        = 0x06,
 182     DBG_SET_PROLOGUE_END     = 0x07,
 183     DBG_SET_EPILOGUE_BEGIN   = 0x08,
 184     DBG_SET_FILE             = 0x09,
 185     DBG_FIRST_SPECIAL        = 0x0a,
 186     DBG_LINE_BASE            = -4,
 187     DBG_LINE_RANGE           = 15,
 188 };
 189
 190 /*
 191  * Direct-mapped "header_item" struct.
 192  */
 193 typedef struct DexHeader {
 194     u1  magic[8];           /* includes version number */
 195     u4  checksum;           /* adler32 checksum */
 196     u1  signature[kSHA1DigestLen]; /* SHA-1 hash */
 197     u4  fileSize;           /* length of entire file */
 198     u4  headerSize;         /* offset to start of next section */
 199     u4  endianTag;
 200     u4  linkSize;
 201     u4  linkOff;
 202     u4  mapOff;
 203     u4  stringIdsSize;
 204     u4  stringIdsOff;
 205     u4  typeIdsSize;
 206     u4  typeIdsOff;
 207     u4  protoIdsSize;
 208     u4  protoIdsOff;
 209     u4  fieldIdsSize;
 210     u4  fieldIdsOff;
 211     u4  methodIdsSize;
 212     u4  methodIdsOff;
 213     u4  classDefsSize;
 214     u4  classDefsOff;
 215     u4  dataSize;
 216     u4  dataOff;
 217 } DexHeader;
 218
 219 /*
 220  * Direct-mapped "map_item".
 221  */
 222 typedef struct DexMapItem {
 223     u2  type;              /* type code (see kDexType* above) */
 224     u2  unused;
 225     u4  size;              /* count of items of the indicated type */
 226     u4  offset;            /* file offset to the start of data */
 227 } DexMapItem;
 228
 229 /*
 230  * Direct-mapped "map_list".
 231  */
 232 typedef struct DexMapList {
 233     u4  size;               /* #of entries in list */
 234     DexMapItem list[1];     /* entries */
 235 } DexMapList;
 236
 237 /*
 238  * Direct-mapped "string_id_item".
 239  */
 240 typedef struct DexStringId {
 241     u4  stringDataOff;      /* file offset to string_data_item */
 242 } DexStringId;
 243
 244 /*
 245  * Direct-mapped "type_id_item".
 246  */
 247 typedef struct DexTypeId {
 248     u4  descriptorIdx;      /* index into stringIds list for type descriptor */
 249 } DexTypeId;
 250
 251 /*
 252  * Direct-mapped "field_id_item".
 253  */
 254 typedef struct DexFieldId {
 255     u2  classIdx;           /* index into typeIds list for defining class */
 256     u2  typeIdx;            /* index into typeIds for field type */
 257     u4  nameIdx;            /* index into stringIds for field name */
 258 } DexFieldId;
 259
 260 /*
 261  * Direct-mapped "method_id_item".
 262  */
 263 typedef struct DexMethodId {
 264     u2  classIdx;           /* index into typeIds list for defining class */
 265     u2  protoIdx;           /* index into protoIds for method prototype */
 266     u4  nameIdx;            /* index into stringIds for method name */
 267 } DexMethodId;
 268
 269 /*
 270  * Direct-mapped "proto_id_item".
 271  */
 272 typedef struct DexProtoId {
 273     u4  shortyIdx;          /* index into stringIds for shorty descriptor */
 274     u4  returnTypeIdx;      /* index into typeIds list for return type */
 275     u4  parametersOff;      /* file offset to type_list for parameter types */
 276 } DexProtoId;
 277
 278 /*
 279  * Direct-mapped "class_def_item".
 280  */
 281 typedef struct DexClassDef {
 282     u4  classIdx;           /* index into typeIds for this class */
 283     u4  accessFlags;
 284     u4  superclassIdx;      /* index into typeIds for superclass */
 285     u4  interfacesOff;      /* file offset to DexTypeList */
 286     u4  sourceFileIdx;      /* index into stringIds for source file name */
 287     u4  annotationsOff;     /* file offset to annotations_directory_item */
 288     u4  classDataOff;       /* file offset to class_data_item */
 289     u4  staticValuesOff;    /* file offset to DexEncodedArray */
 290 } DexClassDef;
 291
 292 /*
 293  * Direct-mapped "type_item".
 294  */
 295 typedef struct DexTypeItem {
 296     u2  typeIdx;            /* index into typeIds */
 297 } DexTypeItem;
 298
 299 /*
 300  * Direct-mapped "type_list".
 301  */
 302 typedef struct DexTypeList {
 303     u4  size;               /* #of entries in list */
 304     DexTypeItem list[1];    /* entries */
 305 } DexTypeList;
 306
 307 /*
 308  * Direct-mapped "code_item".
 309  *
 310  * The "catches" table is used when throwing an exception,
 311  * "debugInfo" is used when displaying an exception stack trace or
 312  * debugging. An offset of zero indicates that there are no entries.
 313  */
 314 typedef struct DexCode {
 315     u2  registersSize;
 316     u2  insSize;
 317     u2  outsSize;
 318     u2  triesSize;
 319     u4  debugInfoOff;       /* file offset to debug info stream */
 320     u4  insnsSize;          /* size of the insns array, in u2 units */
 321     u2  insns[1];
 322     /* followed by optional u2 padding */
 323     /* followed by try_item[triesSize] */
 324     /* followed by uleb128 handlersSize */
 325     /* followed by catch_handler_item[handlersSize] */
 326 } DexCode;
 327
 328 /*
 329  * Direct-mapped "try_item".
 330  */
 331 typedef struct DexTry {
 332     u4  startAddr;          /* start address, in 16-bit code units */
 333     u2  insnCount;          /* instruction count, in 16-bit code units */
 334     u2  handlerOff;         /* offset in encoded handler data to handlers */
 335 } DexTry;
 336
 337 /*
 338  * Link table.  Currently undefined.
 339  */
 340 typedef struct DexLink {
 341     u1  bleargh;
 342 } DexLink;
 343
 344
 345 /*
 346  * Direct-mapped "annotations_directory_item".
 347  */
 348 typedef struct DexAnnotationsDirectoryItem {
 349     u4  classAnnotationsOff;  /* offset to DexAnnotationSetItem */
 350     u4  fieldsSize;           /* count of DexFieldAnnotationsItem */
 351     u4  methodsSize;          /* count of DexMethodAnnotationsItem */
 352     u4  parametersSize;       /* count of DexParameterAnnotationsItem */
 353     /* followed by DexFieldAnnotationsItem[fieldsSize] */
 354     /* followed by DexMethodAnnotationsItem[methodsSize] */
 355     /* followed by DexParameterAnnotationsItem[parametersSize] */
 356 } DexAnnotationsDirectoryItem;
 357
 358 /*
 359  * Direct-mapped "field_annotations_item".
 360  */
 361 typedef struct DexFieldAnnotationsItem {
 362     u4  fieldIdx;
 363     u4  annotationsOff;             /* offset to DexAnnotationSetItem */
 364 } DexFieldAnnotationsItem;
 365
 366 /*
 367  * Direct-mapped "method_annotations_item".
 368  */
 369 typedef struct DexMethodAnnotationsItem {
 370     u4  methodIdx;
 371     u4  annotationsOff;             /* offset to DexAnnotationSetItem */
 372 } DexMethodAnnotationsItem;
 373
 374 /*
 375  * Direct-mapped "parameter_annotations_item".
 376  */
 377 typedef struct DexParameterAnnotationsItem {
 378     u4  methodIdx;
 379     u4  annotationsOff;             /* offset to DexAnotationSetRefList */
 380 } DexParameterAnnotationsItem;
 381
 382 /*
 383  * Direct-mapped "annotation_set_ref_item".
 384  */
 385 typedef struct DexAnnotationSetRefItem {
 386     u4  annotationsOff;             /* offset to DexAnnotationSetItem */
 387 } DexAnnotationSetRefItem;
 388
 389 /*
 390  * Direct-mapped "annotation_set_ref_list".
 391  */
 392 typedef struct DexAnnotationSetRefList {
 393     u4  size;
 394     DexAnnotationSetRefItem list[1];
 395 } DexAnnotationSetRefList;
 396
 397 /*
 398  * Direct-mapped "anotation_set_item".
 399  */
 400 typedef struct DexAnnotationSetItem {
 401     u4  size;
 402     u4  entries[1];                 /* offset to DexAnnotationItem */
 403 } DexAnnotationSetItem;
 404
 405 /*
 406  * Direct-mapped "annotation_item".
 407  *
 408  * NOTE: this structure is byte-aligned.
 409  */
 410 typedef struct DexAnnotationItem {
 411     u1  visibility;
 412     u1  annotation[1];              /* data in encoded_annotation format */
 413 } DexAnnotationItem;
 414
 415 /*
 416  * Direct-mapped "encoded_array".
 417  *
 418  * NOTE: this structure is byte-aligned.
 419  */
 420 typedef struct DexEncodedArray {
 421     u1  array[1];                   /* data in encoded_array format */
 422 } DexEncodedArray;
 423
 424 /*
 425  * Lookup table for classes.  It provides a mapping from class name to
 426  * class definition.  Used by dexFindClass().
 427  *
 428  * We calculate this at DEX optimization time and embed it in the file so we
 429  * don't need the same hash table in every VM.  This is slightly slower than
 430  * a hash table with direct pointers to the items, but because it's shared
 431  * there's less of a penalty for using a fairly sparse table.
 432  */
 433 typedef struct DexClassLookup {
 434     int     size;                       // total size, including "size"
 435     int     numEntries;                 // size of table[]; always power of 2
 436     struct {
 437         u4      classDescriptorHash;    // class descriptor hash code
 438         int     classDescriptorOffset;  // in bytes, from start of DEX
 439         int     classDefOffset;         // in bytes, from start of DEX
 440     } table[1];
 441 } DexClassLookup;
 442
 443 /*
 444  * Header added by DEX optimization pass.  Values are always written in
 445  * local byte and structure padding.  The first field (magic + version)
 446  * is guaranteed to be present and directly readable for all expected
 447  * compiler configurations; the rest is version-dependent.
 448  *
 449  * Try to keep this simple and fixed-size.
 450  */
 451 typedef struct DexOptHeader {
 452     u1  magic[8];           /* includes version number */
 453
 454     u4  dexOffset;          /* file offset of DEX header */
 455     u4  dexLength;
 456     u4  depsOffset;         /* offset of optimized DEX dependency table */
 457     u4  depsLength;
 458     u4  optOffset;          /* file offset of optimized data tables */
 459     u4  optLength;
 460
 461     u4  flags;              /* some info flags */
 462     u4  checksum;           /* adler32 checksum covering deps/opt */
 463
 464     /* pad for 64-bit alignment if necessary */
 465 } DexOptHeader;
 466
 467 #define DEX_FLAG_VERIFIED           (1)     /* tried to verify all classes */
 468 #define DEX_OPT_FLAG_BIG            (1<<1)  /* swapped to big-endian */
 469 #define DEX_OPT_FLAG_FIELDS         (1<<2)  /* field access optimized */
 470 #define DEX_OPT_FLAG_INVOCATIONS    (1<<3)  /* method calls optimized */
 471
 472 #define DEX_INTERFACE_CACHE_SIZE    128     /* must be power of 2 */
 473
 474 /*
 475  * Structure representing a DEX file.
 476  *
 477  * Code should regard DexFile as opaque, using the API calls provided here
 478  * to access specific structures.
 479  */
 480 typedef struct DexFile {
 481     /* directly-mapped "opt" header */
 482     const DexOptHeader* pOptHeader;
 483
 484     /* pointers to directly-mapped structs and arrays in base DEX */
 485     const DexHeader*    pHeader;
 486     const DexStringId*  pStringIds;
 487     const DexTypeId*    pTypeIds;
 488     const DexFieldId*   pFieldIds;
 489     const DexMethodId*  pMethodIds;
 490     const DexProtoId*   pProtoIds;
 491     const DexClassDef*  pClassDefs;
 492     const DexLink*      pLinkData;
 493
 494     /*
 495      * These are mapped out of the "auxillary" section, and may not be
 496      * included in the file.
 497      */
 498     const DexClassLookup* pClassLookup;
 499     const void*         pRegisterMapPool;       // RegisterMapClassPool
 500
 501     /* points to start of DEX file data */
 502     const u1*           baseAddr;
 503
 504     /* track memory overhead for auxillary structures */
 505     int                 overhead;
 506
 507     /* additional app-specific data structures associated with the DEX */
 508     //void*               auxData;
 509 } DexFile;
 510
 511 /*
 512  * Utility function -- rounds up to the nearest power of 2.
 513  */
 514 u4 dexRoundUpPower2(u4 val);
 515
 516 /*
 517  * Parse an optimized or unoptimized .dex file sitting in memory.
 518  *
 519  * On success, return a newly-allocated DexFile.
 520  */
 521 DexFile* dexFileParse(const u1* data, size_t length, int flags);
 522
 523 /* bit values for "flags" argument to dexFileParse */
 524 enum {
 525     kDexParseDefault            = 0,
 526     kDexParseVerifyChecksum     = 1,
 527     kDexParseContinueOnError    = (1 << 1),
 528 };
 529
 530 /*
 531  * Fix the byte ordering of all fields in the DEX file, and do
 532  * structural verification. This is only required for code that opens
 533  * "raw" DEX files, such as the DEX optimizer.
 534  *
 535  * Return 0 on success.
 536  */
 537 int dexSwapAndVerify(u1* addr, int len);
 538
 539 /*
 540  * Detect the file type of the given memory buffer via magic number.
 541  * Call dexSwapAndVerify() on an unoptimized DEX file, do nothing
 542  * but return successfully on an optimized DEX file, and report an
 543  * error for all other cases.
 544  *
 545  * Return 0 on success.
 546  */
 547 int dexSwapAndVerifyIfNecessary(u1* addr, int len);
 548
 549 /*
 550  * Compute DEX checksum.
 551  */
 552 u4 dexComputeChecksum(const DexHeader* pHeader);
 553
 554 /*
 555  * Free a DexFile structure, along with any associated structures.
 556  */
 557 void dexFileFree(DexFile* pDexFile);
 558
 559 /*
 560  * Create class lookup table.
 561  */
 562 DexClassLookup* dexCreateClassLookup(DexFile* pDexFile);
 563
 564 /*
 565  * Find a class definition by descriptor.
 566  */
 567 const DexClassDef* dexFindClass(const DexFile* pFile, const char* descriptor);
 568
 569 /*
 570  * Set up the basic raw data pointers of a DexFile. This function isn't
 571  * meant for general use.
 572  */
 573 void dexFileSetupBasicPointers(DexFile* pDexFile, const u1* data);
 574
 575 /* return the DexMapList of the file, if any */
 576 DEX_INLINE const DexMapList* dexGetMap(const DexFile* pDexFile) {
 577     u4 mapOff = pDexFile->pHeader->mapOff;
 578
 579     if (mapOff == 0) {
 580         return NULL;
 581     } else {
 582         return (const DexMapList*) (pDexFile->baseAddr + mapOff);
 583     }
 584 }
 585
 586 /* return the const char* string data referred to by the given string_id */
 587 DEX_INLINE const char* dexGetStringData(const DexFile* pDexFile,
 588         const DexStringId* pStringId) {
 589     const u1* ptr = pDexFile->baseAddr + pStringId->stringDataOff;
 590
 591     // Skip the uleb128 length.
 592     while (*(ptr++) > 0x7f) /* empty */ ;
 593
 594     return (const char*) ptr;
 595 }
 596 /* return the StringId with the specified index */
 597 DEX_INLINE const DexStringId* dexGetStringId(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 598     assert(idx < pDexFile->pHeader->stringIdsSize);
 599     return &pDexFile->pStringIds[idx];
 600 }
 601 /* return the UTF-8 encoded string with the specified string_id index */
 602 DEX_INLINE const char* dexStringById(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 603     const DexStringId* pStringId = dexGetStringId(pDexFile, idx);
 604     return dexGetStringData(pDexFile, pStringId);
 605 }
 606
 607 /* Return the UTF-8 encoded string with the specified string_id index,
 608  * also filling in the UTF-16 size (number of 16-bit code points).*/
 609 const char* dexStringAndSizeById(const DexFile* pDexFile, u4 idx,
 610         u4* utf16Size);
 611
 612 /* return the TypeId with the specified index */
 613 DEX_INLINE const DexTypeId* dexGetTypeId(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 614     assert(idx < pDexFile->pHeader->typeIdsSize);
 615     return &pDexFile->pTypeIds[idx];
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Get the descriptor string associated with a given type index.
 620  * The caller should not free() the returned string.
 621  */
 622 DEX_INLINE const char* dexStringByTypeIdx(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 623     const DexTypeId* typeId = dexGetTypeId(pDexFile, idx);
 624     return dexStringById(pDexFile, typeId->descriptorIdx);
 625 }
 626
 627 /* return the MethodId with the specified index */
 628 DEX_INLINE const DexMethodId* dexGetMethodId(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 629     assert(idx < pDexFile->pHeader->methodIdsSize);
 630     return &pDexFile->pMethodIds[idx];
 631 }
 632
 633 /* return the FieldId with the specified index */
 634 DEX_INLINE const DexFieldId* dexGetFieldId(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 635     assert(idx < pDexFile->pHeader->fieldIdsSize);
 636     return &pDexFile->pFieldIds[idx];
 637 }
 638
 639 /* return the ProtoId with the specified index */
 640 DEX_INLINE const DexProtoId* dexGetProtoId(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 641     assert(idx < pDexFile->pHeader->protoIdsSize);
 642     return &pDexFile->pProtoIds[idx];
 643 }
 644
 645 /*
 646  * Get the parameter list from a ProtoId. The returns NULL if the ProtoId
 647  * does not have a parameter list.
 648  */
 649 DEX_INLINE const DexTypeList* dexGetProtoParameters(
 650     const DexFile *pDexFile, const DexProtoId* pProtoId) {
 651     if (pProtoId->parametersOff == 0) {
 652         return NULL;
 653     }
 654     return (const DexTypeList*)
 655         (pDexFile->baseAddr + pProtoId->parametersOff);
 656 }
 657
 658 /* return the ClassDef with the specified index */
 659 DEX_INLINE const DexClassDef* dexGetClassDef(const DexFile* pDexFile, u4 idx) {
 660     assert(idx < pDexFile->pHeader->classDefsSize);
 661     return &pDexFile->pClassDefs[idx];
 662 }
 663
 664 /* given a ClassDef pointer, recover its index */
 665 DEX_INLINE u4 dexGetIndexForClassDef(const DexFile* pDexFile,
 666     const DexClassDef* pClassDef)
 667 {
 668     assert(pClassDef >= pDexFile->pClassDefs &&
 669            pClassDef < pDexFile->pClassDefs + pDexFile->pHeader->classDefsSize);
 670     return pClassDef - pDexFile->pClassDefs;
 671 }
 672
 673 /* get the interface list for a DexClass */
 674 DEX_INLINE const DexTypeList* dexGetInterfacesList(const DexFile* pDexFile,
 675     const DexClassDef* pClassDef)
 676 {
 677     if (pClassDef->interfacesOff == 0)
 678         return NULL;
 679     return (const DexTypeList*)
 680         (pDexFile->baseAddr + pClassDef->interfacesOff);
 681 }
 682 /* return the Nth entry in a DexTypeList. */
 683 DEX_INLINE const DexTypeItem* dexGetTypeItem(const DexTypeList* pList,
 684     u4 idx)
 685 {
 686     assert(idx < pList->size);
 687     return &pList->list[idx];
 688 }
 689 /* return the type_idx for the Nth entry in a TypeList */
 690 DEX_INLINE u4 dexTypeListGetIdx(const DexTypeList* pList, u4 idx) {
 691     const DexTypeItem* pItem = dexGetTypeItem(pList, idx);
 692     return pItem->typeIdx;
 693 }
 694
 695 /* get the static values list for a DexClass */
 696 DEX_INLINE const DexEncodedArray* dexGetStaticValuesList(
 697     const DexFile* pDexFile, const DexClassDef* pClassDef)
 698 {
 699     if (pClassDef->staticValuesOff == 0)
 700         return NULL;
 701     return (const DexEncodedArray*)
 702         (pDexFile->baseAddr + pClassDef->staticValuesOff);
 703 }
 704
 705 /* get the annotations directory item for a DexClass */
 706 DEX_INLINE const DexAnnotationsDirectoryItem* dexGetAnnotationsDirectoryItem(
 707     const DexFile* pDexFile, const DexClassDef* pClassDef)
 708 {
 709     if (pClassDef->annotationsOff == 0)
 710         return NULL;
 711     return (const DexAnnotationsDirectoryItem*)
 712         (pDexFile->baseAddr + pClassDef->annotationsOff);
 713 }
 714
 715 /* get the source file string */
 716 DEX_INLINE const char* dexGetSourceFile(
 717     const DexFile* pDexFile, const DexClassDef* pClassDef)
 718 {
 719     if (pClassDef->sourceFileIdx == 0xffffffff)
 720         return NULL;
 721     return dexStringById(pDexFile, pClassDef->sourceFileIdx);
 722 }
 723
 724 /* get the size, in bytes, of a DexCode */
 725 size_t dexGetDexCodeSize(const DexCode* pCode);
 726
 727 /* Get the list of "tries" for the given DexCode. */
 728 DEX_INLINE const DexTry* dexGetTries(const DexCode* pCode) {
 729     const u2* insnsEnd = &pCode->insns[pCode->insnsSize];
 730
 731     // Round to four bytes.
 732     if ((((u4) insnsEnd) & 3) != 0) {
 733         insnsEnd++;
 734     }
 735
 736     return (const DexTry*) insnsEnd;
 737 }
 738
 739 /* Get the base of the encoded data for the given DexCode. */
 740 DEX_INLINE const u1* dexGetCatchHandlerData(const DexCode* pCode) {
 741     const DexTry* pTries = dexGetTries(pCode);
 742     return (const u1*) &pTries[pCode->triesSize];
 743 }
 744
 745 /* get a pointer to the start of the debugging data */
 746 DEX_INLINE const u1* dexGetDebugInfoStream(const DexFile* pDexFile,
 747     const DexCode* pCode)
 748 {
 749     if (pCode->debugInfoOff == 0) {
 750         return NULL;
 751     } else {
 752         return pDexFile->baseAddr + pCode->debugInfoOff;
 753     }
 754 }
 755
 756 /*
 757  * Callback for "new position table entry".
 758  * Returning non-0 causes the decoder to stop early.
 759  */
 760 typedef int (*DexDebugNewPositionCb)(void *cnxt, u4 address, u4 lineNum);
 761
 762 /*
 763  * Callback for "new locals table entry". "signature" is an empty string
 764  * if no signature is available for an entry.
 765  */
 766 typedef void (*DexDebugNewLocalCb)(void *cnxt, u2 reg, u4 startAddress,
 767         u4 endAddress, const char *name, const char *descriptor,
 768         const char *signature);
 769
 770 /*
 771  * Decode debug info for method.
 772  *
 773  * posCb is called in ascending address order.
 774  * localCb is called in order of ascending end address.
 775  */
 776 void dexDecodeDebugInfo(
 777             const DexFile* pDexFile,
 778             const DexCode* pDexCode,
 779             const char* classDescriptor,
 780             u4 protoIdx,
 781             u4 accessFlags,
 782             DexDebugNewPositionCb posCb, DexDebugNewLocalCb localCb,
 783             void* cnxt);
 784
 785 /* DexClassDef convenience - get class descriptor */
 786 DEX_INLINE const char* dexGetClassDescriptor(const DexFile* pDexFile,
 787     const DexClassDef* pClassDef)
 788 {
 789     return dexStringByTypeIdx(pDexFile, pClassDef->classIdx);
 790 }
 791
 792 /* DexClassDef convenience - get superclass descriptor */
 793 DEX_INLINE const char* dexGetSuperClassDescriptor(const DexFile* pDexFile,
 794     const DexClassDef* pClassDef)
 795 {
 796     if (pClassDef->superclassIdx == 0)
 797         return NULL;
 798     return dexStringByTypeIdx(pDexFile, pClassDef->superclassIdx);
 799 }
 800
 801 /* DexClassDef convenience - get class_data_item pointer */
 802 DEX_INLINE const u1* dexGetClassData(const DexFile* pDexFile,
 803     const DexClassDef* pClassDef)
 804 {
 805     if (pClassDef->classDataOff == 0)
 806         return NULL;
 807     return (const u1*) (pDexFile->baseAddr + pClassDef->classDataOff);
 808 }
 809
 810 /* Get an annotation set at a particular offset. */
 811 DEX_INLINE const DexAnnotationSetItem* dexGetAnnotationSetItem(
 812     const DexFile* pDexFile, u4 offset)
 813 {
 814     return (const DexAnnotationSetItem*) (pDexFile->baseAddr + offset);
 815 }
 816 /* get the class' annotation set */
 817 DEX_INLINE const DexAnnotationSetItem* dexGetClassAnnotationSet(
 818     const DexFile* pDexFile, const DexAnnotationsDirectoryItem* pAnnoDir)
 819 {
 820     if (pAnnoDir->classAnnotationsOff == 0)
 821         return NULL;
 822     return dexGetAnnotationSetItem(pDexFile, pAnnoDir->classAnnotationsOff);
 823 }
 824
 825 /* get the class' field annotation list */
 826 DEX_INLINE const DexFieldAnnotationsItem* dexGetFieldAnnotations(
 827     const DexFile* pDexFile, const DexAnnotationsDirectoryItem* pAnnoDir)
 828 {
 829     if (pAnnoDir->fieldsSize == 0)
 830         return NULL;
 831
 832     // Skip past the header to the start of the field annotations.
 833     return (const DexFieldAnnotationsItem*) &pAnnoDir[1];
 834 }
 835
 836 /* get field annotation list size */
 837 DEX_INLINE int dexGetFieldAnnotationsSize(const DexFile* pDexFile,
 838     const DexAnnotationsDirectoryItem* pAnnoDir)
 839 {
 840     return pAnnoDir->fieldsSize;
 841 }
 842
 843 /* return a pointer to the field's annotation set */
 844 DEX_INLINE const DexAnnotationSetItem* dexGetFieldAnnotationSetItem(
 845     const DexFile* pDexFile, const DexFieldAnnotationsItem* pItem)
 846 {
 847     return dexGetAnnotationSetItem(pDexFile, pItem->annotationsOff);
 848 }
 849
 850 /* get the class' method annotation list */
 851 DEX_INLINE const DexMethodAnnotationsItem* dexGetMethodAnnotations(
 852     const DexFile* pDexFile, const DexAnnotationsDirectoryItem* pAnnoDir)
 853 {
 854     if (pAnnoDir->methodsSize == 0)
 855         return NULL;
 856
 857     /*
 858      * Skip past the header and field annotations to the start of the
 859      * method annotations.
 860      */
 861     const u1* addr = (const u1*) &pAnnoDir[1];
 862     addr += pAnnoDir->fieldsSize * sizeof (DexFieldAnnotationsItem);
 863     return (const DexMethodAnnotationsItem*) addr;
 864 }
 865
 866 /* get method annotation list size */
 867 DEX_INLINE int dexGetMethodAnnotationsSize(const DexFile* pDexFile,
 868     const DexAnnotationsDirectoryItem* pAnnoDir)
 869 {
 870     return pAnnoDir->methodsSize;
 871 }
 872
 873 /* return a pointer to the method's annotation set */
 874 DEX_INLINE const DexAnnotationSetItem* dexGetMethodAnnotationSetItem(
 875     const DexFile* pDexFile, const DexMethodAnnotationsItem* pItem)
 876 {
 877     return dexGetAnnotationSetItem(pDexFile, pItem->annotationsOff);
 878 }
 879
 880 /* get the class' parameter annotation list */
 881 DEX_INLINE const DexParameterAnnotationsItem* dexGetParameterAnnotations(
 882     const DexFile* pDexFile, const DexAnnotationsDirectoryItem* pAnnoDir)
 883 {
 884     if (pAnnoDir->parametersSize == 0)
 885         return NULL;
 886
 887     /*
 888      * Skip past the header, field annotations, and method annotations
 889      * to the start of the parameter annotations.
 890      */
 891     const u1* addr = (const u1*) &pAnnoDir[1];
 892     addr += pAnnoDir->fieldsSize * sizeof (DexFieldAnnotationsItem);
 893     addr += pAnnoDir->methodsSize * sizeof (DexMethodAnnotationsItem);
 894     return (const DexParameterAnnotationsItem*) addr;
 895 }
 896
 897 /* get method annotation list size */
 898 DEX_INLINE int dexGetParameterAnnotationsSize(const DexFile* pDexFile,
 899     const DexAnnotationsDirectoryItem* pAnnoDir)
 900 {
 901     return pAnnoDir->parametersSize;
 902 }
 903
 904 /* return the parameter annotation ref list */
 905 DEX_INLINE const DexAnnotationSetRefList* dexGetParameterAnnotationSetRefList(
 906     const DexFile* pDexFile, const DexParameterAnnotationsItem* pItem)
 907 {
 908     return (const DexAnnotationSetRefList*)
 909         (pDexFile->baseAddr + pItem->annotationsOff);
 910 }
 911
 912 /* get method annotation list size */
 913 DEX_INLINE int dexGetParameterAnnotationSetRefSize(const DexFile* pDexFile,
 914     const DexParameterAnnotationsItem* pItem)
 915 {
 916     if (pItem->annotationsOff == 0)
 917         return 0;
 918     return dexGetParameterAnnotationSetRefList(pDexFile, pItem)->size;
 919 }
 920
 921 /* return the Nth entry from an annotation set ref list */
 922 DEX_INLINE const DexAnnotationSetRefItem* dexGetParameterAnnotationSetRef(
 923     const DexAnnotationSetRefList* pList, u4 idx)
 924 {
 925     assert(idx < pList->size);
 926     return &pList->list[idx];
 927 }
 928
 929 /* given a DexAnnotationSetRefItem, return the DexAnnotationSetItem */
 930 DEX_INLINE const DexAnnotationSetItem* dexGetSetRefItemItem(
 931     const DexFile* pDexFile, const DexAnnotationSetRefItem* pItem)
 932 {
 933     return dexGetAnnotationSetItem(pDexFile, pItem->annotationsOff);
 934 }
 935
 936 /* return the Nth annotation offset from a DexAnnotationSetItem */
 937 DEX_INLINE u4 dexGetAnnotationOff(
 938     const DexAnnotationSetItem* pAnnoSet, u4 idx)
 939 {
 940     assert(idx < pAnnoSet->size);
 941     return pAnnoSet->entries[idx];
 942 }
 943
 944 /* return the Nth annotation item from a DexAnnotationSetItem */
 945 DEX_INLINE const DexAnnotationItem* dexGetAnnotationItem(
 946     const DexFile* pDexFile, const DexAnnotationSetItem* pAnnoSet, u4 idx)
 947 {
 948     return (const DexAnnotationItem*)
 949         (pDexFile->baseAddr + dexGetAnnotationOff(pAnnoSet, idx));
 950 }
 951
 952
 953 /*
 954  * ===========================================================================
 955  *      Utility Functions
 956  * ===========================================================================
 957  */
 958
 959 /*
 960  * Retrieve the next UTF-16 character from a UTF-8 string.
 961  *
 962  * Advances "*pUtf8Ptr" to the start of the next character.
 963  *
 964  * WARNING: If a string is corrupted by dropping a '\0' in the middle
 965  * of a 3-byte sequence, you can end up overrunning the buffer with
 966  * reads (and possibly with the writes if the length was computed and
 967  * cached before the damage). For performance reasons, this function
 968  * assumes that the string being parsed is known to be valid (e.g., by
 969  * already being verified). Most strings we process here are coming
 970  * out of dex files or other internal translations, so the only real
 971  * risk comes from the JNI NewStringUTF call.
 972  */
 973 DEX_INLINE u2 dexGetUtf16FromUtf8(const char** pUtf8Ptr)
 974 {
 975     unsigned int one, two, three;
 976
 977     one = *(*pUtf8Ptr)++;
 978     if ((one & 0x80) != 0) {
 979         /* two- or three-byte encoding */
 980         two = *(*pUtf8Ptr)++;
 981         if ((one & 0x20) != 0) {
 982             /* three-byte encoding */
 983             three = *(*pUtf8Ptr)++;
 984             return ((one & 0x0f) << 12) |
 985                    ((two & 0x3f) << 6) |
 986                    (three & 0x3f);
 987         } else {
 988             /* two-byte encoding */
 989             return ((one & 0x1f) << 6) |
 990                    (two & 0x3f);
 991         }
 992     } else {
 993         /* one-byte encoding */
 994         return one;
 995     }
 996 }
 997
 998 /* Compare two '\0'-terminated modified UTF-8 strings, using Unicode
 999  * code point values for comparison. This treats different encodings
1000  * for the same code point as equivalent, except that only a real '\0'
1001  * byte is considered the string terminator. The return value is as
1002  * for strcmp(). */
1003 int dexUtf8Cmp(const char* s1, const char* s2);
1004
1005
1006 /* for dexIsValidMemberNameUtf8(), a bit vector indicating valid low ascii */
1007 extern u4 DEX_MEMBER_VALID_LOW_ASCII[4];
1008
1009 /* Helper for dexIsValidMemberUtf8(); do not call directly. */
1010 bool dexIsValidMemberNameUtf8_0(const char** pUtf8Ptr);
1011
1012 /* Return whether the pointed-at modified-UTF-8 encoded character is
1013  * valid as part of a member name, updating the pointer to point past
1014  * the consumed character. This will consume two encoded UTF-16 code
1015  * points if the character is encoded as a surrogate pair. Also, if
1016  * this function returns false, then the given pointer may only have
1017  * been partially advanced. */
1018 DEX_INLINE bool dexIsValidMemberNameUtf8(const char** pUtf8Ptr) {
1019     u1 c = (u1) **pUtf8Ptr;
1020     if (c <= 0x7f) {
1021         // It's low-ascii, so check the table.
1022         u4 wordIdx = c >> 5;
1023         u4 bitIdx = c & 0x1f;
1024         (*pUtf8Ptr)++;
1025         return (DEX_MEMBER_VALID_LOW_ASCII[wordIdx] & (1 << bitIdx)) != 0;
1026     }
1027
1028     /*
1029      * It's a multibyte encoded character. Call a non-inline function
1030      * for the heavy lifting.
1031      */
1032     return dexIsValidMemberNameUtf8_0(pUtf8Ptr);
1033 }
1034
1035 /* Return whether the given string is a valid field or method name. */
1036 bool dexIsValidMemberName(const char* s);
1037
1038 /* Return whether the given string is a valid type descriptor. */
1039 bool dexIsValidTypeDescriptor(const char* s);
1040
1041 /* Return whether the given string is a valid reference descriptor. This
1042  * is true if dexIsValidTypeDescriptor() returns true and the descriptor
1043  * is for a class or array and not a primitive type. */
1044 bool dexIsReferenceDescriptor(const char* s);
1045
1046 /* Return whether the given string is a valid class descriptor. This
1047  * is true if dexIsValidTypeDescriptor() returns true and the descriptor
1048  * is for a class and not an array or primitive type. */
1049 bool dexIsClassDescriptor(const char* s);
1050
1051 /* Return whether the given string is a valid field type descriptor. This
1052  * is true if dexIsValidTypeDescriptor() returns true and the descriptor
1053  * is for anything but "void". */
1054 bool dexIsFieldDescriptor(const char* s);
1055
1056 #endif /*_LIBDEX_DEXFILE*/