libjava/link.cc

   1 // link.cc - Code for linking and resolving classes and pool entries.
   2
   3 /* Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation
   4
   5    This file is part of libgcj.
   6
   7 This software is copyrighted work licensed under the terms of the
   8 Libgcj License.  Please consult the file "LIBGCJ_LICENSE" for
   9 details.  */
  10
  11 /* Author: Kresten Krab Thorup <krab@gnu.org>  */
  12
  13 #include <config.h>
  14 #include <platform.h>
  15
  16 #include <stdio.h>
  17
  18 #include <java-interp.h>
  19
  20 #include <jvm.h>
  21 #include <gcj/cni.h>
  22 #include <string.h>
  23 #include <limits.h>
  24 #include <java-cpool.h>
  25 #include <execution.h>
  26 #include <java/lang/Class.h>
  27 #include <java/lang/String.h>
  28 #include <java/lang/StringBuffer.h>
  29 #include <java/lang/Thread.h>
  30 #include <java/lang/InternalError.h>
  31 #include <java/lang/VirtualMachineError.h>
  32 #include <java/lang/VerifyError.h>
  33 #include <java/lang/NoSuchFieldError.h>
  34 #include <java/lang/NoSuchMethodError.h>
  35 #include <java/lang/ClassFormatError.h>
  36 #include <java/lang/IllegalAccessError.h>
  37 #include <java/lang/AbstractMethodError.h>
  38 #include <java/lang/NoClassDefFoundError.h>
  39 #include <java/lang/IncompatibleClassChangeError.h>
  40 #include <java/lang/VerifyError.h>
  41 #include <java/lang/VMClassLoader.h>
  42 #include <java/lang/reflect/Modifier.h>
  43 #include <java/security/CodeSource.h>
  44
  45 using namespace gcj;
  46
  47 typedef unsigned int uaddr __attribute__ ((mode (pointer)));
  48
  49 template<typename T>
  50 struct aligner
  51 {
  52   char c;
  53   T field;
  54 };
  55
  56 #define ALIGNOF(TYPE) (offsetof (aligner<TYPE>, field))
  57
  58 // This returns the alignment of a type as it would appear in a
  59 // structure.  This can be different from the alignment of the type
  60 // itself.  For instance on x86 double is 8-aligned but struct{double}
  61 // is 4-aligned.
  62 int
  63 _Jv_Linker::get_alignment_from_class (jclass klass)
  64 {
  65   if (klass == JvPrimClass (byte))
  66     return ALIGNOF (jbyte);
  67   else if (klass == JvPrimClass (short))
  68     return ALIGNOF (jshort);
  69   else if (klass == JvPrimClass (int))
  70     return ALIGNOF (jint);
  71   else if (klass == JvPrimClass (long))
  72     return ALIGNOF (jlong);
  73   else if (klass == JvPrimClass (boolean))
  74     return ALIGNOF (jboolean);
  75   else if (klass == JvPrimClass (char))
  76     return ALIGNOF (jchar);
  77   else if (klass == JvPrimClass (float))
  78     return ALIGNOF (jfloat);
  79   else if (klass == JvPrimClass (double))
  80     return ALIGNOF (jdouble);
  81   else
  82     return ALIGNOF (jobject);
  83 }
  84
  85 void
  86 _Jv_Linker::resolve_field (_Jv_Field *field, java::lang::ClassLoader *loader)
  87 {
  88   if (! field->isResolved ())
  89     {
  90       _Jv_Utf8Const *sig = (_Jv_Utf8Const *) field->type;
  91       jclass type = _Jv_FindClassFromSignature (sig->chars(), loader);
  92       if (type == NULL)
  93         throw new java::lang::NoClassDefFoundError(field->name->toString());
  94       field->type = type;
  95       field->flags &= ~_Jv_FIELD_UNRESOLVED_FLAG;
  96     }
  97 }
  98
  99 // A helper for find_field that knows how to recursively search
 100 // superclasses and interfaces.
 101 _Jv_Field *
 102 _Jv_Linker::find_field_helper (jclass search, _Jv_Utf8Const *name,
 103                                _Jv_Utf8Const *type_name,
 104                                jclass *declarer)
 105 {
 106   while (search)
 107     {
 108       // From 5.4.3.2.  First search class itself.
 109       for (int i = 0; i < search->field_count; ++i)
 110         {
 111           _Jv_Field *field = &search->fields[i];
 112           if (! _Jv_equalUtf8Consts (field->name, name))
 113             continue;
 114
 115           if (! field->isResolved ())
 116             resolve_field (field, search->loader);
 117
 118           // Note that we compare type names and not types.  This is
 119           // bizarre, but we do it because we want to find a field
 120           // (and terminate the search) if it has the correct
 121           // descriptor -- but then later reject it if the class
 122           // loader check results in different classes.  We can't just
 123           // pass in the descriptor and check that way, because when
 124           // the field is already resolved there is no easy way to
 125           // find its descriptor again.
 126           if (_Jv_equalUtf8Consts (type_name, field->type->name))
 127             {
 128               *declarer = search;
 129               return field;
 130             }
 131         }
 132
 133       // Next search direct interfaces.
 134       for (int i = 0; i < search->interface_count; ++i)
 135         {
 136           _Jv_Field *result = find_field_helper (search->interfaces[i], name,
 137                                                  type_name, declarer);
 138           if (result)
 139             return result;
 140         }
 141
 142       // Now search superclass.
 143       search = search->superclass;
 144     }
 145
 146   return NULL;
 147 }
 148
 149 bool
 150 _Jv_Linker::has_field_p (jclass search, _Jv_Utf8Const *field_name)
 151 {
 152   for (int i = 0; i < search->field_count; ++i)
 153     {
 154       _Jv_Field *field = &search->fields[i];
 155       if (_Jv_equalUtf8Consts (field->name, field_name))
 156         return true;
 157     }
 158   return false;
 159 }
 160
 161 // Find a field.
 162 // KLASS is the class that is requesting the field.
 163 // OWNER is the class in which the field should be found.
 164 // FIELD_TYPE_NAME is the type descriptor for the field.
 165 // Fill FOUND_CLASS with the address of the class in which the field
 166 // is actually declared.
 167 // This function does the class loader type checks, and
 168 // also access checks.  Returns the field, or throws an
 169 // exception on error.
 170 _Jv_Field *
 171 _Jv_Linker::find_field (jclass klass, jclass owner,
 172                         jclass *found_class,
 173                         _Jv_Utf8Const *field_name,
 174                         _Jv_Utf8Const *field_type_name)
 175 {
 176   // FIXME: this allocates a _Jv_Utf8Const each time.  We should make
 177   // it cheaper.
 178   jclass field_type = _Jv_FindClassFromSignature (field_type_name->chars(),
 179                                                   klass->loader);
 180   if (field_type == NULL)
 181     throw new java::lang::NoClassDefFoundError(field_name->toString());
 182
 183   _Jv_Field *the_field = find_field_helper (owner, field_name,
 184                                             field_type->name, found_class);
 185
 186   if (the_field == 0)
 187     {
 188       java::lang::StringBuffer *sb = new java::lang::StringBuffer();
 189       sb->append(JvNewStringLatin1("field "));
 190       sb->append(owner->getName());
 191       sb->append(JvNewStringLatin1("."));
 192       sb->append(_Jv_NewStringUTF(field_name->chars()));
 193       sb->append(JvNewStringLatin1(" was not found."));
 194       throw new java::lang::NoSuchFieldError (sb->toString());
 195     }
 196
 197   if (_Jv_CheckAccess (klass, *found_class, the_field->flags))
 198     {
 199       // Note that the field returned by find_field_helper is always
 200       // resolved.  There's no point checking class loaders here,
 201       // since we already did the work to look up all the types.
 202       // FIXME: being lazy here would be nice.
 203       if (the_field->type != field_type)
 204         throw new java::lang::LinkageError
 205           (JvNewStringLatin1
 206            ("field type mismatch with different loaders"));
 207     }
 208   else
 209     {
 210       java::lang::StringBuffer *sb
 211         = new java::lang::StringBuffer ();
 212       sb->append(klass->getName());
 213       sb->append(JvNewStringLatin1(": "));
 214       sb->append((*found_class)->getName());
 215       sb->append(JvNewStringLatin1("."));
 216       sb->append(_Jv_NewStringUtf8Const (field_name));
 217       throw new java::lang::IllegalAccessError(sb->toString());
 218     }
 219
 220   return the_field;
 221 }
 222
 223 _Jv_word
 224 _Jv_Linker::resolve_pool_entry (jclass klass, int index)
 225 {
 226   using namespace java::lang::reflect;
 227
 228   _Jv_Constants *pool = &klass->constants;
 229
 230   if ((pool->tags[index] & JV_CONSTANT_ResolvedFlag) != 0)
 231     return pool->data[index];
 232
 233   switch (pool->tags[index])
 234     {
 235     case JV_CONSTANT_Class:
 236       {
 237         _Jv_Utf8Const *name = pool->data[index].utf8;
 238
 239         jclass found;
 240         if (name->first() == '[')
 241           found = _Jv_FindClassFromSignature (name->chars(),
 242                                               klass->loader);
 243         else
 244           found = _Jv_FindClass (name, klass->loader);
 245
 246         if (! found)
 247           throw new java::lang::NoClassDefFoundError (name->toString());
 248
 249         // Check accessibility, but first strip array types as
 250         // _Jv_ClassNameSamePackage can't handle arrays.
 251         jclass check;
 252         for (check = found;
 253              check && check->isArray();
 254              check = check->getComponentType())
 255           ;
 256         if ((found->accflags & Modifier::PUBLIC) == Modifier::PUBLIC
 257             || (_Jv_ClassNameSamePackage (check->name,
 258                                           klass->name)))
 259           {
 260             pool->data[index].clazz = found;
 261             pool->tags[index] |= JV_CONSTANT_ResolvedFlag;
 262           }
 263         else
 264           {
 265             java::lang::StringBuffer *sb = new java::lang::StringBuffer ();
 266             sb->append(klass->getName());
 267             sb->append(JvNewStringLatin1(" can't access class "));
 268             sb->append(found->getName());
 269             throw new java::lang::IllegalAccessError(sb->toString());
 270           }
 271       }
 272       break;
 273
 274     case JV_CONSTANT_String:
 275       {
 276         jstring str;
 277         str = _Jv_NewStringUtf8Const (pool->data[index].utf8);
 278         pool->data[index].o = str;
 279         pool->tags[index] |= JV_CONSTANT_ResolvedFlag;
 280       }
 281       break;
 282
 283     case JV_CONSTANT_Fieldref:
 284       {
 285         _Jv_ushort class_index, name_and_type_index;
 286         _Jv_loadIndexes (&pool->data[index],
 287                          class_index,
 288                          name_and_type_index);
 289         jclass owner = (resolve_pool_entry (klass, class_index)).clazz;
 290
 291         if (owner != klass)
 292           _Jv_InitClass (owner);
 293
 294         _Jv_ushort name_index, type_index;
 295         _Jv_loadIndexes (&pool->data[name_and_type_index],
 296                          name_index,
 297                          type_index);
 298
 299         _Jv_Utf8Const *field_name = pool->data[name_index].utf8;
 300         _Jv_Utf8Const *field_type_name = pool->data[type_index].utf8;
 301
 302         jclass found_class = 0;
 303         _Jv_Field *the_field = find_field (klass, owner,
 304                                            &found_class,
 305                                            field_name,
 306                                            field_type_name);
 307         if (owner != found_class)
 308           _Jv_InitClass (found_class);
 309         pool->data[index].field = the_field;
 310         pool->tags[index] |= JV_CONSTANT_ResolvedFlag;
 311       }
 312       break;
 313
 314     case JV_CONSTANT_Methodref:
 315     case JV_CONSTANT_InterfaceMethodref:
 316       {
 317         _Jv_ushort class_index, name_and_type_index;
 318         _Jv_loadIndexes (&pool->data[index],
 319                          class_index,
 320                          name_and_type_index);
 321         jclass owner = (resolve_pool_entry (klass, class_index)).clazz;
 322
 323         if (owner != klass)
 324           _Jv_InitClass (owner);
 325
 326         _Jv_ushort name_index, type_index;
 327         _Jv_loadIndexes (&pool->data[name_and_type_index],
 328                          name_index,
 329                          type_index);
 330
 331         _Jv_Utf8Const *method_name = pool->data[name_index].utf8;
 332         _Jv_Utf8Const *method_signature = pool->data[type_index].utf8;
 333
 334         _Jv_Method *the_method = 0;
 335         jclass found_class = 0;
 336
 337         // We're going to cache a pointer to the _Jv_Method object
 338         // when we find it.  So, to ensure this doesn't get moved from
 339         // beneath us, we first put all the needed Miranda methods
 340         // into the target class.
 341         wait_for_state (klass, JV_STATE_LOADED);
 342
 343         // First search the class itself.
 344         the_method = search_method_in_class (owner, klass,
 345                                              method_name, method_signature);
 346
 347         if (the_method != 0)
 348           {
 349             found_class = owner;
 350             goto end_of_method_search;
 351           }
 352
 353         // If we are resolving an interface method, search the
 354         // interface's superinterfaces (A superinterface is not an
 355         // interface's superclass - a superinterface is implemented by
 356         // the interface).
 357         if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_InterfaceMethodref)
 358           {
 359             _Jv_ifaces ifaces;
 360             ifaces.count = 0;
 361             ifaces.len = 4;
 362             ifaces.list = (jclass *) _Jv_Malloc (ifaces.len
 363                                                  * sizeof (jclass *));
 364
 365             get_interfaces (owner, &ifaces);
 366
 367             for (int i = 0; i < ifaces.count; i++)
 368               {
 369                 jclass cls = ifaces.list[i];
 370                 the_method = search_method_in_class (cls, klass, method_name,
 371                                                      method_signature);
 372                 if (the_method != 0)
 373                   {
 374                     found_class = cls;
 375                     break;
 376                   }
 377               }
 378
 379             _Jv_Free (ifaces.list);
 380
 381             if (the_method != 0)
 382               goto end_of_method_search;
 383           }
 384
 385         // Finally, search superclasses.
 386         for (jclass cls = owner->getSuperclass (); cls != 0;
 387              cls = cls->getSuperclass ())
 388           {
 389             the_method = search_method_in_class (cls, klass, method_name,
 390                                                  method_signature);
 391             if (the_method != 0)
 392               {
 393                 found_class = cls;
 394                 break;
 395               }
 396           }
 397
 398       end_of_method_search:
 399
 400         // FIXME: if (cls->loader != klass->loader), then we
 401         // must actually check that the types of arguments
 402         // correspond.  That is, for each argument type, and
 403         // the return type, doing _Jv_FindClassFromSignature
 404         // with either loader should produce the same result,
 405         // i.e., exactly the same jclass object. JVMS 5.4.3.3
 406
 407         if (the_method == 0)
 408           {
 409             java::lang::StringBuffer *sb = new java::lang::StringBuffer();
 410             sb->append(JvNewStringLatin1("method "));
 411             sb->append(owner->getName());
 412             sb->append(JvNewStringLatin1("."));
 413             sb->append(_Jv_NewStringUTF(method_name->chars()));
 414             sb->append(JvNewStringLatin1(" with signature "));
 415             sb->append(_Jv_NewStringUTF(method_signature->chars()));
 416             sb->append(JvNewStringLatin1(" was not found."));
 417             throw new java::lang::NoSuchMethodError (sb->toString());
 418           }
 419
 420         int vtable_index = -1;
 421         if (pool->tags[index] != JV_CONSTANT_InterfaceMethodref)
 422           vtable_index = (jshort)the_method->index;
 423
 424         pool->data[index].rmethod
 425           = klass->engine->resolve_method(the_method,
 426                                           found_class,
 427                                           ((the_method->accflags
 428                                             & Modifier::STATIC) != 0),
 429                                           vtable_index);
 430         pool->tags[index] |= JV_CONSTANT_ResolvedFlag;
 431       }
 432       break;
 433     }
 434   return pool->data[index];
 435 }
 436
 437 // This function is used to lazily locate superclasses and
 438 // superinterfaces.  This must be called with the class lock held.
 439 void
 440 _Jv_Linker::resolve_class_ref (jclass klass, jclass *classref)
 441 {
 442   jclass ret = *classref;
 443
 444   // If superclass looks like a constant pool entry, resolve it now.
 445   if (ret && (uaddr) ret < (uaddr) klass->constants.size)
 446     {
 447       if (klass->state < JV_STATE_LINKED)
 448         {
 449           _Jv_Utf8Const *name = klass->constants.data[(uaddr) *classref].utf8;
 450           ret = _Jv_FindClass (name, klass->loader);
 451           if (! ret)
 452             {
 453               throw new java::lang::NoClassDefFoundError (name->toString());
 454             }
 455         }
 456       else
 457         ret = klass->constants.data[(uaddr) classref].clazz;
 458       *classref = ret;
 459     }
 460 }
 461
 462 // Find a method declared in the cls that is referenced from klass and
 463 // perform access checks.
 464 _Jv_Method *
 465 _Jv_Linker::search_method_in_class (jclass cls, jclass klass,
 466                                     _Jv_Utf8Const *method_name,
 467                                     _Jv_Utf8Const *method_signature)
 468 {
 469   using namespace java::lang::reflect;
 470
 471   for (int i = 0;  i < cls->method_count;  i++)
 472     {
 473       _Jv_Method *method = &cls->methods[i];
 474       if (   (!_Jv_equalUtf8Consts (method->name,
 475                                     method_name))
 476           || (!_Jv_equalUtf8Consts (method->signature,
 477                                     method_signature)))
 478         continue;
 479
 480       if (_Jv_CheckAccess (klass, cls, method->accflags))
 481         return method;
 482       else
 483         {
 484           java::lang::StringBuffer *sb = new java::lang::StringBuffer();
 485           sb->append(klass->getName());
 486           sb->append(JvNewStringLatin1(": "));
 487           sb->append(cls->getName());
 488           sb->append(JvNewStringLatin1("."));
 489           sb->append(_Jv_NewStringUTF(method_name->chars()));
 490           sb->append(_Jv_NewStringUTF(method_signature->chars()));
 491           throw new java::lang::IllegalAccessError (sb->toString());
 492         }
 493     }
 494   return 0;
 495 }
 496
 497
 498 #define INITIAL_IOFFSETS_LEN 4
 499 #define INITIAL_IFACES_LEN 4
 500
 501 static _Jv_IDispatchTable null_idt = { {SHRT_MAX, 0, NULL} };
 502
 503 // Generate tables for constant-time assignment testing and interface
 504 // method lookup. This implements the technique described by Per Bothner
 505 // <per@bothner.com> on the java-discuss mailing list on 1999-09-02:
 506 // http://gcc.gnu.org/ml/java/1999-q3/msg00377.html
 507 void
 508 _Jv_Linker::prepare_constant_time_tables (jclass klass)
 509 {
 510   if (klass->isPrimitive () || klass->isInterface ())
 511     return;
 512
 513   // Short-circuit in case we've been called already.
 514   if ((klass->idt != NULL) || klass->depth != 0)
 515     return;
 516
 517   // Calculate the class depth and ancestor table. The depth of a class
 518   // is how many "extends" it is removed from Object. Thus the depth of
 519   // java.lang.Object is 0, but the depth of java.io.FilterOutputStream
 520   // is 2. Depth is defined for all regular and array classes, but not
 521   // interfaces or primitive types.
 522
 523   jclass klass0 = klass;
 524   jboolean has_interfaces = 0;
 525   while (klass0 != &java::lang::Object::class$)
 526     {
 527       has_interfaces += klass0->interface_count;
 528       klass0 = klass0->superclass;
 529       klass->depth++;
 530     }
 531
 532   // We do class member testing in constant time by using a small table
 533   // of all the ancestor classes within each class. The first element is
 534   // a pointer to the current class, and the rest are pointers to the
 535   // classes ancestors, ordered from the current class down by decreasing
 536   // depth. We do not include java.lang.Object in the table of ancestors,
 537   // since it is redundant.
 538
 539   // FIXME: _Jv_AllocBytes
 540   klass->ancestors = (jclass *) _Jv_Malloc (klass->depth
 541                                                 * sizeof (jclass));
 542   klass0 = klass;
 543   for (int index = 0; index < klass->depth; index++)
 544     {
 545       klass->ancestors[index] = klass0;
 546       klass0 = klass0->superclass;
 547     }
 548
 549   if ((klass->accflags & java::lang::reflect::Modifier::ABSTRACT) != 0)
 550     return;
 551
 552   // Optimization: If class implements no interfaces, use a common
 553   // predefined interface table.
 554   if (!has_interfaces)
 555     {
 556       klass->idt = &null_idt;
 557       return;
 558     }
 559
 560   // FIXME: _Jv_AllocBytes
 561   klass->idt =
 562     (_Jv_IDispatchTable *) _Jv_Malloc (sizeof (_Jv_IDispatchTable));
 563
 564   _Jv_ifaces ifaces;
 565   ifaces.count = 0;
 566   ifaces.len = INITIAL_IFACES_LEN;
 567   ifaces.list = (jclass *) _Jv_Malloc (ifaces.len * sizeof (jclass *));
 568
 569   int itable_size = get_interfaces (klass, &ifaces);
 570
 571   if (ifaces.count > 0)
 572     {
 573       klass->idt->cls.itable =
 574         // FIXME: _Jv_AllocBytes
 575         (void **) _Jv_Malloc (itable_size * sizeof (void *));
 576       klass->idt->cls.itable_length = itable_size;
 577
 578       jshort *itable_offsets =
 579         (jshort *) _Jv_Malloc (ifaces.count * sizeof (jshort));
 580
 581       generate_itable (klass, &ifaces, itable_offsets);
 582
 583       jshort cls_iindex = find_iindex (ifaces.list, itable_offsets,
 584                                        ifaces.count);
 585
 586       for (int i = 0; i < ifaces.count; i++)
 587         {
 588           ifaces.list[i]->idt->iface.ioffsets[cls_iindex] =
 589             itable_offsets[i];
 590         }
 591
 592       klass->idt->cls.iindex = cls_iindex;
 593
 594       _Jv_Free (ifaces.list);
 595       _Jv_Free (itable_offsets);
 596     }
 597   else
 598     {
 599       klass->idt->cls.iindex = SHRT_MAX;
 600     }
 601 }
 602
 603 // Return index of item in list, or -1 if item is not present.
 604 inline jshort
 605 _Jv_Linker::indexof (void *item, void **list, jshort list_len)
 606 {
 607   for (int i=0; i < list_len; i++)
 608     {
 609       if (list[i] == item)
 610         return i;
 611     }
 612   return -1;
 613 }
 614
 615 // Find all unique interfaces directly or indirectly implemented by klass.
 616 // Returns the size of the interface dispatch table (itable) for klass, which
 617 // is the number of unique interfaces plus the total number of methods that
 618 // those interfaces declare. May extend ifaces if required.
 619 jshort
 620 _Jv_Linker::get_interfaces (jclass klass, _Jv_ifaces *ifaces)
 621 {
 622   jshort result = 0;
 623
 624   for (int i = 0; i < klass->interface_count; i++)
 625     {
 626       jclass iface = klass->interfaces[i];
 627
 628       /* Make sure interface is linked.  */
 629       wait_for_state(iface, JV_STATE_LINKED);
 630
 631       if (indexof (iface, (void **) ifaces->list, ifaces->count) == -1)
 632         {
 633           if (ifaces->count + 1 >= ifaces->len)
 634             {
 635               /* Resize ifaces list */
 636               ifaces->len = ifaces->len * 2;
 637               ifaces->list
 638                 = (jclass *) _Jv_Realloc (ifaces->list,
 639                                           ifaces->len * sizeof(jclass));
 640             }
 641           ifaces->list[ifaces->count] = iface;
 642           ifaces->count++;
 643
 644           result += get_interfaces (klass->interfaces[i], ifaces);
 645         }
 646     }
 647
 648   if (klass->isInterface())
 649     result += klass->method_count + 1;
 650   else if (klass->superclass)
 651     result += get_interfaces (klass->superclass, ifaces);
 652   return result;
 653 }
 654
 655 // Fill out itable in klass, resolving method declarations in each ifaces.
 656 // itable_offsets is filled out with the position of each iface in itable,
 657 // such that itable[itable_offsets[n]] == ifaces.list[n].
 658 void
 659 _Jv_Linker::generate_itable (jclass klass, _Jv_ifaces *ifaces,
 660                                jshort *itable_offsets)
 661 {
 662   void **itable = klass->idt->cls.itable;
 663   jshort itable_pos = 0;
 664
 665   for (int i = 0; i < ifaces->count; i++)
 666     {
 667       jclass iface = ifaces->list[i];
 668       itable_offsets[i] = itable_pos;
 669       itable_pos = append_partial_itable (klass, iface, itable, itable_pos);
 670
 671       /* Create interface dispatch table for iface */
 672       if (iface->idt == NULL)
 673         {
 674           // FIXME: _Jv_AllocBytes
 675           iface->idt
 676             = (_Jv_IDispatchTable *) _Jv_Malloc (sizeof (_Jv_IDispatchTable));
 677
 678           // The first element of ioffsets is its length (itself included).
 679           // FIXME: _Jv_AllocBytes
 680           jshort *ioffsets = (jshort *) _Jv_Malloc (INITIAL_IOFFSETS_LEN
 681                                                     * sizeof (jshort));
 682           ioffsets[0] = INITIAL_IOFFSETS_LEN;
 683           for (int i = 1; i < INITIAL_IOFFSETS_LEN; i++)
 684             ioffsets[i] = -1;
 685
 686           iface->idt->iface.ioffsets = ioffsets;
 687         }
 688     }
 689 }
 690
 691 // Format method name for use in error messages.
 692 jstring
 693 _Jv_GetMethodString (jclass klass, _Jv_Method *meth,
 694                      jclass derived)
 695 {
 696   using namespace java::lang;
 697   StringBuffer *buf = new StringBuffer (klass->name->toString());
 698   buf->append (jchar ('.'));
 699   buf->append (meth->name->toString());
 700   buf->append ((jchar) ' ');
 701   buf->append (meth->signature->toString());
 702   if (derived)
 703     {
 704       buf->append(JvNewStringLatin1(" in "));
 705       buf->append(derived->name->toString());
 706     }
 707   return buf->toString();
 708 }
 709
 710 void
 711 _Jv_ThrowNoSuchMethodError ()
 712 {
 713   throw new java::lang::NoSuchMethodError;
 714 }
 715
 716 // This is put in empty vtable slots.
 717 void
 718 _Jv_ThrowAbstractMethodError ()
 719 {
 720   throw new java::lang::AbstractMethodError();
 721 }
 722
 723 // Each superinterface of a class (i.e. each interface that the class
 724 // directly or indirectly implements) has a corresponding "Partial
 725 // Interface Dispatch Table" whose size is (number of methods + 1) words.
 726 // The first word is a pointer to the interface (i.e. the java.lang.Class
 727 // instance for that interface).  The remaining words are pointers to the
 728 // actual methods that implement the methods declared in the interface,
 729 // in order of declaration.
 730 //
 731 // Append partial interface dispatch table for "iface" to "itable", at
 732 // position itable_pos.
 733 // Returns the offset at which the next partial ITable should be appended.
 734 jshort
 735 _Jv_Linker::append_partial_itable (jclass klass, jclass iface,
 736                                      void **itable, jshort pos)
 737 {
 738   using namespace java::lang::reflect;
 739
 740   itable[pos++] = (void *) iface;
 741   _Jv_Method *meth;
 742
 743   for (int j=0; j < iface->method_count; j++)
 744     {
 745       meth = NULL;
 746       for (jclass cl = klass; cl; cl = cl->getSuperclass())
 747         {
 748           meth = _Jv_GetMethodLocal (cl, iface->methods[j].name,
 749                                      iface->methods[j].signature);
 750
 751           if (meth)
 752             break;
 753         }
 754
 755       if (meth && (meth->name->first() == '<'))
 756         {
 757           // leave a placeholder in the itable for hidden init methods.
 758           itable[pos] = NULL;
 759         }
 760       else if (meth)
 761         {
 762           if ((meth->accflags & Modifier::STATIC) != 0)
 763             throw new java::lang::IncompatibleClassChangeError
 764               (_Jv_GetMethodString (klass, meth));
 765           if ((meth->accflags & Modifier::PUBLIC) == 0)
 766             throw new java::lang::IllegalAccessError
 767               (_Jv_GetMethodString (klass, meth));
 768
 769           if ((meth->accflags & Modifier::ABSTRACT) != 0)
 770             itable[pos] = (void *) &_Jv_ThrowAbstractMethodError;
 771           else
 772             itable[pos] = meth->ncode;
 773         }
 774       else
 775         {
 776           // The method doesn't exist in klass. Binary compatibility rules
 777           // permit this, so we delay the error until runtime using a pointer
 778           // to a method which throws an exception.
 779           itable[pos] = (void *) _Jv_ThrowNoSuchMethodError;
 780         }
 781       pos++;
 782     }
 783
 784   return pos;
 785 }
 786
 787 static _Jv_Mutex_t iindex_mutex;
 788 static bool iindex_mutex_initialized = false;
 789
 790 // We need to find the correct offset in the Class Interface Dispatch
 791 // Table for a given interface. Once we have that, invoking an interface
 792 // method just requires combining the Method's index in the interface
 793 // (known at compile time) to get the correct method.  Doing a type test
 794 // (cast or instanceof) is the same problem: Once we have a possible Partial
 795 // Interface Dispatch Table, we just compare the first element to see if it
 796 // matches the desired interface. So how can we find the correct offset?
 797 // Our solution is to keep a vector of candiate offsets in each interface
 798 // (idt->iface.ioffsets), and in each class we have an index
 799 // (idt->cls.iindex) used to select the correct offset from ioffsets.
 800 //
 801 // Calculate and return iindex for a new class.
 802 // ifaces is a vector of num interfaces that the class implements.
 803 // offsets[j] is the offset in the interface dispatch table for the
 804 // interface corresponding to ifaces[j].
 805 // May extend the interface ioffsets if required.
 806 jshort
 807 _Jv_Linker::find_iindex (jclass *ifaces, jshort *offsets, jshort num)
 808 {
 809   int i;
 810   int j;
 811
 812   // Acquire a global lock to prevent itable corruption in case of multiple
 813   // classes that implement an intersecting set of interfaces being linked
 814   // simultaneously. We can assume that the mutex will be initialized
 815   // single-threaded.
 816   if (! iindex_mutex_initialized)
 817     {
 818       _Jv_MutexInit (&iindex_mutex);
 819       iindex_mutex_initialized = true;
 820     }
 821
 822   _Jv_MutexLock (&iindex_mutex);
 823
 824   for (i=1;; i++)  /* each potential position in ioffsets */
 825     {
 826       for (j=0;; j++)  /* each iface */
 827         {
 828           if (j >= num)
 829             goto found;
 830           if (i >= ifaces[j]->idt->iface.ioffsets[0])
 831             continue;
 832           int ioffset = ifaces[j]->idt->iface.ioffsets[i];
 833           /* We can potentially share this position with another class. */
 834           if (ioffset >= 0 && ioffset != offsets[j])
 835             break; /* Nope. Try next i. */
 836         }
 837     }
 838   found:
 839   for (j = 0; j < num; j++)
 840     {
 841       int len = ifaces[j]->idt->iface.ioffsets[0];
 842       if (i >= len)
 843         {
 844           // Resize ioffsets.
 845           int newlen = 2 * len;
 846           if (i >= newlen)
 847             newlen = i + 3;
 848           jshort *old_ioffsets = ifaces[j]->idt->iface.ioffsets;
 849           // FIXME: _Jv_AllocBytes
 850           jshort *new_ioffsets = (jshort *) _Jv_Malloc (newlen
 851                                                         * sizeof(jshort));
 852           memcpy (&new_ioffsets[1], &old_ioffsets[1],
 853                   (len - 1) * sizeof (jshort));
 854           new_ioffsets[0] = newlen;
 855
 856           while (len < newlen)
 857             new_ioffsets[len++] = -1;
 858
 859           ifaces[j]->idt->iface.ioffsets = new_ioffsets;
 860         }
 861       ifaces[j]->idt->iface.ioffsets[i] = offsets[j];
 862     }
 863
 864   _Jv_MutexUnlock (&iindex_mutex);
 865
 866   return i;
 867 }
 868
 869
 870 // Functions for indirect dispatch (symbolic virtual binding) support.
 871
 872 // There are three tables, atable otable and itable.  atable is an
 873 // array of addresses, and otable is an array of offsets, and these
 874 // are used for static and virtual members respectively.  itable is an
 875 // array of pairs {address, index} where each address is a pointer to
 876 // an interface.
 877
 878 // {a,o,i}table_syms is an array of _Jv_MethodSymbols.  Each such
 879 // symbol is a tuple of {classname, member name, signature}.
 880
 881 // Set this to true to enable debugging of indirect dispatch tables/linking.
 882 static bool debug_link = false;
 883
 884 // link_symbol_table() scans these two arrays and fills in the
 885 // corresponding atable and otable with the addresses of static
 886 // members and the offsets of virtual members.
 887
 888 // The offset (in bytes) for each resolved method or field is placed
 889 // at the corresponding position in the virtual method offset table
 890 // (klass->otable).
 891
 892 // The same otable and atable may be shared by many classes.
 893
 894 // This must be called while holding the class lock.
 895
 896 void
 897 _Jv_Linker::link_symbol_table (jclass klass)
 898 {
 899   int index = 0;
 900   _Jv_MethodSymbol sym;
 901   if (klass->otable == NULL
 902       || klass->otable->state != 0)
 903     goto atable;
 904
 905   klass->otable->state = 1;
 906
 907   if (debug_link)
 908     fprintf (stderr, "Fixing up otable in %s:\n", klass->name->chars());
 909   for (index = 0;
 910        (sym = klass->otable_syms[index]).class_name != NULL;
 911        ++index)
 912     {
 913       jclass target_class = _Jv_FindClass (sym.class_name, klass->loader);
 914       _Jv_Method *meth = NULL;
 915
 916       _Jv_Utf8Const *signature = sym.signature;
 917
 918       {
 919         static char *bounce = (char *)_Jv_ThrowNoSuchMethodError;
 920         ptrdiff_t offset = (char *)(klass->vtable) - bounce;
 921         klass->otable->offsets[index] = offset;
 922       }
 923
 924       if (target_class == NULL)
 925         throw new java::lang::NoClassDefFoundError
 926           (_Jv_NewStringUTF (sym.class_name->chars()));
 927
 928       // We're looking for a field or a method, and we can tell
 929       // which is needed by looking at the signature.
 930       if (signature->first() == '(' && signature->len() >= 2)
 931         {
 932           // Looks like someone is trying to invoke an interface method
 933           if (target_class->isInterface())
 934             {
 935               using namespace java::lang;
 936               StringBuffer *sb = new StringBuffer();
 937               sb->append(JvNewStringLatin1("found interface "));
 938               sb->append(target_class->getName());
 939               sb->append(JvNewStringLatin1(" when searching for a class"));
 940               throw new VerifyError(sb->toString());
 941             }
 942
 943           // If the target class does not have a vtable_method_count yet,
 944           // then we can't tell the offsets for its methods, so we must lay
 945           // it out now.
 946           wait_for_state(target_class, JV_STATE_PREPARED);
 947
 948           meth = _Jv_LookupDeclaredMethod(target_class, sym.name,
 949                                           sym.signature);
 950
 951           if (meth != NULL)
 952             {
 953               int offset = _Jv_VTable::idx_to_offset (meth->index);
 954               if (offset == -1)
 955                 JvFail ("Bad method index");
 956               JvAssert (meth->index < target_class->vtable_method_count);
 957               klass->otable->offsets[index] = offset;
 958             }
 959           if (debug_link)
 960             fprintf (stderr, "  offsets[%d] = %d (class %s@%p : %s(%s))\n",
 961                      (int)index,
 962                      (int)klass->otable->offsets[index],
 963                      (const char*)target_class->name->chars(),
 964                      target_class,
 965                      (const char*)sym.name->chars(),
 966                      (const char*)signature->chars());
 967           continue;
 968         }
 969
 970       // Try fields.
 971       {
 972         wait_for_state(target_class, JV_STATE_PREPARED);
 973         jclass found_class;
 974         _Jv_Field *the_field = find_field (klass, target_class, &found_class,
 975                                            sym.name, sym.signature);
 976         if ((the_field->flags & java::lang::reflect::Modifier::STATIC))
 977           throw new java::lang::IncompatibleClassChangeError;
 978         else
 979           klass->otable->offsets[index] = the_field->u.boffset;
 980       }
 981     }
 982
 983  atable:
 984   if (klass->atable == NULL || klass->atable->state != 0)
 985     goto itable;
 986
 987   klass->atable->state = 1;
 988
 989   for (index = 0;
 990        (sym = klass->atable_syms[index]).class_name != NULL;
 991        ++index)
 992     {
 993       jclass target_class = _Jv_FindClass (sym.class_name, klass->loader);
 994       _Jv_Method *meth = NULL;
 995       _Jv_Utf8Const *signature = sym.signature;
 996
 997       // ??? Setting this pointer to null will at least get us a
 998       // NullPointerException
 999       klass->atable->addresses[index] = NULL;
1000
1001       if (target_class == NULL)
1002         throw new java::lang::NoClassDefFoundError
1003           (_Jv_NewStringUTF (sym.class_name->chars()));
1004
1005       // We're looking for a static field or a static method, and we
1006       // can tell which is needed by looking at the signature.
1007       if (signature->first() == '(' && signature->len() >= 2)
1008         {
1009           // If the target class does not have a vtable_method_count yet,
1010           // then we can't tell the offsets for its methods, so we must lay
1011           // it out now.
1012           wait_for_state (target_class, JV_STATE_PREPARED);
1013
1014           // Interface methods cannot have bodies.
1015           if (target_class->isInterface())
1016             {
1017               using namespace java::lang;
1018               StringBuffer *sb = new StringBuffer();
1019               sb->append(JvNewStringLatin1("class "));
1020               sb->append(target_class->getName());
1021               sb->append(JvNewStringLatin1(" is an interface: "
1022                                            "class expected"));
1023               throw new VerifyError(sb->toString());
1024             }
1025
1026           meth = _Jv_LookupDeclaredMethod(target_class, sym.name,
1027                                           sym.signature);
1028
1029           if (meth != NULL)
1030             {
1031               if (meth->ncode) // Maybe abstract?
1032                 {
1033                   klass->atable->addresses[index] = meth->ncode;
1034                   if (debug_link)
1035                     fprintf (stderr, "  addresses[%d] = %p (class %s@%p : %s(%s))\n",
1036                              index,
1037                              &klass->atable->addresses[index],
1038                              (const char*)target_class->name->chars(),
1039                              klass,
1040                              (const char*)sym.name->chars(),
1041                              (const char*)signature->chars());
1042                 }
1043             }
1044           else
1045             klass->atable->addresses[index]
1046               = (void *)_Jv_ThrowNoSuchMethodError;
1047
1048           continue;
1049         }
1050
1051       // Try fields.
1052       {
1053         wait_for_state(target_class, JV_STATE_PREPARED);
1054         jclass found_class;
1055         _Jv_Field *the_field = find_field (klass, target_class, &found_class,
1056                                            sym.name, sym.signature);
1057         if ((the_field->flags & java::lang::reflect::Modifier::STATIC))
1058           klass->atable->addresses[index] = the_field->u.addr;
1059         else
1060           throw new java::lang::IncompatibleClassChangeError;
1061       }
1062     }
1063
1064  itable:
1065   if (klass->itable == NULL
1066       || klass->itable->state != 0)
1067     return;
1068
1069   klass->itable->state = 1;
1070
1071   for (index = 0;
1072        (sym = klass->itable_syms[index]).class_name != NULL;
1073        ++index)
1074     {
1075       jclass target_class = _Jv_FindClass (sym.class_name, klass->loader);
1076       _Jv_Utf8Const *signature = sym.signature;
1077
1078       jclass cls;
1079       int i;
1080
1081       wait_for_state(target_class, JV_STATE_LOADED);
1082       bool found = _Jv_getInterfaceMethod (target_class, cls, i,
1083                                            sym.name, sym.signature);
1084
1085       if (found)
1086         {
1087           klass->itable->addresses[index * 2] = cls;
1088           klass->itable->addresses[index * 2 + 1] = (void *)(unsigned long) i;
1089           if (debug_link)
1090             {
1091               fprintf (stderr, "  interfaces[%d] = %p (interface %s@%p : %s(%s))\n",
1092                        index,
1093                        klass->itable->addresses[index * 2],
1094                        (const char*)cls->name->chars(),
1095                        cls,
1096                        (const char*)sym.name->chars(),
1097                        (const char*)signature->chars());
1098               fprintf (stderr, "            [%d] = offset %d\n",
1099                        index + 1,
1100                        (int)(unsigned long)klass->itable->addresses[index * 2 + 1]);
1101             }
1102
1103         }
1104       else
1105         throw new java::lang::IncompatibleClassChangeError;
1106     }
1107
1108 }
1109
1110 // For each catch_record in the list of caught classes, fill in the
1111 // address field.
1112 void
1113 _Jv_Linker::link_exception_table (jclass self)
1114 {
1115   struct _Jv_CatchClass *catch_record = self->catch_classes;
1116   if (!catch_record || catch_record->classname)
1117     return;
1118   catch_record++;
1119   while (catch_record->classname)
1120     {
1121       try
1122         {
1123           jclass target_class
1124             = _Jv_FindClass (catch_record->classname,
1125                              self->getClassLoaderInternal ());
1126           *catch_record->address = target_class;
1127         }
1128       catch (::java::lang::Throwable *t)
1129         {
1130           // FIXME: We need to do something better here.
1131           *catch_record->address = 0;
1132         }
1133       catch_record++;
1134     }
1135   self->catch_classes->classname = (_Jv_Utf8Const *)-1;
1136 }
1137
1138 // Set itable method indexes for members of interface IFACE.
1139 void
1140 _Jv_Linker::layout_interface_methods (jclass iface)
1141 {
1142   if (! iface->isInterface())
1143     return;
1144
1145   // itable indexes start at 1.
1146   // FIXME: Static initalizers currently get a NULL placeholder entry in the
1147   // itable so they are also assigned an index here.
1148   for (int i = 0; i < iface->method_count; i++)
1149     iface->methods[i].index = i + 1;
1150 }
1151
1152 // Prepare virtual method declarations in KLASS, and any superclasses
1153 // as required, by determining their vtable index, setting
1154 // method->index, and finally setting the class's vtable_method_count.
1155 // Must be called with the lock for KLASS held.
1156 void
1157 _Jv_Linker::layout_vtable_methods (jclass klass)
1158 {
1159   if (klass->vtable != NULL || klass->isInterface()
1160       || klass->vtable_method_count != -1)
1161     return;
1162
1163   jclass superclass = klass->getSuperclass();
1164
1165   if (superclass != NULL && superclass->vtable_method_count == -1)
1166     {
1167       JvSynchronize sync (superclass);
1168       layout_vtable_methods (superclass);
1169     }
1170
1171   int index = (superclass == NULL ? 0 : superclass->vtable_method_count);
1172
1173   for (int i = 0; i < klass->method_count; ++i)
1174     {
1175       _Jv_Method *meth = &klass->methods[i];
1176       _Jv_Method *super_meth = NULL;
1177
1178       if (! _Jv_isVirtualMethod (meth))
1179         continue;
1180
1181       if (superclass != NULL)
1182         {
1183           jclass declarer;
1184           super_meth = _Jv_LookupDeclaredMethod (superclass, meth->name,
1185                                                  meth->signature, &declarer);
1186           // See if this method actually overrides the other method
1187           // we've found.
1188           if (super_meth)
1189             {
1190               if (! _Jv_isVirtualMethod (super_meth)
1191                   || ! _Jv_CheckAccess (klass, declarer,
1192                                         super_meth->accflags))
1193                 super_meth = NULL;
1194               else if ((super_meth->accflags
1195                         & java::lang::reflect::Modifier::FINAL) != 0)
1196                 {
1197                   using namespace java::lang;
1198                   StringBuffer *sb = new StringBuffer();
1199                   sb->append(JvNewStringLatin1("method "));
1200                   sb->append(_Jv_GetMethodString(klass, meth));
1201                   sb->append(JvNewStringLatin1(" overrides final method "));
1202                   sb->append(_Jv_GetMethodString(declarer, super_meth));
1203                   throw new VerifyError(sb->toString());
1204                 }
1205             }
1206         }
1207
1208       if (super_meth)
1209         meth->index = super_meth->index;
1210       else
1211         meth->index = index++;
1212     }
1213
1214   klass->vtable_method_count = index;
1215 }
1216
1217 // Set entries in VTABLE for virtual methods declared in KLASS.
1218 void
1219 _Jv_Linker::set_vtable_entries (jclass klass, _Jv_VTable *vtable)
1220 {
1221   for (int i = klass->method_count - 1; i >= 0; i--)
1222     {
1223       using namespace java::lang::reflect;
1224
1225       _Jv_Method *meth = &klass->methods[i];
1226       if (meth->index == (_Jv_ushort) -1)
1227         continue;
1228       if ((meth->accflags & Modifier::ABSTRACT))
1229         // FIXME: it might be nice to have a libffi trampoline here,
1230         // so we could pass in the method name and other information.
1231         vtable->set_method(meth->index,
1232                            (void *) &_Jv_ThrowAbstractMethodError);
1233       else
1234         vtable->set_method(meth->index, meth->ncode);
1235     }
1236 }
1237
1238 // Allocate and lay out the virtual method table for KLASS.  This will
1239 // also cause vtables to be generated for any non-abstract
1240 // superclasses, and virtual method layout to occur for any abstract
1241 // superclasses.  Must be called with monitor lock for KLASS held.
1242 void
1243 _Jv_Linker::make_vtable (jclass klass)
1244 {
1245   using namespace java::lang::reflect;
1246
1247   // If the vtable exists, or for interface classes, do nothing.  All
1248   // other classes, including abstract classes, need a vtable.
1249   if (klass->vtable != NULL || klass->isInterface())
1250     return;
1251
1252   // Ensure all the `ncode' entries are set.
1253   klass->engine->create_ncode(klass);
1254
1255   // Class must be laid out before we can create a vtable.
1256   if (klass->vtable_method_count == -1)
1257     layout_vtable_methods (klass);
1258
1259   // Allocate the new vtable.
1260   _Jv_VTable *vtable = _Jv_VTable::new_vtable (klass->vtable_method_count);
1261   klass->vtable = vtable;
1262
1263   // Copy the vtable of the closest superclass.
1264   jclass superclass = klass->superclass;
1265   {
1266     JvSynchronize sync (superclass);
1267     make_vtable (superclass);
1268   }
1269   for (int i = 0; i < superclass->vtable_method_count; ++i)
1270     vtable->set_method (i, superclass->vtable->get_method (i));
1271
1272   // Set the class pointer and GC descriptor.
1273   vtable->clas = klass;
1274   vtable->gc_descr = _Jv_BuildGCDescr (klass);
1275
1276   // For each virtual declared in klass, set new vtable entry or
1277   // override an old one.
1278   set_vtable_entries (klass, vtable);
1279
1280   // Note that we don't check for abstract methods here.  We used to,
1281   // but there is a JVMS clarification that indicates that a check
1282   // here would be too eager.  And, a simple test case confirms this.
1283 }
1284
1285 // Lay out the class, allocating space for static fields and computing
1286 // offsets of instance fields.  The class lock must be held by the
1287 // caller.
1288 void
1289 _Jv_Linker::ensure_fields_laid_out (jclass klass)
1290 {
1291   if (klass->size_in_bytes != -1)
1292     return;
1293
1294   // Compute the alignment for this type by searching through the
1295   // superclasses and finding the maximum required alignment.  We
1296   // could consider caching this in the Class.
1297   int max_align = __alignof__ (java::lang::Object);
1298   jclass super = klass->getSuperclass();
1299   while (super != NULL)
1300     {
1301       // Ensure that our super has its super installed before
1302       // recursing.
1303       wait_for_state(super, JV_STATE_LOADING);
1304       ensure_fields_laid_out(super);
1305       int num = JvNumInstanceFields (super);
1306       _Jv_Field *field = JvGetFirstInstanceField (super);
1307       while (num > 0)
1308         {
1309           int field_align = get_alignment_from_class (field->type);
1310           if (field_align > max_align)
1311             max_align = field_align;
1312           ++field;
1313           --num;
1314         }
1315       super = super->getSuperclass();
1316     }
1317
1318   int instance_size;
1319   int static_size = 0;
1320
1321   // Although java.lang.Object is never interpreted, an interface can
1322   // have a null superclass.  Note that we have to lay out an
1323   // interface because it might have static fields.
1324   if (klass->superclass)
1325     instance_size = klass->superclass->size();
1326   else
1327     instance_size = java::lang::Object::class$.size();
1328
1329   for (int i = 0; i < klass->field_count; i++)
1330     {
1331       int field_size;
1332       int field_align;
1333
1334       _Jv_Field *field = &klass->fields[i];
1335
1336       if (! field->isRef ())
1337         {
1338           // It is safe to resolve the field here, since it's a
1339           // primitive class, which does not cause loading to happen.
1340           resolve_field (field, klass->loader);
1341
1342           field_size = field->type->size ();
1343           field_align = get_alignment_from_class (field->type);
1344         }
1345       else
1346         {
1347           field_size = sizeof (jobject);
1348           field_align = __alignof__ (jobject);
1349         }
1350
1351       field->bsize = field_size;
1352
1353       if ((field->flags & java::lang::reflect::Modifier::STATIC))
1354         {
1355           if (field->u.addr == NULL)
1356             {
1357               // This computes an offset into a region we'll allocate
1358               // shortly, and then add this offset to the start
1359               // address.
1360               static_size       = ROUND (static_size, field_align);
1361               field->u.boffset   = static_size;
1362               static_size       += field_size;
1363             }
1364         }
1365       else
1366         {
1367           instance_size      = ROUND (instance_size, field_align);
1368           field->u.boffset   = instance_size;
1369           instance_size     += field_size;
1370           if (field_align > max_align)
1371             max_align = field_align;
1372         }
1373     }
1374
1375   if (static_size != 0)
1376     klass->engine->allocate_static_fields (klass, static_size);
1377
1378   // Set the instance size for the class.  Note that first we round it
1379   // to the alignment required for this object; this keeps us in sync
1380   // with our current ABI.
1381   instance_size = ROUND (instance_size, max_align);
1382   klass->size_in_bytes = instance_size;
1383 }
1384
1385 // This takes the class to state JV_STATE_LINKED.  The class lock must
1386 // be held when calling this.
1387 void
1388 _Jv_Linker::ensure_class_linked (jclass klass)
1389 {
1390   if (klass->state >= JV_STATE_LINKED)
1391     return;
1392
1393   int state = klass->state;
1394   try
1395     {
1396       // Short-circuit, so that mutually dependent classes are ok.
1397       klass->state = JV_STATE_LINKED;
1398
1399       _Jv_Constants *pool = &klass->constants;
1400
1401       // Compiled classes require that their class constants be
1402       // resolved here.  However, interpreted classes need their
1403       // constants to be resolved lazily.  If we resolve an
1404       // interpreted class' constants eagerly, we can end up with
1405       // spurious IllegalAccessErrors when the constant pool contains
1406       // a reference to a class we can't access.  This can validly
1407       // occur in an obscure case involving the InnerClasses
1408       // attribute.
1409       if (! _Jv_IsInterpretedClass (klass))
1410         {
1411           // Resolve class constants first, since other constant pool
1412           // entries may rely on these.
1413           for (int index = 1; index < pool->size; ++index)
1414             {
1415               if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_Class)
1416                 resolve_pool_entry (klass, index);
1417             }
1418         }
1419
1420 #if 0  // Should be redundant now
1421       // If superclass looks like a constant pool entry,
1422       // resolve it now.
1423       if ((uaddr) klass->superclass < (uaddr) pool->size)
1424         klass->superclass = pool->data[(uaddr) klass->superclass].clazz;
1425
1426       // Likewise for interfaces.
1427       for (int i = 0; i < klass->interface_count; i++)
1428         {
1429           if ((uaddr) klass->interfaces[i] < (uaddr) pool->size)
1430             klass->interfaces[i]
1431               = pool->data[(uaddr) klass->interfaces[i]].clazz;
1432         }
1433 #endif
1434
1435       // Resolve the remaining constant pool entries.
1436       for (int index = 1; index < pool->size; ++index)
1437         {
1438           if (pool->tags[index] == JV_CONSTANT_String)
1439             {
1440               jstring str;
1441
1442               str = _Jv_NewStringUtf8Const (pool->data[index].utf8);
1443               pool->data[index].o = str;
1444               pool->tags[index] |= JV_CONSTANT_ResolvedFlag;
1445             }
1446         }
1447
1448       if (klass->engine->need_resolve_string_fields())
1449         {
1450           jfieldID f = JvGetFirstStaticField (klass);
1451           for (int n = JvNumStaticFields (klass); n > 0; --n)
1452             {
1453               int mod = f->getModifiers ();
1454               // If we have a static String field with a non-null initial
1455               // value, we know it points to a Utf8Const.
1456               resolve_field(f, klass->loader);
1457               if (f->getClass () == &java::lang::String::class$
1458                   && (mod & java::lang::reflect::Modifier::STATIC) != 0)
1459                 {
1460                   jstring *strp = (jstring *) f->u.addr;
1461                   if (*strp)
1462                     *strp = _Jv_NewStringUtf8Const ((_Jv_Utf8Const *) *strp);
1463                 }
1464               f = f->getNextField ();
1465             }
1466         }
1467
1468       klass->notifyAll ();
1469
1470       _Jv_PushClass (klass);
1471     }
1472   catch (java::lang::Throwable *t)
1473     {
1474       klass->state = state;
1475       throw t;
1476     }
1477 }
1478
1479 // This ensures that symbolic superclass and superinterface references
1480 // are resolved for the indicated class.  This must be called with the
1481 // class lock held.
1482 void
1483 _Jv_Linker::ensure_supers_installed (jclass klass)
1484 {
1485   resolve_class_ref (klass, &klass->superclass);
1486   // An interface won't have a superclass.
1487   if (klass->superclass)
1488     wait_for_state (klass->superclass, JV_STATE_LOADING);
1489
1490   for (int i = 0; i < klass->interface_count; ++i)
1491     {
1492       resolve_class_ref (klass, &klass->interfaces[i]);
1493       wait_for_state (klass->interfaces[i], JV_STATE_LOADING);
1494     }
1495 }
1496
1497 // This adds missing `Miranda methods' to a class.
1498 void
1499 _Jv_Linker::add_miranda_methods (jclass base, jclass iface_class)
1500 {
1501   // Note that at this point, all our supers, and the supers of all
1502   // our superclasses and superinterfaces, will have been installed.
1503
1504   for (int i = 0; i < iface_class->interface_count; ++i)
1505     {
1506       jclass interface = iface_class->interfaces[i];
1507
1508       for (int j = 0; j < interface->method_count; ++j)
1509         {
1510           _Jv_Method *meth = &interface->methods[j];
1511           // Don't bother with <clinit>.
1512           if (meth->name->first() == '<')
1513             continue;
1514           _Jv_Method *new_meth = _Jv_LookupDeclaredMethod (base, meth->name,
1515                                                            meth->signature);
1516           if (! new_meth)
1517             {
1518               // We assume that such methods are very unlikely, so we
1519               // just reallocate the method array each time one is
1520               // found.  This greatly simplifies the searching --
1521               // otherwise we have to make sure that each such method
1522               // found is really unique among all superinterfaces.
1523               int new_count = base->method_count + 1;
1524               _Jv_Method *new_m
1525                 = (_Jv_Method *) _Jv_AllocBytes (sizeof (_Jv_Method)
1526                                                  * new_count);
1527               memcpy (new_m, base->methods,
1528                       sizeof (_Jv_Method) * base->method_count);
1529
1530               // Add new method.
1531               new_m[base->method_count] = *meth;
1532               new_m[base->method_count].index = (_Jv_ushort) -1;
1533               new_m[base->method_count].accflags
1534                 |= java::lang::reflect::Modifier::INVISIBLE;
1535
1536               base->methods = new_m;
1537               base->method_count = new_count;
1538             }
1539         }
1540
1541       wait_for_state (interface, JV_STATE_LOADED);
1542       add_miranda_methods (base, interface);
1543     }
1544 }
1545
1546 // This ensures that the class' method table is "complete".  This must
1547 // be called with the class lock held.
1548 void
1549 _Jv_Linker::ensure_method_table_complete (jclass klass)
1550 {
1551   if (klass->vtable != NULL)
1552     return;
1553
1554   // We need our superclass to have its own Miranda methods installed.
1555   if (! klass->isInterface())
1556     wait_for_state (klass->getSuperclass (), JV_STATE_LOADED);
1557
1558   // A class might have so-called "Miranda methods".  This is a method
1559   // that is declared in an interface and not re-declared in an
1560   // abstract class.  Some compilers don't emit declarations for such
1561   // methods in the class; this will give us problems since we expect
1562   // a declaration for any method requiring a vtable entry.  We handle
1563   // this here by searching for such methods and constructing new
1564   // internal declarations for them.  Note that we do this
1565   // unconditionally, and not just for abstract classes, to correctly
1566   // account for cases where a class is modified to be concrete and
1567   // still incorrectly inherits an abstract method.
1568   int pre_count = klass->method_count;
1569   add_miranda_methods (klass, klass);
1570
1571   // Let the execution engine know that we've added methods.
1572   if (klass->method_count != pre_count)
1573     klass->engine->post_miranda_hook(klass);
1574 }
1575
1576 // Verify a class.  Must be called with class lock held.
1577 void
1578 _Jv_Linker::verify_class (jclass klass)
1579 {
1580   klass->engine->verify(klass);
1581 }
1582
1583 // Check the assertions contained in the type assertion table for KLASS.
1584 // This is the equivilent of bytecode verification for native, BC-ABI code.
1585 void
1586 _Jv_Linker::verify_type_assertions (jclass klass)
1587 {
1588   if (debug_link)
1589     fprintf (stderr, "Evaluating type assertions for %s:\n",
1590              klass->name->chars());
1591
1592   if (klass->assertion_table == NULL)
1593     return;
1594
1595   for (int i = 0;; i++)
1596     {
1597       int assertion_code = klass->assertion_table[i].assertion_code;
1598       _Jv_Utf8Const *op1 = klass->assertion_table[i].op1;
1599       _Jv_Utf8Const *op2 = klass->assertion_table[i].op2;
1600
1601       if (assertion_code == JV_ASSERT_END_OF_TABLE)
1602         return;
1603       else if (assertion_code == JV_ASSERT_TYPES_COMPATIBLE)
1604         {
1605           if (debug_link)
1606             {
1607               fprintf (stderr, "  code=%i, operand A=%s B=%s\n",
1608                        assertion_code, op1->chars(), op2->chars());
1609             }
1610
1611           // The operands are class signatures. op1 is the source,
1612           // op2 is the target.
1613           jclass cl1 = _Jv_FindClassFromSignature (op1->chars(),
1614             klass->getClassLoaderInternal());
1615           jclass cl2 = _Jv_FindClassFromSignature (op2->chars(),
1616             klass->getClassLoaderInternal());
1617
1618           // If the class doesn't exist, ignore the assertion. An exception
1619           // will be thrown later if an attempt is made to actually
1620           // instantiate the class.
1621           if (cl1 == NULL || cl2 == NULL)
1622             continue;
1623
1624           if (! _Jv_IsAssignableFromSlow (cl1, cl2))
1625             {
1626               jstring s = JvNewStringUTF ("Incompatible types: In class ");
1627               s = s->concat (klass->getName());
1628               s = s->concat (JvNewStringUTF (": "));
1629               s = s->concat (cl1->getName());
1630               s = s->concat (JvNewStringUTF (" is not assignable to "));
1631               s = s->concat (cl2->getName());
1632               throw new java::lang::VerifyError (s);
1633             }
1634         }
1635       else if (assertion_code == JV_ASSERT_IS_INSTANTIABLE)
1636         {
1637           // TODO: Implement this.
1638         }
1639       // Unknown assertion codes are ignored, for forwards-compatibility.
1640     }
1641 }
1642
1643 void
1644 _Jv_Linker::print_class_loaded (jclass klass)
1645 {
1646   char *codesource = NULL;
1647   if (klass->protectionDomain != NULL)
1648     {
1649       java::security::CodeSource *cs
1650         = klass->protectionDomain->getCodeSource();
1651       if (cs != NULL)
1652         {
1653           jstring css = cs->toString();
1654           int len = JvGetStringUTFLength(css);
1655           codesource = (char *) _Jv_AllocBytes(len + 1);
1656           JvGetStringUTFRegion(css, 0, css->length(), codesource);
1657           codesource[len] = '\0';
1658         }
1659     }
1660   if (codesource == NULL)
1661     codesource = "<no code source>";
1662
1663   char *abi;
1664   if (_Jv_IsInterpretedClass (klass))
1665     abi = "bytecode";
1666   else if (_Jv_IsBinaryCompatibilityABI (klass))
1667     abi = "BC-compiled";
1668   else
1669     abi = "pre-compiled";
1670
1671   fprintf (stderr, "[Loaded (%s) %s from %s]\n", abi, klass->name->chars(),
1672            codesource);
1673 }
1674
1675 // FIXME: mention invariants and stuff.
1676 void
1677 _Jv_Linker::wait_for_state (jclass klass, int state)
1678 {
1679   if (klass->state >= state)
1680     return;
1681
1682   JvSynchronize sync (klass);
1683
1684   // This is similar to the strategy for class initialization.  If we
1685   // already hold the lock, just leave.
1686   java::lang::Thread *self = java::lang::Thread::currentThread();
1687   while (klass->state <= state
1688          && klass->thread
1689          && klass->thread != self)
1690     klass->wait ();
1691
1692   java::lang::Thread *save = klass->thread;
1693   klass->thread = self;
1694
1695   // Print some debugging info if requested.  Interpreted classes are
1696   // handled in defineclass, so we only need to handle the two
1697   // pre-compiled cases here.
1698   if (gcj::verbose_class_flag
1699       && (klass->state == JV_STATE_COMPILED
1700           || klass->state == JV_STATE_PRELOADING)
1701       && ! _Jv_IsInterpretedClass (klass))
1702     print_class_loaded (klass);
1703
1704   try
1705     {
1706       if (state >= JV_STATE_LOADING && klass->state < JV_STATE_LOADING)
1707         {
1708           ensure_supers_installed (klass);
1709           klass->set_state(JV_STATE_LOADING);
1710         }
1711
1712       if (state >= JV_STATE_LOADED && klass->state < JV_STATE_LOADED)
1713         {
1714           ensure_method_table_complete (klass);
1715           klass->set_state(JV_STATE_LOADED);
1716         }
1717
1718       if (state >= JV_STATE_PREPARED && klass->state < JV_STATE_PREPARED)
1719         {
1720           ensure_fields_laid_out (klass);
1721           make_vtable (klass);
1722           layout_interface_methods (klass);
1723           prepare_constant_time_tables (klass);
1724           klass->set_state(JV_STATE_PREPARED);
1725         }
1726
1727       if (state >= JV_STATE_LINKED && klass->state < JV_STATE_LINKED)
1728         {
1729           if (gcj::verifyClasses)
1730             verify_class (klass);
1731
1732           ensure_class_linked (klass);
1733           link_exception_table (klass);
1734           link_symbol_table (klass);
1735           klass->set_state(JV_STATE_LINKED);
1736         }
1737     }
1738   catch (java::lang::Throwable *exc)
1739     {
1740       klass->thread = save;
1741       klass->set_state(JV_STATE_ERROR);
1742       throw exc;
1743     }
1744
1745   klass->thread = save;
1746
1747   if (klass->state == JV_STATE_ERROR)
1748     throw new java::lang::LinkageError;
1749 }