mono/jit/emit-x86.c

   1 /*
   2  * emit-x86.c: Support functions for emitting x86 code
   3  *
   4  * Authors:
   5  *   Dietmar Maurer (dietmar@ximian.com)
   6  *   Miguel de Icaza (miguel@ximian.com)
   7  *
   8  * (C) 2001 Ximian, Inc.
   9  */
  10
  11 #include <config.h>
  12 #include <glib.h>
  13
  14 #include <mono/metadata/assembly.h>
  15 #include <mono/metadata/loader.h>
  16 #include <mono/metadata/cil-coff.h>
  17 #include <mono/metadata/tabledefs.h>
  18 #include <mono/metadata/class.h>
  19 #include <mono/metadata/mono-endian.h>
  20 #include <mono/arch/x86/x86-codegen.h>
  21
  22 #include "jit.h"
  23 #include "codegen.h"
  24 #include "debug.h"
  25
  26 static void
  27 enter_method (MonoMethod *method, gpointer ebp)
  28 {
  29         int i, j;
  30         MonoClass *class;
  31         MonoObject *o;
  32
  33         printf ("ENTER: %s.%s::%s (", method->klass->name_space,
  34                 method->klass->name, method->name);
  35
  36         ebp += 8;
  37
  38         if (method->signature->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE) {
  39                 int size, align;
  40
  41                 if ((size = mono_type_size (method->signature->ret, &align)) > 4 || size == 3) {
  42                         printf ("VALUERET:%p, ", *((gpointer *)ebp));
  43                         ebp += sizeof (gpointer);
  44                 }
  45         }
  46
  47         if (method->signature->hasthis) {
  48                 if (method->klass->valuetype) {
  49                         printf ("value:%p, ", *((gpointer *)ebp));
  50                 } else {
  51                         o = *((MonoObject **)ebp);
  52                         class = o->klass;
  53                         if (class == mono_defaults.string_class) {
  54                                 printf ("this:%p[STRING:%s], ", o, mono_string_to_utf8 ((MonoString *)o));
  55
  56                         } else
  57                                 printf ("this:%p[%s.%s], ", o, class->name_space, class->name);
  58                 }
  59                 ebp += sizeof (gpointer);
  60         }
  61
  62         for (i = 0; i < method->signature->param_count; ++i) {
  63                 MonoType *type = method->signature->params [i];
  64                 int size, align;
  65                 size = mono_type_size (type, &align);
  66
  67                 switch (type->type) {
  68                 case MONO_TYPE_BOOLEAN:
  69                 case MONO_TYPE_CHAR:
  70                 case MONO_TYPE_I1:
  71                 case MONO_TYPE_U1:
  72                 case MONO_TYPE_I2:
  73                 case MONO_TYPE_U2:
  74                 case MONO_TYPE_I4:
  75                 case MONO_TYPE_U4:
  76                 case MONO_TYPE_I:
  77                 case MONO_TYPE_U:
  78                         printf ("%d, ", *((int *)(ebp)));
  79                         break;
  80                 case MONO_TYPE_STRING:
  81                         printf ("[STRING:%s], ", mono_string_to_utf8 (*(MonoString **)(ebp)));
  82                         break;
  83                 case MONO_TYPE_PTR:
  84                 case MONO_TYPE_CLASS:
  85                 case MONO_TYPE_OBJECT:
  86                 case MONO_TYPE_FNPTR:
  87                 case MONO_TYPE_ARRAY:
  88                 case MONO_TYPE_SZARRAY:
  89                         printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
  90                         break;
  91                 case MONO_TYPE_I8:
  92                         printf ("%lld, ", *((gint64 *)(ebp)));
  93                         break;
  94                 case MONO_TYPE_R8:
  95                         printf ("%f, ", *((double *)(ebp)));
  96                         break;
  97                 case MONO_TYPE_VALUETYPE:
  98                         printf ("[");
  99                         for (j = 0; j < size; j++)
 100                                 printf ("%02x,", *((guint8*)ebp +j));
 101                         printf ("], ");
 102                         break;
 103                 default:
 104                         printf ("XX, ");
 105                 }
 106
 107                 ebp += size + 3;
 108                 ebp = (gpointer)((unsigned)ebp & ~(3));
 109         }
 110
 111         printf (")\n");
 112 }
 113
 114 static void
 115 leave_method (MonoMethod *method, int edx, int eax, double test)
 116 {
 117         gint64 l;
 118
 119         switch (method->signature->ret->type) {
 120         case MONO_TYPE_VOID:
 121                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s\n", method->klass->name_space,
 122                         method->klass->name, method->name);
 123                 break;
 124         case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 125         case MONO_TYPE_CHAR:
 126         case MONO_TYPE_I1:
 127         case MONO_TYPE_U1:
 128         case MONO_TYPE_I2:
 129         case MONO_TYPE_U2:
 130         case MONO_TYPE_I4:
 131         case MONO_TYPE_U4:
 132         case MONO_TYPE_I:
 133         case MONO_TYPE_U:
 134                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s EAX=%d\n", method->klass->name_space,
 135                         method->klass->name, method->name, eax);
 136                 break;
 137         case MONO_TYPE_STRING:
 138                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s [STRING:%s], ", method->klass->name_space,
 139                         method->klass->name, method->name,
 140                         mono_string_to_utf8 ((MonoString *)(eax)));
 141                 break;
 142         case MONO_TYPE_OBJECT: {
 143                 MonoObject *o = (MonoClass *)eax;
 144
 145                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s ", method->klass->name_space,
 146                         method->klass->name, method->name);
 147
 148                 if (o->klass == mono_defaults.boolean_class) {
 149                         printf ("[BOOLEAN:%p:%d]\n", o, *((guint8 *)o + sizeof (MonoObject)));
 150                 } else {
 151                         if (o)
 152                                 printf ("[%s.%s:%p]\n", o->klass->name_space, o->klass->name, o);
 153                         else
 154                                 printf ("EAX=%p\n", (gpointer)eax);
 155                 }
 156                 break;
 157         }
 158         case MONO_TYPE_CLASS:
 159         case MONO_TYPE_PTR:
 160         case MONO_TYPE_FNPTR:
 161         case MONO_TYPE_ARRAY:
 162         case MONO_TYPE_SZARRAY:
 163                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s EAX=%p\n", method->klass->name_space,
 164                         method->klass->name, method->name, (gpointer)eax);
 165                 break;
 166         case MONO_TYPE_I8:
 167                 *((gint32 *)&l) = eax;
 168                 *((gint32 *)&l + 1) = edx;
 169                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s EAX/EDX=%lld\n", method->klass->name_space,
 170                         method->klass->name, method->name, l);
 171                 break;
 172         case MONO_TYPE_R8:
 173                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s FP=%f\n", method->klass->name_space,
 174                         method->klass->name, method->name, test);
 175                 break;
 176         default:
 177                 printf ("LEAVE: %s.%s::%s (unknown return type)\n", method->klass->name_space,
 178                         method->klass->name, method->name);
 179         }
 180 }
 181
 182 /**
 183  * arch_emit_prologue:
 184  * @cfg: pointer to status information
 185  *
 186  * Emits the function prolog.
 187  */
 188 static void
 189 arch_emit_prologue (MonoFlowGraph *cfg)
 190 {
 191         x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 192         x86_mov_reg_reg (cfg->code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 193
 194         if (cfg->locals_size)
 195                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, cfg->locals_size);
 196
 197         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX))
 198                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBX);
 199
 200         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 201                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 202
 203         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI))
 204                 x86_push_reg (cfg->code, X86_ESI);
 205
 206         if (mono_jit_trace_calls) {
 207                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 208                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 209                 x86_call_code (cfg->code, enter_method);
 210                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 211         }
 212 }
 213
 214 /**
 215  * arch_emit_epilogue:
 216  * @cfg: pointer to status information
 217  *
 218  * Emits the function epilog.
 219  */
 220 static void
 221 arch_emit_epilogue (MonoFlowGraph *cfg)
 222 {
 223         if (mono_jit_trace_calls) {
 224                 x86_fld_reg (cfg->code, 0);
 225                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, 8);
 226                 x86_fst_membase (cfg->code, X86_ESP, 0, TRUE, TRUE);
 227                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 228                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 229                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 230                 x86_call_code (cfg->code, leave_method);
 231                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 232                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 233                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 234                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 235         }
 236
 237         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI))
 238                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 239
 240         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 241                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 242
 243         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX))
 244                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 245
 246         x86_leave (cfg->code);
 247         x86_ret (cfg->code);
 248 }
 249
 250 /**
 251  * x86_magic_trampoline:
 252  * @eax: saved x86 register
 253  * @ecx: saved x86 register
 254  * @edx: saved x86 register
 255  * @esi: saved x86 register
 256  * @edi: saved x86 register
 257  * @ebx: saved x86 register
 258  * @code: pointer into caller code
 259  * @method: the method to translate
 260  *
 261  * This method is called by the trampoline functions for virtual
 262  * methods. It inspects the caller code to find the address of the
 263  * vtable slot, then calls the JIT compiler and writes the address
 264  * of the compiled method back to the vtable. All virtual methods
 265  * are called with: x86_call_membase (inst, basereg, disp). We always
 266  * use 32 bit displacement to ensure that the length of the call
 267  * instruction is 6 bytes. We need to get the value of the basereg
 268  * and the constant displacement.
 269  */
 270 static gpointer
 271 x86_magic_trampoline (int eax, int ecx, int edx, int esi, int edi,
 272                       int ebx, guint8 *code, MonoMethod *m)
 273 {
 274         guint8 ab, reg;
 275         gint32 disp;
 276         gpointer o;
 277
 278         /* go to the start of the call instruction */
 279         code -= 6;
 280         g_assert (*code == 0xff);
 281
 282         code++;
 283         ab = *code;
 284         g_assert ((ab >> 6) == 2);
 285
 286         /* extract the register number containing the address */
 287         reg = ab & 0x07;
 288         code++;
 289
 290         /* extract the displacement */
 291         disp = *((gint32*)code);
 292
 293         switch (reg) {
 294         case X86_EAX:
 295                 o = (gpointer)eax;
 296                 break;
 297         case X86_EDX:
 298                 o = (gpointer)edx;
 299                 break;
 300         case X86_ECX:
 301                 o = (gpointer)ecx;
 302                 break;
 303         case X86_ESI:
 304                 o = (gpointer)esi;
 305                 break;
 306         case X86_EDI:
 307                 o = (gpointer)edi;
 308                 break;
 309         case X86_EBX:
 310                 o = (gpointer)ebx;
 311                 break;
 312         default:
 313                 g_assert_not_reached ();
 314         }
 315
 316         o += disp;
 317
 318         return *((gpointer *)o) = arch_compile_method (m);
 319 }
 320
 321 /**
 322  * arch_create_jit_trampoline:
 323  * @method: pointer to the method info
 324  *
 325  * Creates a trampoline function for virtual methods. If the created
 326  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 327  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 328  * corresponding vtable entry (see x86_magic_trampoline).
 329  *
 330  * Returns: a pointer to the newly created code
 331  */
 332 gpointer
 333 arch_create_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 334 {
 335         guint8 *code, *buf;
 336         static guint8 *vc = NULL;
 337
 338         if (method->addr)
 339                 return method->addr;
 340
 341         if (!vc) {
 342                 vc = buf = g_malloc (24);
 343
 344                 /* push the return address onto the stack */
 345                 x86_push_membase (buf, X86_ESP, 4);
 346
 347                 /* save all register values */
 348                 x86_push_reg (buf, X86_EBX);
 349                 x86_push_reg (buf, X86_EDI);
 350                 x86_push_reg (buf, X86_ESI);
 351                 x86_push_reg (buf, X86_EDX);
 352                 x86_push_reg (buf, X86_ECX);
 353                 x86_push_reg (buf, X86_EAX);
 354
 355                 x86_call_code (buf, x86_magic_trampoline);
 356                 x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 8*4);
 357
 358                 /* call the compiled method */
 359                 x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 360
 361                 g_assert ((buf - vc) <= 24);
 362         }
 363
 364         code = buf = g_malloc (16);
 365         x86_push_imm (buf, method);
 366         x86_jump_code (buf, vc);
 367         g_assert ((buf - code) <= 16);
 368
 369         return code;
 370 }
 371
 372 /**
 373  * arch_create_simple_jit_trampoline:
 374  * @method: pointer to the method info
 375  *
 376  * Creates a trampoline function for method. If the created
 377  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 378  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 379  * address in method->addr with the result of the JIT
 380  * compilation step (in arch_compile_method).
 381  *
 382  * Returns: a pointer to the newly created code
 383  */
 384 gpointer
 385 arch_create_simple_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 386 {
 387         guint8 *code, *buf;
 388
 389         if (method->addr)
 390                 return method->addr;
 391
 392         /* we never free the allocated code buffer */
 393         code = buf = g_malloc (16);
 394         x86_push_imm (buf, method);
 395         x86_call_code (buf, arch_compile_method);
 396         x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 397         /* jump to the compiled method */
 398         x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 399         g_assert ((buf - code) < 16);
 400
 401         return code;
 402 }
 403
 404 static void
 405 mono_label_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 406 {
 407         int i, j;
 408
 409         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 410                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 411                 const int top = forest->len;
 412
 413                 for (j = 0; j < top; j++) {
 414                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 415                         MBState *mbstate;
 416
 417                         mbstate =  mono_burg_label (t1, cfg);
 418                         if (!mbstate) {
 419                                 cfg->invalid = 1;
 420                                 if (mono_debug_handle)
 421                                         return;
 422                                 g_warning ("tree does not match");
 423                                 mono_print_ctree (t1); printf ("\n\n");
 424
 425                                 mono_print_forest (forest);
 426                                 g_assert_not_reached ();
 427                         }
 428                 }
 429         }
 430 }
 431
 432 static void
 433 tree_allocate_regs (MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs)
 434 {
 435         MBTree *kids[10];
 436         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 437         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 438         int i;
 439
 440         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 441
 442         switch (goal) {
 443         case MB_NTERM_reg:
 444         case MB_NTERM_lreg: {
 445                 switch (tree->op) {
 446                 case MB_TERM_SHL:
 447                 case MB_TERM_SHR:
 448                 case MB_TERM_SHR_UN:
 449                         tree->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 450                         tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 451                         break;
 452                 case MB_TERM_CALL_I4:
 453                         tree->reg1 = X86_EAX;
 454                         break;
 455                 case MB_TERM_CALL_I8:
 456                         tree->reg1 = X86_EAX;
 457                         tree->reg2 = X86_EDX;
 458                         break;
 459                 case MB_TERM_DIV:
 460                 case MB_TERM_DIV_UN:
 461                 case MB_TERM_REM:
 462                 case MB_TERM_REM_UN:
 463                         tree->reg1 = X86_EAX;
 464                         tree->reg2 = X86_EDX;
 465                         if (goal == MB_NTERM_reg) {
 466                                 tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 467                                 tree->right->exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 468                         }
 469                         break;
 470                 default:
 471                         break;
 472                 }
 473         }
 474         default:
 475                 break;
 476         }
 477
 478         //printf ("RALLOC START %d %p %d\n",  tree->op, rs->free_mask, goal);
 479
 480         if (nts [0] && kids [0] == tree) {
 481                 /* chain rule */
 482                 tree_allocate_regs (kids [0], nts [0], rs);
 483                 return;
 484         }
 485
 486         for (i = 0; nts [i]; i++)
 487                 tree_allocate_regs (kids [i], nts [i], rs);
 488
 489         for (i = 0; nts [i]; i++) {
 490                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg1);
 491                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg2);
 492         }
 493
 494         switch (goal) {
 495         case MB_NTERM_reg:
 496                 if ((tree->reg1 =
 497                      mono_regset_alloc_reg (rs, tree->reg1, tree->exclude_mask)) == -1) {
 498                         g_warning ("register allocation failed %d 0x%08x 0x%08x\n",  tree->reg1, rs->free_mask, tree->exclude_mask);
 499                         g_assert_not_reached ();
 500                 }
 501                 break;
 502
 503         case MB_NTERM_lreg:
 504                 if ((tree->reg1 =
 505                      mono_regset_alloc_reg (rs, tree->reg1, tree->exclude_mask)) == -1 ||
 506                     (tree->reg2 =
 507                      mono_regset_alloc_reg (rs, tree->reg2, tree->exclude_mask)) == -1) {
 508                         g_warning ("register allocation failed\n");
 509                         g_assert_not_reached ();
 510                 }
 511                 break;
 512
 513         case MB_NTERM_freg:
 514                 /* fixme: allocate floating point registers */
 515                 break;
 516
 517         case MB_NTERM_addr:
 518                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 519                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 520                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->right->reg1, tree->exclude_mask);
 521                 }
 522                 //if (tree->op == MB_TERM_CALL_I4) {
 523                 //tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 524                 //}
 525                 break;
 526
 527         case MB_NTERM_base:
 528                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 529                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 530                 }
 531                 break;
 532
 533         case MB_NTERM_index:
 534                 if (tree->op == MB_TERM_SHL ||
 535                     tree->op == MB_TERM_MUL) {
 536                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 537                 }
 538                 break;
 539
 540         default:
 541                 /* do nothing */
 542         }
 543
 544         //printf ("RALLOC END %d %p\n",  tree->op, rs->free_mask);
 545         tree->emit = mono_burg_func [ern];
 546 }
 547
 548 static void
 549 arch_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg)
 550 {
 551         int i, j;
 552
 553         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 554                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 555                 const int top = forest->len;
 556
 557                 for (j = 0; j < top; j++) {
 558                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 559                         //printf ("AREGSTART %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 560                         tree_allocate_regs (t1, 1, cfg->rs);
 561                         //printf ("AREGENDT %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 562                         g_assert (cfg->rs->free_mask == 0xffffffff);
 563                 }
 564         }
 565 }
 566
 567 static void
 568 tree_emit (int goal, MonoFlowGraph *s, MBTree *tree)
 569 {
 570         MBTree *kids[10];
 571         int i, ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 572         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 573         MBEmitFunc emit;
 574
 575         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 576
 577         for (i = 0; nts [i]; i++)
 578                 tree_emit (nts [i], s, kids [i]);
 579
 580         tree->addr = s->code - s->start;
 581
 582         if ((emit = mono_burg_func [ern]))
 583                 emit (tree, s);
 584 }
 585
 586 static void
 587 mono_emit_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 588 {
 589         int i, j;
 590
 591         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 592                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [i];
 593                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 594                 const int top = forest->len;
 595
 596                 bb->addr = cfg->code - cfg->start;
 597
 598                 for (j = 0; j < top; j++) {
 599                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 600                         tree_emit (1, cfg, t1);
 601                 }
 602         }
 603
 604         cfg->epilog = cfg->code - cfg->start;
 605 }
 606
 607 static void
 608 mono_compute_branches (MonoFlowGraph *cfg)
 609 {
 610         guint8 *end;
 611         int i, j;
 612
 613         end = cfg->code;
 614
 615         for (j = 0; j < cfg->block_count; j++) {
 616                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [j];
 617                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 618                 const int top = forest->len;
 619
 620                 for (i = 0; i < top; i++) {
 621                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, i);
 622
 623                         if (t1->is_jump) {
 624
 625                                 if (t1->op == MB_TERM_SWITCH) {
 626                                         MonoBBlock **jt = (MonoBBlock **)t1->data.p;
 627                                         guint32 *rt = (guint32 *)t1->data.p;
 628
 629                                         int m = *((guint32 *)t1->data.p) + 1;
 630                                         int j;
 631
 632                                         for (j = 1; j <= m; j++)
 633                                                 rt [j] = (int)(jt [j]->addr + cfg->start);
 634                                 }
 635
 636                                 /* emit the jump instruction again to update addresses */
 637                                 cfg->code = cfg->start + t1->addr;
 638                                 ((MBEmitFunc)t1->emit) (t1, cfg);
 639
 640                         }
 641                 }
 642         }
 643
 644         cfg->code = end;
 645 }
 646
 647 static int
 648 match_debug_method (MonoMethod* method)
 649 {
 650         GList *tmp = mono_debug_methods;
 651
 652         for (; tmp; tmp = tmp->next) {
 653                 if (strcmp (method->name, tmp->data) == 0) {
 654                         return 1;
 655                 }
 656         }
 657         return 0;
 658 }
 659
 660 /**
 661  * arch_compile_method:
 662  * @method: pointer to the method info
 663  *
 664  * JIT compilation of a single method. This method also writes the result
 665  * back to method->addr, an thus overwrites the trampoline function.
 666  *
 667  * Returns: a pointer to the newly created code.
 668  */
 669 gpointer
 670 arch_compile_method (MonoMethod *method)
 671 {
 672         MonoFlowGraph *cfg;
 673         MonoMemPool *mp = mono_mempool_new ();
 674
 675         g_assert (!(method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL));
 676         g_assert (!(method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL));
 677
 678         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 679                 printf ("Start JIT compilation of %s.%s:%s\n", method->klass->name_space,
 680                         method->klass->name, method->name);
 681         }
 682
 683         if (method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_RUNTIME) {
 684                 MonoClassField *field;
 685                 const char *name = method->name;
 686                 static guint target_offset = 0;
 687                 static guint method_offset = 0;
 688                 guint8 *code;
 689                 gboolean delegate = FALSE;
 690
 691                 if (method->klass->parent &&
 692                     method->klass->parent->parent == mono_defaults.delegate_class)
 693                         delegate = TRUE;
 694
 695                 if (!target_offset) {
 696                         mono_jit_init_class (mono_defaults.delegate_class);
 697
 698                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "m_target");
 699                         target_offset = field->offset;
 700                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "method_ptr");
 701                         method_offset = field->offset;
 702                 }
 703
 704                 if (delegate && *name == '.' && (strcmp (name, ".ctor") == 0)) {
 705                         method->addr = code = g_malloc (32);
 706                         x86_push_reg (code, X86_EBP);
 707                         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 708
 709                         /* load the this pointer */
 710                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
 711                         /* load m_target arg */
 712                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 12, 4);
 713                         /* store mtarget */
 714                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, target_offset, X86_EDX, 4);
 715                         /* load method_ptr arg */
 716                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 16, 4);
 717                         /* store method_ptr */
 718                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, method_offset, X86_EDX, 4);
 719
 720                         x86_leave (code);
 721                         x86_ret (code);
 722
 723                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 32);
 724
 725                 } else if (delegate && *name == 'I' && (strcmp (name, "Invoke") == 0)) {
 726                         MonoMethodSignature *csig = method->signature;
 727                         int i, target, this_pos = 4;
 728                         guint8 *source;
 729
 730                         method->addr = g_malloc (32);
 731
 732                         if (csig->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE) {
 733                                 int size, align;
 734                                 if ((size = mono_type_size (csig->ret, &align)) > 4 || size == 3)
 735                                         this_pos = 8;
 736                         }
 737
 738                         for (i = 0; i < 2; i ++) {
 739                                 code = method->addr;
 740                                 /* load the this pointer */
 741                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, this_pos, 4);
 742                                 /* load mtarget */
 743                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX, target_offset, 4);
 744                                 /* check if zero (static method call without this pointer) */
 745                                 x86_alu_reg_imm (code, X86_CMP, X86_EDX, 0);
 746                                 x86_branch32 (code, X86_CC_EQ, target, TRUE);
 747                                 source = code;
 748
 749                                 /* virtual call -  we have to replace the this pointer */
 750                                 x86_mov_membase_reg (code, X86_ESP, this_pos, X86_EDX, 4);
 751
 752                                 /* jump to method_ptr() */
 753                                 target = code - source;
 754                                 x86_jump_membase (code, X86_EAX, method_offset);
 755                         }
 756
 757                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 32);
 758
 759                 } else {
 760                         if (mono_debug_handle)
 761                                 return NULL;
 762                         g_error ("Don't know how to exec runtime method %s.%s::%s",
 763                                  method->klass->name_space, method->klass->name, method->name);
 764                 }
 765
 766         } else {
 767                 MonoMethodHeader *header = ((MonoMethodNormal *)method)->header;
 768                 MonoJitInfo *ji = g_new0 (MonoJitInfo, 1);
 769
 770                 cfg = mono_cfg_new (method, mp);
 771
 772                 mono_analyze_flow (cfg);
 773                 if (cfg->invalid)
 774                         return NULL;
 775
 776                 mono_analyze_stack (cfg);
 777                 if (cfg->invalid)
 778                         return NULL;
 779
 780                 cfg->code = NULL;
 781                 cfg->rs = mono_regset_new (X86_NREG);
 782                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESP);
 783                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBP);
 784
 785                 // fixme: remove limitation to 8192 bytes
 786                 ji->code_size = 8192;
 787                 method->addr = cfg->start = cfg->code = g_malloc (ji->code_size);
 788
 789                 if (match_debug_method (method))
 790                         x86_breakpoint (cfg->code);
 791
 792                 if (mono_jit_dump_forest) {
 793                         int i;
 794                         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 795                                 printf ("BLOCK %d:\n", i);
 796                                 mono_print_forest (cfg->bblocks [i].forest);
 797                         }
 798                 }
 799
 800                 mono_label_cfg (cfg);
 801                 if (cfg->invalid)
 802                         return NULL;
 803
 804                 arch_allocate_regs (cfg);
 805
 806                 /* align to 8 byte boundary */
 807                 cfg->locals_size += 7;
 808                 cfg->locals_size &= ~7;
 809
 810                 arch_emit_prologue (cfg);
 811
 812                 mono_emit_cfg (cfg);
 813
 814                 arch_emit_epilogue (cfg);
 815
 816                 g_assert ((cfg->code - cfg->start) < ji->code_size);
 817
 818                 mono_compute_branches (cfg);
 819
 820                 if (mono_jit_dump_asm)
 821                         mono_disassemble_code (cfg->start, cfg->code - cfg->start);
 822
 823                 if (mono_debug_handle)
 824                         mono_debug_add_method (mono_debug_handle, cfg);
 825
 826                 ji->used_regs = cfg->rs->used_mask;
 827                 ji->method = method;
 828                 ji->code_start = method->addr;
 829                 mono_jit_info_table_add (mono_jit_info_table, ji);
 830
 831                 if (header->num_clauses) {
 832                         int i, start_block, end_block;
 833
 834                         ji->num_clauses = header->num_clauses;
 835                         ji->clauses = g_new0 (MonoJitExceptionInfo, header->num_clauses);
 836
 837                         for (i = 0; i < header->num_clauses; i++) {
 838                                 MonoExceptionClause *ec = &header->clauses [i];
 839                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
 840
 841                                 ei->flags = ec->flags;
 842                                 ei->token_or_filter = ec->token_or_filter;
 843
 844                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset].is_block_start);
 845                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset].block_id;
 846                                 end_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].block_id;
 847                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].is_block_start);
 848
 849                                 ei->try_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 850                                 ei->try_end = cfg->start + cfg->bblocks [end_block].addr;
 851
 852                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->handler_offset].is_block_start);
 853                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->handler_offset].block_id;
 854                                 ei->handler_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 855
 856                                 //printf ("TEST %x %x %x\n", ei->try_start, ei->try_end, ei->handler_start);
 857                         }
 858                 }
 859
 860                 mono_regset_free (cfg->rs);
 861
 862                 mono_cfg_free (cfg);
 863
 864                 mono_mempool_destroy (mp);
 865
 866         }
 867
 868         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 869                 printf ("END JIT compilation of %s.%s:%s %p %p\n", method->klass->name_space,
 870                         method->klass->name, method->name, method, method->addr);
 871         }
 872
 873         return method->addr;
 874 }
 875
 876 /*
 877  * arch_get_restore_context:
 878  *
 879  * Returns a pointer to a method which restores a previously saved sigcontext.
 880  */
 881 static gpointer
 882 arch_get_restore_context ()
 883 {
 884         static guint8 *start = NULL;
 885         guint8 *code;
 886
 887         if (start)
 888                 return start;
 889
 890         /* restore_contect (struct sigcontext *ctx) */
 891         /* we do not restore X86_EAX, X86_EDX */
 892
 893         start = code = malloc (1024);
 894
 895         /* load ctx */
 896         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, 4, 4);
 897
 898         /* get return address, stored in EDX */
 899         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, eip), 4);
 900
 901         /* restore EBX */
 902         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebx), 4);
 903         /* restore EDI */
 904         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, edi), 4);
 905         /* restore ESI */
 906         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esi), 4);
 907         /* restore ESP */
 908         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esp), 4);
 909         /* restore EBP */
 910         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
 911         /* restore ECX. the exception object is passed here to the catch handler */
 912         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ecx), 4);
 913
 914         /* jump to the saved IP */
 915         x86_jump_reg (code, X86_EDX);
 916
 917         return start;
 918 }
 919
 920 /*
 921  * arch_get_call_finally:
 922  *
 923  * Returns a pointer to a method which calls a finally handler.
 924  */
 925 static gpointer
 926 arch_get_call_finally ()
 927 {
 928         static guint8 *start = NULL;
 929         guint8 *code;
 930
 931         if (start)
 932                 return start;
 933
 934         /* call_finally (struct sigcontext *ctx, unsigned long eip) */
 935         start = code = malloc (1024);
 936
 937         x86_push_reg (code, X86_EBP);
 938         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 939         x86_push_reg (code, X86_EBX);
 940         x86_push_reg (code, X86_EDI);
 941         x86_push_reg (code, X86_ESI);
 942
 943         /* load ctx */
 944         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
 945         /* load eip */
 946         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EBP, 12, 4);
 947         /* save EBP */
 948         x86_push_reg (code, X86_EBP);
 949         /* set new EBP */
 950         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
 951         /* call the handler */
 952         x86_call_reg (code, X86_ECX);
 953         /* restore EBP */
 954         x86_pop_reg (code, X86_EBP);
 955         /* restore saved regs */
 956         x86_pop_reg (code, X86_ESI);
 957         x86_pop_reg (code, X86_EDI);
 958         x86_pop_reg (code, X86_EBX);
 959         x86_leave (code);
 960         x86_ret (code);
 961
 962         return start;
 963 }
 964
 965 /**
 966  * arch_handle_exception:
 967  * @ctx: saved processor state
 968  * @obj:
 969  */
 970 void
 971 arch_handle_exception (struct sigcontext *ctx, gpointer obj)
 972 {
 973         MonoJitInfo *ji;
 974         gpointer ip = (gpointer)ctx->eip;
 975         static void (*restore_context) (struct sigcontext *);
 976         static void (*call_finally) (struct sigcontext *, unsigned long);
 977
 978         ji = mono_jit_info_table_find (mono_jit_info_table, ip);
 979
 980         if (!restore_context)
 981                 restore_context = arch_get_restore_context ();
 982
 983         if (!call_finally)
 984                 call_finally = arch_get_call_finally ();
 985
 986         if (ji) { /* we are inside managed code */
 987                 MonoMethod *m = ji->method;
 988                 unsigned next_bp, next_ip;
 989                 int offset = 2;
 990
 991                 if (ji->num_clauses) {
 992                         int i;
 993
 994                         g_assert (ji->clauses);
 995
 996                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
 997                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
 998
 999                                 if (ei->try_start <= ip && ip < (ei->try_end)) {
1000
1001                                         /* catch block */
1002                                         if (ei->flags == 0 && mono_object_isinst (obj,
1003                                                 mono_class_get (m->klass->image, ei->token_or_filter))) {
1004
1005                                                 ctx->eip = (unsigned long)ei->handler_start;
1006                                                 ctx->ecx = (unsigned long)obj;
1007                                                 restore_context (ctx);
1008                                                 g_assert_not_reached ();
1009                                         }
1010                                 }
1011                         }
1012
1013                         /* no handler found - we need to call all finally handlers */
1014                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
1015                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
1016
1017                                 if (ei->try_start <= ip && ip < (ei->try_end) &&
1018                                     (ei->flags & MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY)) {
1019                                         call_finally (ctx, (unsigned long)ei->handler_start);
1020                                 }
1021                         }
1022                 }
1023
1024                 /* continue unwinding */
1025
1026                 /* restore caller saved registers */
1027                 if (ji->used_regs & X86_ESI_MASK) {
1028                         ctx->esi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1029                         offset++;
1030                 }
1031                 if (ji->used_regs & X86_EDI_MASK) {
1032                         ctx->edi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1033                         offset++;
1034                 }
1035                 if (ji->used_regs & X86_EBX_MASK) {
1036                         ctx->ebx = *((int *)ctx->ebp + offset);
1037                 }
1038
1039                 ctx->esp = ctx->ebp;
1040
1041                 next_bp = *((int *)ctx->ebp);
1042                 next_ip = *((int *)ctx->ebp + 1);
1043
1044                 if (next_bp < (unsigned)mono_end_of_stack) {
1045
1046                         ctx->eip = next_ip;
1047                         ctx->ebp = next_bp;
1048                         arch_handle_exception (ctx, obj);
1049
1050                 } else {
1051                         mono_jit_abort (obj);
1052                 }
1053
1054         } else {
1055                 /* fixme: implement exceptions inside unmanaged code */
1056                 mono_jit_abort (obj);
1057         }
1058
1059         g_assert_not_reached ();
1060 }
1061
1062
1063