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\n(", method->klass->name_space,
  34                 method->klass->name, method->name);
  35
  36         ebp += 8;
  37
  38         if (ISSTRUCT (method->signature->ret)) {
  39                 int size, align;
  40
  41                 g_assert (!method->signature->ret->byref);
  42
  43                 size = mono_type_size (method->signature->ret, &align);
  44
  45                 printf ("VALUERET:%p, ", *((gpointer *)ebp));
  46                 ebp += sizeof (gpointer);
  47         }
  48
  49         if (method->signature->hasthis) {
  50                 if (method->klass->valuetype) {
  51                         printf ("value:%p, ", *((gpointer *)ebp));
  52                 } else {
  53                         o = *((MonoObject **)ebp);
  54
  55                         g_assert (o);
  56
  57                         class = o->klass;
  58
  59                         if (class == mono_defaults.string_class) {
  60                                 printf ("this:[STRING:%p:%s], ", o, mono_string_to_utf8 ((MonoString *)o));
  61                         } else {
  62                                 printf ("this:%p[%s.%s], ", o, class->name_space, class->name);
  63                         }
  64                 }
  65                 ebp += sizeof (gpointer);
  66         }
  67
  68         for (i = 0; i < method->signature->param_count; ++i) {
  69                 MonoType *type = method->signature->params [i];
  70                 int size, align;
  71                 size = mono_type_size (type, &align);
  72
  73                 switch (type->type) {
  74                 case MONO_TYPE_BOOLEAN:
  75                 case MONO_TYPE_CHAR:
  76                 case MONO_TYPE_I1:
  77                 case MONO_TYPE_U1:
  78                 case MONO_TYPE_I2:
  79                 case MONO_TYPE_U2:
  80                 case MONO_TYPE_I4:
  81                 case MONO_TYPE_U4:
  82                 case MONO_TYPE_I:
  83                 case MONO_TYPE_U:
  84                         printf ("%d, ", *((int *)(ebp)));
  85                         break;
  86                 case MONO_TYPE_STRING: {
  87                         MonoString *s = *((MonoString **)ebp);
  88                         if (s) {
  89                                 g_assert (((MonoObject *)s)->klass == mono_defaults.string_class);
  90                                 printf ("[STRING:%p:%s], ", s, mono_string_to_utf8 (s));
  91                         } else
  92                                 printf ("[STRING:null], ");
  93                         break;
  94                 }
  95                 case MONO_TYPE_CLASS:
  96                 case MONO_TYPE_OBJECT: {
  97                         o = *((MonoObject **)ebp);
  98                         if (o) {
  99                                 class = o->klass;
 100                                 if (class == mono_defaults.string_class) {
 101                                         printf ("[STRING:%p:%s], ", o, mono_string_to_utf8 ((MonoString *)o));
 102                                 } else if (class == mono_defaults.int32_class) {
 103                                         printf ("[INT32:%p:%d], ", o, *(gint32 *)((gpointer)o + sizeof (MonoObject)));
 104                                 } else
 105                                         printf ("[%s.%s:%p], ", class->name_space, class->name, o);
 106                         } else {
 107                                 printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 108                         }
 109                         break;
 110                 }
 111                 case MONO_TYPE_PTR:
 112                 case MONO_TYPE_FNPTR:
 113                 case MONO_TYPE_ARRAY:
 114                 case MONO_TYPE_SZARRAY:
 115                         printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 116                         break;
 117                 case MONO_TYPE_I8:
 118                         printf ("%lld, ", *((gint64 *)(ebp)));
 119                         break;
 120                 case MONO_TYPE_R4:
 121                         printf ("%f, ", *((float *)(ebp)));
 122                         break;
 123                 case MONO_TYPE_R8:
 124                         printf ("%f, ", *((double *)(ebp)));
 125                         break;
 126                 case MONO_TYPE_VALUETYPE:
 127                         printf ("[");
 128                         for (j = 0; j < size; j++)
 129                                 printf ("%02x,", *((guint8*)ebp +j));
 130                         printf ("], ");
 131                         break;
 132                 default:
 133                         printf ("XX, ");
 134                 }
 135
 136                 ebp += size + 3;
 137                 ebp = (gpointer)((unsigned)ebp & ~(3));
 138         }
 139
 140         printf (")\n");
 141 }
 142
 143 static void
 144 leave_method (MonoMethod *method, int edx, int eax, double test)
 145 {
 146         gint64 l;
 147
 148         printf ("LEAVE: %s.%s::%s ", method->klass->name_space,
 149                 method->klass->name, method->name);
 150
 151         switch (method->signature->ret->type) {
 152         case MONO_TYPE_VOID:
 153                 break;
 154         case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 155                 if (eax)
 156                         printf ("TRUE:%d", eax);
 157                 else
 158                         printf ("FALSE");
 159
 160                 break;
 161         case MONO_TYPE_CHAR:
 162         case MONO_TYPE_I1:
 163         case MONO_TYPE_U1:
 164         case MONO_TYPE_I2:
 165         case MONO_TYPE_U2:
 166         case MONO_TYPE_I4:
 167         case MONO_TYPE_U4:
 168         case MONO_TYPE_I:
 169         case MONO_TYPE_U:
 170                 printf ("EAX=%d", eax);
 171                 break;
 172         case MONO_TYPE_STRING: {
 173                 MonoString *s = (MonoString *)eax;
 174
 175                 if (s) {
 176                         g_assert (((MonoObject *)s)->klass == mono_defaults.string_class);
 177                         printf ("[STRING:%p:%s]", s, mono_string_to_utf8 (s));
 178                 } else
 179                         printf ("[STRING:null], ");
 180                 break;
 181         }
 182         case MONO_TYPE_OBJECT: {
 183                 MonoObject *o = (MonoObject *)eax;
 184
 185                 if (o->klass == mono_defaults.boolean_class) {
 186                         printf ("[BOOLEAN:%p:%d]", o, *((guint8 *)o + sizeof (MonoObject)));
 187                 } else if  (o->klass == mono_defaults.int32_class) {
 188                         printf ("[INT32:%p:%d]", o, *((gint32 *)((gpointer)o + sizeof (MonoObject))));
 189                 } else {
 190                         if (o)
 191                                 printf ("[%s.%s:%p]", o->klass->name_space, o->klass->name, o);
 192                         else
 193                                 printf ("[OBJECT:%p]", (gpointer)eax);
 194                 }
 195                 break;
 196         }
 197         case MONO_TYPE_CLASS:
 198         case MONO_TYPE_PTR:
 199         case MONO_TYPE_FNPTR:
 200         case MONO_TYPE_ARRAY:
 201         case MONO_TYPE_SZARRAY:
 202                 printf ("EAX=%p", (gpointer)eax);
 203                 break;
 204         case MONO_TYPE_I8:
 205                 *((gint32 *)&l) = eax;
 206                 *((gint32 *)&l + 1) = edx;
 207                 printf ("EAX/EDX=%lld", l);
 208                 break;
 209         case MONO_TYPE_R8:
 210                 printf ("FP=%f\n", test);
 211                 break;
 212         default:
 213                 printf ("(unknown return type)");
 214         }
 215
 216         printf ("\n");
 217 }
 218
 219 /**
 220  * arch_emit_prologue:
 221  * @cfg: pointer to status information
 222  *
 223  * Emits the function prolog.
 224  */
 225 static void
 226 arch_emit_prologue (MonoFlowGraph *cfg)
 227 {
 228         x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 229         x86_mov_reg_reg (cfg->code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 230
 231         if (cfg->locals_size)
 232                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, cfg->locals_size);
 233
 234         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX))
 235                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBX);
 236
 237         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 238                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 239
 240         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI))
 241                 x86_push_reg (cfg->code, X86_ESI);
 242
 243         if (mono_jit_trace_calls) {
 244                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 245                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 246                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, enter_method);
 247                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 248                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 249         }
 250 }
 251
 252 /**
 253  * arch_emit_epilogue:
 254  * @cfg: pointer to status information
 255  *
 256  * Emits the function epilog.
 257  */
 258 static void
 259 arch_emit_epilogue (MonoFlowGraph *cfg)
 260 {
 261         if (mono_jit_trace_calls) {
 262                 x86_fld_reg (cfg->code, 0);
 263                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, 8);
 264                 x86_fst_membase (cfg->code, X86_ESP, 0, TRUE, TRUE);
 265                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 266                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 267                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 268                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, leave_method);
 269                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 270                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 271                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 272                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 273                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 274         }
 275
 276         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI))
 277                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 278
 279         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 280                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 281
 282         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX))
 283                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 284
 285         x86_leave (cfg->code);
 286         x86_ret (cfg->code);
 287 }
 288
 289 /*
 290  * get_unbox_trampoline:
 291  * @m: method pointer
 292  *
 293  * when value type methods are called through the vtable we need to unbox the
 294  * this argument. This method returns a pointer to a trampoline which does
 295  * unboxing before calling the method
 296  */
 297 static gpointer
 298 get_unbox_trampoline (MonoMethod *m)
 299 {
 300         gpointer p = arch_compile_method (m);
 301         guint8 *code, *start;
 302         int this_pos = 4;
 303
 304         if (!m->signature->ret->byref && m->signature->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE)
 305                 this_pos = 8;
 306
 307         start = code = g_malloc (16);
 308
 309         x86_alu_membase_imm (code, X86_ADD, X86_ESP, this_pos, sizeof (MonoObject));
 310         x86_jump_code (code, p);
 311         g_assert ((code - start) < 16);
 312
 313         return start;
 314 }
 315
 316 /**
 317  * x86_magic_trampoline:
 318  * @eax: saved x86 register
 319  * @ecx: saved x86 register
 320  * @edx: saved x86 register
 321  * @esi: saved x86 register
 322  * @edi: saved x86 register
 323  * @ebx: saved x86 register
 324  * @code: pointer into caller code
 325  * @method: the method to translate
 326  *
 327  * This method is called by the trampoline functions for virtual
 328  * methods. It inspects the caller code to find the address of the
 329  * vtable slot, then calls the JIT compiler and writes the address
 330  * of the compiled method back to the vtable. All virtual methods
 331  * are called with: x86_call_membase (inst, basereg, disp). We always
 332  * use 32 bit displacement to ensure that the length of the call
 333  * instruction is 6 bytes. We need to get the value of the basereg
 334  * and the constant displacement.
 335  */
 336 static gpointer
 337 x86_magic_trampoline (int eax, int ecx, int edx, int esi, int edi,
 338                       int ebx, guint8 *code, MonoMethod *m)
 339 {
 340         guint8 ab, reg;
 341         gint32 disp;
 342         gpointer o;
 343
 344         /* go to the start of the call instruction */
 345         code -= 6;
 346         g_assert (*code == 0xff);
 347
 348         code++;
 349         ab = *code;
 350         g_assert ((ab >> 6) == 2);
 351
 352         /* extract the register number containing the address */
 353         reg = ab & 0x07;
 354         code++;
 355
 356         /* extract the displacement */
 357         disp = *((gint32*)code);
 358
 359         switch (reg) {
 360         case X86_EAX:
 361                 o = (gpointer)eax;
 362                 break;
 363         case X86_EDX:
 364                 o = (gpointer)edx;
 365                 break;
 366         case X86_ECX:
 367                 o = (gpointer)ecx;
 368                 break;
 369         case X86_ESI:
 370                 o = (gpointer)esi;
 371                 break;
 372         case X86_EDI:
 373                 o = (gpointer)edi;
 374                 break;
 375         case X86_EBX:
 376                 o = (gpointer)ebx;
 377                 break;
 378         default:
 379                 g_assert_not_reached ();
 380         }
 381
 382         o += disp;
 383
 384         if (m->klass->valuetype) {
 385                 return *((gpointer *)o) = get_unbox_trampoline (m);
 386         } else
 387                 return *((gpointer *)o) = arch_compile_method (m);
 388 }
 389
 390 /**
 391  * arch_create_jit_trampoline:
 392  * @method: pointer to the method info
 393  *
 394  * Creates a trampoline function for virtual methods. If the created
 395  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 396  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 397  * corresponding vtable entry (see x86_magic_trampoline).
 398  *
 399  * Returns: a pointer to the newly created code
 400  */
 401 gpointer
 402 arch_create_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 403 {
 404         guint8 *code, *buf;
 405         static guint8 *vc = NULL;
 406
 407         if (method->addr)
 408                 return method->addr;
 409
 410         if (!vc) {
 411                 vc = buf = g_malloc (24);
 412
 413                 /* push the return address onto the stack */
 414                 x86_push_membase (buf, X86_ESP, 4);
 415
 416                 /* save all register values */
 417                 x86_push_reg (buf, X86_EBX);
 418                 x86_push_reg (buf, X86_EDI);
 419                 x86_push_reg (buf, X86_ESI);
 420                 x86_push_reg (buf, X86_EDX);
 421                 x86_push_reg (buf, X86_ECX);
 422                 x86_push_reg (buf, X86_EAX);
 423
 424                 x86_call_code (buf, x86_magic_trampoline);
 425                 x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 8*4);
 426
 427                 /* call the compiled method */
 428                 x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 429
 430                 g_assert ((buf - vc) <= 24);
 431         }
 432
 433         code = buf = g_malloc (16);
 434         x86_push_imm (buf, method);
 435         x86_jump_code (buf, vc);
 436         g_assert ((buf - code) <= 16);
 437
 438         return code;
 439 }
 440
 441 /**
 442  * arch_create_simple_jit_trampoline:
 443  * @method: pointer to the method info
 444  *
 445  * Creates a trampoline function for method. If the created
 446  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 447  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 448  * address in method->addr with the result of the JIT
 449  * compilation step (in arch_compile_method).
 450  *
 451  * Returns: a pointer to the newly created code
 452  */
 453 gpointer
 454 arch_create_simple_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 455 {
 456         guint8 *code, *buf;
 457
 458         if (method->addr)
 459                 return method->addr;
 460
 461         /* we never free the allocated code buffer */
 462         code = buf = g_malloc (16);
 463         x86_push_imm (buf, method);
 464         x86_call_code (buf, arch_compile_method);
 465         x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 466         /* jump to the compiled method */
 467         x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 468         g_assert ((buf - code) < 16);
 469
 470         return code;
 471 }
 472
 473 static void
 474 mono_label_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 475 {
 476         int i, j;
 477
 478         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 479                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 480                 const int top = forest->len;
 481
 482                 for (j = 0; j < top; j++) {
 483                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 484                         MBState *mbstate;
 485
 486                         mbstate =  mono_burg_label (t1, cfg);
 487                         if (!mbstate) {
 488                                 cfg->invalid = 1;
 489                                 if (mono_debug_handle)
 490                                         return;
 491                                 g_warning ("tree does not match");
 492                                 mono_print_ctree (t1); printf ("\n\n");
 493
 494                                 mono_print_forest (forest);
 495                                 g_assert_not_reached ();
 496                         }
 497                 }
 498         }
 499 }
 500
 501 static void
 502 tree_preallocate_regs (MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs)
 503 {
 504         switch (tree->op) {
 505         case MB_TERM_CALL_I4:
 506         case MB_TERM_CALL_I8:
 507         case MB_TERM_CALL_R8:
 508 //      case MB_TERM_CALL_VOID :
 509                 tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, tree->exclude_mask);
 510                 tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, tree->exclude_mask);
 511                 tree->reg3 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_ECX, tree->exclude_mask);
 512                 return;
 513         default: break;
 514         }
 515
 516         switch (goal) {
 517         case MB_NTERM_reg:
 518         case MB_NTERM_lreg: {
 519                 switch (tree->op) {
 520                 case MB_TERM_SHL:
 521                 case MB_TERM_SHR:
 522                 case MB_TERM_SHR_UN:
 523                         tree->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 524                         tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 525                         break;
 526                 case MB_TERM_DIV:
 527                 case MB_TERM_DIV_UN:
 528                 case MB_TERM_REM:
 529                 case MB_TERM_REM_UN:
 530                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, tree->exclude_mask);
 531                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, tree->exclude_mask);
 532                         if (goal == MB_NTERM_reg) {
 533                                 tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 534                                 tree->right->exclude_mask |= (1 << X86_EDX) | (1 << X86_EAX);
 535                         }
 536                         break;
 537                 default:
 538                         break;
 539                 }
 540                 break;
 541         }
 542         default:
 543                 break;
 544         }
 545 }
 546
 547 static void
 548 tree_allocate_regs (MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs)
 549 {
 550         MBTree *kids[10];
 551         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 552         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 553         int i;
 554
 555         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 556
 557         //printf ("RALLOC START %d %p %d\n",  tree->op, rs->free_mask, goal);
 558
 559         if (nts [0] && kids [0] == tree) {
 560                 /* chain rule */
 561                 tree_allocate_regs (kids [0], nts [0], rs);
 562                 return;
 563         }
 564
 565         for (i = 0; nts [i]; i++)
 566                 tree_preallocate_regs (kids [i], nts [i], rs);
 567
 568         for (i = 0; nts [i]; i++)
 569                 tree_allocate_regs (kids [i], nts [i], rs);
 570
 571         for (i = 0; nts [i]; i++) {
 572                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg1);
 573                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg2);
 574                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg3);
 575         }
 576
 577         switch (goal) {
 578         case MB_NTERM_reg:
 579                 if (tree->reg1 < 0) {
 580                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 581                         g_assert (tree->reg1 != -1);
 582                 }
 583                 break;
 584
 585         case MB_NTERM_lreg:
 586                 if (tree->reg1 < 0) {
 587                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 588                         g_assert (tree->reg1 != -1);
 589                 }
 590                 if (tree->reg2 < 0) {
 591                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 592                         g_assert (tree->reg2 != -1);
 593                 }
 594                 break;
 595
 596         case MB_NTERM_freg:
 597                 /* fixme: allocate floating point registers */
 598                 break;
 599
 600         case MB_NTERM_addr:
 601                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 602                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 603                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->right->reg1, tree->exclude_mask);
 604                 }
 605                 break;
 606
 607         case MB_NTERM_base:
 608                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 609                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 610                 }
 611                 break;
 612
 613         case MB_NTERM_index:
 614                 if (tree->op == MB_TERM_SHL ||
 615                     tree->op == MB_TERM_MUL) {
 616                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 617                 }
 618                 break;
 619
 620         default:
 621                 /* do nothing */
 622         }
 623
 624         //printf ("RALLOC END %d %p\n",  tree->op, rs->free_mask);
 625         tree->emit = mono_burg_func [ern];
 626 }
 627
 628 static void
 629 arch_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg)
 630 {
 631         int i, j;
 632
 633         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 634                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 635                 const int top = forest->len;
 636
 637                 for (j = 0; j < top; j++) {
 638                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 639                         //printf ("AREGSTART %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 640                         tree_allocate_regs (t1, 1, cfg->rs);
 641                         //printf ("AREGENDT %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 642                         g_assert (cfg->rs->free_mask == 0xffffffff);
 643                 }
 644         }
 645 }
 646
 647 static void
 648 tree_emit (int goal, MonoFlowGraph *cfg, MBTree *tree)
 649 {
 650         MBTree *kids[10];
 651         int i, ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 652         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 653         MBEmitFunc emit;
 654         int offset;
 655
 656         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 657
 658         for (i = 0; nts [i]; i++)
 659                 tree_emit (nts [i], cfg, kids [i]);
 660
 661         tree->addr = offset = cfg->code - cfg->start;
 662
 663         // we assume an instruction uses a maximum of 128 bytes
 664         if ((cfg->code_size - offset) <= 128) {
 665                 int add = MIN ((cfg->code_size * 2), 1024);
 666
 667                 cfg->code_size += add;
 668                 cfg->start = g_realloc (cfg->start, cfg->code_size);
 669                 g_assert (cfg->start);
 670                 cfg->code = cfg->start + offset;
 671         }
 672
 673         if ((emit = mono_burg_func [ern]))
 674                 emit (tree, cfg);
 675
 676         g_assert ((cfg->code - cfg->start) < cfg->code_size);
 677 }
 678
 679 static void
 680 mono_emit_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 681 {
 682         int i, j;
 683
 684         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 685                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [i];
 686                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 687                 const int top = forest->len;
 688
 689                 bb->addr = cfg->code - cfg->start;
 690
 691                 for (j = 0; j < top; j++) {
 692                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 693
 694                         tree_emit (1, cfg, t1);
 695                 }
 696         }
 697
 698         cfg->epilog = cfg->code - cfg->start;
 699 }
 700
 701 static void
 702 mono_compute_branches (MonoFlowGraph *cfg)
 703 {
 704         guint8 *end;
 705         int i, j;
 706
 707         end = cfg->code;
 708
 709         for (j = 0; j < cfg->block_count; j++) {
 710                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [j];
 711                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 712                 const int top = forest->len;
 713
 714                 for (i = 0; i < top; i++) {
 715                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, i);
 716
 717                         if (t1->is_jump) {
 718
 719                                 if (t1->op == MB_TERM_SWITCH) {
 720                                         MonoBBlock **jt = (MonoBBlock **)t1->data.p;
 721                                         guint32 *rt = (guint32 *)t1->data.p;
 722
 723                                         int m = *((guint32 *)t1->data.p) + 1;
 724                                         int j;
 725
 726                                         for (j = 1; j <= m; j++)
 727                                                 rt [j] = (int)(jt [j]->addr + cfg->start);
 728                                 }
 729
 730                                 /* emit the jump instruction again to update addresses */
 731                                 cfg->code = cfg->start + t1->addr;
 732                                 ((MBEmitFunc)t1->emit) (t1, cfg);
 733
 734                         }
 735                 }
 736         }
 737
 738         cfg->code = end;
 739 }
 740
 741 static int
 742 match_debug_method (MonoMethod* method)
 743 {
 744         GList *tmp = mono_debug_methods;
 745
 746         for (; tmp; tmp = tmp->next) {
 747                 if (strcmp (method->name, tmp->data) == 0) {
 748                         return 1;
 749                 }
 750         }
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 /**
 755  * arch_compile_method:
 756  * @method: pointer to the method info
 757  *
 758  * JIT compilation of a single method. This method also writes the result
 759  * back to method->addr, an thus overwrites the trampoline function.
 760  *
 761  * Returns: a pointer to the newly created code.
 762  */
 763 gpointer
 764 arch_compile_method (MonoMethod *method)
 765 {
 766         MonoFlowGraph *cfg;
 767         MonoMemPool *mp = mono_mempool_new ();
 768
 769         g_assert (!(method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL));
 770         g_assert (!(method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL));
 771
 772         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 773                 printf ("Start JIT compilation of %s.%s:%s\n", method->klass->name_space,
 774                         method->klass->name, method->name);
 775         }
 776
 777         if (method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_RUNTIME) {
 778                 MonoClassField *field;
 779                 const char *name = method->name;
 780                 static guint target_offset = 0;
 781                 static guint method_offset = 0;
 782                 guint8 *code;
 783                 gboolean delegate = FALSE;
 784
 785                 if (method->klass->parent &&
 786                     method->klass->parent->parent == mono_defaults.delegate_class)
 787                         delegate = TRUE;
 788
 789                 if (!target_offset) {
 790                         mono_class_init (mono_defaults.delegate_class);
 791
 792                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "m_target");
 793                         target_offset = field->offset;
 794                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "method_ptr");
 795                         method_offset = field->offset;
 796                 }
 797
 798                 if (delegate && *name == '.' && (strcmp (name, ".ctor") == 0)) {
 799                         method->addr = code = g_malloc (32);
 800                         x86_push_reg (code, X86_EBP);
 801                         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 802
 803                         /* load the this pointer */
 804                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
 805                         /* load m_target arg */
 806                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 12, 4);
 807                         /* store mtarget */
 808                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, target_offset, X86_EDX, 4);
 809                         /* load method_ptr arg */
 810                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 16, 4);
 811                         /* store method_ptr */
 812                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, method_offset, X86_EDX, 4);
 813
 814                         x86_leave (code);
 815                         x86_ret (code);
 816
 817                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 32);
 818
 819                 } else if (delegate && *name == 'I' && (strcmp (name, "Invoke") == 0)) {
 820                         MonoMethodSignature *csig = method->signature;
 821                         int i, target, this_pos = 4;
 822                         guint8 *source;
 823
 824                         method->addr = g_malloc (32);
 825
 826                         if (csig->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE) {
 827                                 g_assert (!csig->ret->byref);
 828                                 this_pos = 8;
 829                         }
 830
 831                         for (i = 0; i < 2; i ++) {
 832                                 code = method->addr;
 833                                 /* load the this pointer */
 834                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, this_pos, 4);
 835                                 /* load mtarget */
 836                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX, target_offset, 4);
 837                                 /* check if zero (static method call without this pointer) */
 838                                 x86_alu_reg_imm (code, X86_CMP, X86_EDX, 0);
 839                                 x86_branch32 (code, X86_CC_EQ, target, TRUE);
 840                                 source = code;
 841
 842                                 /* virtual call -  we have to replace the this pointer */
 843                                 x86_mov_membase_reg (code, X86_ESP, this_pos, X86_EDX, 4);
 844
 845                                 /* jump to method_ptr() */
 846                                 target = code - source;
 847                                 x86_jump_membase (code, X86_EAX, method_offset);
 848                         }
 849
 850                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 32);
 851
 852                 } else {
 853                         if (mono_debug_handle)
 854                                 return NULL;
 855                         g_error ("Don't know how to exec runtime method %s.%s::%s",
 856                                  method->klass->name_space, method->klass->name, method->name);
 857                 }
 858
 859         } else {
 860                 MonoMethodHeader *header = ((MonoMethodNormal *)method)->header;
 861                 MonoJitInfo *ji = g_new0 (MonoJitInfo, 1);
 862
 863                 cfg = mono_cfg_new (method, mp);
 864
 865                 mono_analyze_flow (cfg);
 866                 if (cfg->invalid)
 867                         return NULL;
 868
 869                 mono_analyze_stack (cfg);
 870                 if (cfg->invalid)
 871                         return NULL;
 872
 873                 cfg->rs = mono_regset_new (X86_NREG);
 874                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESP);
 875                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBP);
 876
 877                 cfg->code_size = 256;
 878                 cfg->start = cfg->code = g_malloc (cfg->code_size);
 879
 880                 if (match_debug_method (method))
 881                         x86_breakpoint (cfg->code);
 882
 883                 if (mono_jit_dump_forest) {
 884                         int i;
 885                         printf ("FOREST %s.%s:%s\n", method->klass->name_space,
 886                                 method->klass->name, method->name);
 887                         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 888                                 printf ("BLOCK %d:\n", i);
 889                                 mono_print_forest (cfg->bblocks [i].forest);
 890                         }
 891                 }
 892
 893                 mono_label_cfg (cfg);
 894                 if (cfg->invalid)
 895                         return NULL;
 896
 897                 arch_allocate_regs (cfg);
 898
 899                 /* align to 8 byte boundary */
 900                 cfg->locals_size += 7;
 901                 cfg->locals_size &= ~7;
 902
 903                 arch_emit_prologue (cfg);
 904                 mono_emit_cfg (cfg);
 905                 arch_emit_epilogue (cfg);
 906
 907                 method->addr = cfg->start;
 908
 909                 mono_compute_branches (cfg);
 910
 911                 if (mono_jit_dump_asm) {
 912                         char *id = g_strdup_printf ("%s_%s__%s", method->klass->name_space,
 913                                                     method->klass->name, method->name);
 914                         mono_disassemble_code (cfg->start, cfg->code - cfg->start, id);
 915                         g_free (id);
 916                 }
 917                 if (mono_debug_handle)
 918                         mono_debug_add_method (mono_debug_handle, cfg);
 919
 920                 ji->code_size = cfg->code - cfg->start;
 921                 ji->used_regs = cfg->rs->used_mask;
 922                 ji->method = method;
 923                 ji->code_start = method->addr;
 924                 mono_jit_info_table_add (mono_jit_info_table, ji);
 925
 926                 if (header->num_clauses) {
 927                         int i, start_block, end_block;
 928
 929                         ji->num_clauses = header->num_clauses;
 930                         ji->clauses = g_new0 (MonoJitExceptionInfo, header->num_clauses);
 931
 932                         for (i = 0; i < header->num_clauses; i++) {
 933                                 MonoExceptionClause *ec = &header->clauses [i];
 934                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
 935
 936                                 ei->flags = ec->flags;
 937                                 ei->token_or_filter = ec->token_or_filter;
 938
 939                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset].is_block_start);
 940                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset].block_id;
 941                                 end_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].block_id;
 942                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].is_block_start);
 943
 944                                 ei->try_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 945                                 ei->try_end = cfg->start + cfg->bblocks [end_block].addr;
 946
 947                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->handler_offset].is_block_start);
 948                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->handler_offset].block_id;
 949                                 ei->handler_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 950
 951                                 //printf ("TEST %x %x %x\n", ei->try_start, ei->try_end, ei->handler_start);
 952                         }
 953                 }
 954
 955                 mono_regset_free (cfg->rs);
 956
 957                 mono_cfg_free (cfg);
 958
 959                 mono_mempool_destroy (mp);
 960
 961         }
 962
 963         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 964                 printf ("END JIT compilation of %s.%s:%s %p %p\n", method->klass->name_space,
 965                         method->klass->name, method->name, method, method->addr);
 966         }
 967
 968
 969         return method->addr;
 970 }
 971
 972 /*
 973  * arch_get_restore_context:
 974  *
 975  * Returns a pointer to a method which restores a previously saved sigcontext.
 976  */
 977 static gpointer
 978 arch_get_restore_context ()
 979 {
 980         static guint8 *start = NULL;
 981         guint8 *code;
 982
 983         if (start)
 984                 return start;
 985
 986         /* restore_contect (struct sigcontext *ctx) */
 987         /* we do not restore X86_EAX, X86_EDX */
 988
 989         start = code = malloc (1024);
 990
 991         /* load ctx */
 992         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, 4, 4);
 993
 994         /* get return address, stored in EDX */
 995         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, eip), 4);
 996
 997         /* restore EBX */
 998         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebx), 4);
 999         /* restore EDI */
1000         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, edi), 4);
1001         /* restore ESI */
1002         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esi), 4);
1003         /* restore ESP */
1004         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esp), 4);
1005         /* restore EBP */
1006         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
1007         /* restore ECX. the exception object is passed here to the catch handler */
1008         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ecx), 4);
1009
1010         /* jump to the saved IP */
1011         x86_jump_reg (code, X86_EDX);
1012
1013         return start;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * arch_get_call_finally:
1018  *
1019  * Returns a pointer to a method which calls a finally handler.
1020  */
1021 static gpointer
1022 arch_get_call_finally ()
1023 {
1024         static guint8 *start = NULL;
1025         guint8 *code;
1026
1027         if (start)
1028                 return start;
1029
1030         /* call_finally (struct sigcontext *ctx, unsigned long eip) */
1031         start = code = malloc (1024);
1032
1033         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1034         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
1035         x86_push_reg (code, X86_EBX);
1036         x86_push_reg (code, X86_EDI);
1037         x86_push_reg (code, X86_ESI);
1038
1039         /* load ctx */
1040         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
1041         /* load eip */
1042         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EBP, 12, 4);
1043         /* save EBP */
1044         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1045         /* set new EBP */
1046         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
1047         /* call the handler */
1048         x86_call_reg (code, X86_ECX);
1049         /* restore EBP */
1050         x86_pop_reg (code, X86_EBP);
1051         /* restore saved regs */
1052         x86_pop_reg (code, X86_ESI);
1053         x86_pop_reg (code, X86_EDI);
1054         x86_pop_reg (code, X86_EBX);
1055         x86_leave (code);
1056         x86_ret (code);
1057
1058         return start;
1059 }
1060
1061 /**
1062  * arch_handle_exception:
1063  * @ctx: saved processor state
1064  * @obj:
1065  */
1066 void
1067 arch_handle_exception (struct sigcontext *ctx, gpointer obj)
1068 {
1069         MonoJitInfo *ji;
1070         gpointer ip = (gpointer)ctx->eip;
1071         static void (*restore_context) (struct sigcontext *);
1072         static void (*call_finally) (struct sigcontext *, unsigned long);
1073
1074         ji = mono_jit_info_table_find (mono_jit_info_table, ip);
1075
1076         if (!restore_context)
1077                 restore_context = arch_get_restore_context ();
1078
1079         if (!call_finally)
1080                 call_finally = arch_get_call_finally ();
1081
1082         if (ji) { /* we are inside managed code */
1083                 MonoMethod *m = ji->method;
1084                 unsigned next_bp, next_ip;
1085                 int offset = 2;
1086
1087                 if (ji->num_clauses) {
1088                         int i;
1089
1090                         g_assert (ji->clauses);
1091
1092                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
1093                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
1094
1095                                 if (ei->try_start <= ip && ip <= (ei->try_end)) {
1096                                         /* catch block */
1097                                         if (ei->flags == 0 && mono_object_isinst (obj,
1098                                                 mono_class_get (m->klass->image, ei->token_or_filter))) {
1099
1100                                                 ctx->eip = (unsigned long)ei->handler_start;
1101                                                 ctx->ecx = (unsigned long)obj;
1102                                                 restore_context (ctx);
1103                                                 g_assert_not_reached ();
1104                                         }
1105                                 }
1106                         }
1107
1108                         /* no handler found - we need to call all finally handlers */
1109                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
1110                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
1111
1112                                 if (ei->try_start <= ip && ip < (ei->try_end) &&
1113                                     (ei->flags & MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY)) {
1114                                         call_finally (ctx, (unsigned long)ei->handler_start);
1115                                 }
1116                         }
1117                 }
1118
1119                 /* continue unwinding */
1120
1121                 /* restore caller saved registers */
1122                 if (ji->used_regs & X86_ESI_MASK) {
1123                         ctx->esi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1124                         offset++;
1125                 }
1126                 if (ji->used_regs & X86_EDI_MASK) {
1127                         ctx->edi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1128                         offset++;
1129                 }
1130                 if (ji->used_regs & X86_EBX_MASK) {
1131                         ctx->ebx = *((int *)ctx->ebp + offset);
1132                 }
1133
1134                 ctx->esp = ctx->ebp;
1135                 ctx->eip = *((int *)ctx->ebp + 1);
1136                 ctx->ebp = *((int *)ctx->ebp);
1137
1138                 if (next_bp < (unsigned)mono_end_of_stack)
1139                         arch_handle_exception (ctx, obj);
1140                 else
1141                         mono_jit_abort (obj);
1142
1143         } else {
1144                 gpointer *lmf_addr = TlsGetValue (lmf_thread_id);
1145                 MonoLMF *lmf;
1146                 MonoMethod *m;
1147
1148                 g_assert (lmf_addr);
1149                 lmf = *((MonoLMF **)lmf_addr);
1150
1151                 if (!lmf)
1152                         mono_jit_abort (obj);
1153
1154                 m = lmf->method;
1155
1156                 *lmf_addr = lmf->previous_lmf;
1157
1158                 ctx->esi = lmf->esi;
1159                 ctx->edi = lmf->edi;
1160                 ctx->ebx = lmf->ebx;
1161                 ctx->ebp = lmf->ebp;
1162                 ctx->eip = lmf->eip;
1163                 ctx->esp = lmf;
1164
1165                 /*
1166                 g_warning ("Exception inside unmanaged code. %s.%s::%s %p", m->klass->name_space,
1167                            m->klass->name, m->name, lmf->previous_lmf);
1168                 */
1169
1170                 if (ctx->eip < (unsigned)mono_end_of_stack)
1171                         arch_handle_exception (ctx, obj);
1172                 else
1173                         mono_jit_abort (obj);
1174         }
1175
1176         g_assert_not_reached ();
1177 }
1178
1179 static void
1180 throw_exception (unsigned long eax, unsigned long ecx, unsigned long edx, unsigned long ebx,
1181                  unsigned long esi, unsigned long edi, unsigned long ebp, MonoObject *exc,
1182                  unsigned long eip,  unsigned long esp)
1183 {
1184         struct sigcontext ctx;
1185
1186         ctx.esp = esp;
1187         ctx.eip = eip;
1188         ctx.ebp = ebp;
1189         ctx.edi = edi;
1190         ctx.esi = esi;
1191         ctx.ebx = ebx;
1192         ctx.edx = edx;
1193         ctx.ecx = ecx;
1194         ctx.eax = eax;
1195
1196         arch_handle_exception (&ctx, exc);
1197
1198         g_assert_not_reached ();
1199 }
1200
1201 gpointer
1202 arch_get_throw_exception (void)
1203 {
1204         static guint8 *start = NULL;
1205         guint8 *code;
1206
1207         if (start)
1208                 return start;
1209
1210         code = start = g_malloc (1024);
1211
1212         x86_push_reg (code, X86_ESP);
1213         x86_push_membase (code, X86_ESP, 4); /* IP */
1214         x86_push_membase (code, X86_ESP, 12); /* exception */
1215         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1216         x86_push_reg (code, X86_EDI);
1217         x86_push_reg (code, X86_ESI);
1218         x86_push_reg (code, X86_EBX);
1219         x86_push_reg (code, X86_EDX);
1220         x86_push_reg (code, X86_ECX);
1221         x86_push_reg (code, X86_EAX);
1222         x86_call_code (code, throw_exception);
1223         /* we should never reach this breakpoint */
1224         x86_breakpoint (code);
1225
1226         return start;
1227 }
1228
1229
1230
1231