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 (method->signature->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE) {
  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_call_code (cfg->code, enter_method);
 247                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 248         }
 249 }
 250
 251 /**
 252  * arch_emit_epilogue:
 253  * @cfg: pointer to status information
 254  *
 255  * Emits the function epilog.
 256  */
 257 static void
 258 arch_emit_epilogue (MonoFlowGraph *cfg)
 259 {
 260         if (mono_jit_trace_calls) {
 261                 x86_fld_reg (cfg->code, 0);
 262                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, 8);
 263                 x86_fst_membase (cfg->code, X86_ESP, 0, TRUE, TRUE);
 264                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 265                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 266                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 267                 x86_call_code (cfg->code, leave_method);
 268                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 269                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 270                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 271                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 272         }
 273
 274         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI))
 275                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 276
 277         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 278                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 279
 280         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX))
 281                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 282
 283         x86_leave (cfg->code);
 284         x86_ret (cfg->code);
 285 }
 286
 287 /*
 288  * get_unbox_trampoline:
 289  * @m: method pointer
 290  *
 291  * when value type methods are called through the vtable we need to unbox the
 292  * this argument. This method returns a pointer to a trampoline which does
 293  * unboxing before calling the method
 294  */
 295 static gpointer
 296 get_unbox_trampoline (MonoMethod *m)
 297 {
 298         gpointer p = arch_compile_method (m);
 299         guint8 *code, *start;
 300         int this_pos = 4;
 301
 302         if (!m->signature->ret->byref && m->signature->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE)
 303                 this_pos = 8;
 304
 305         start = code = g_malloc (16);
 306
 307         x86_alu_membase_imm (code, X86_ADD, X86_ESP, this_pos, sizeof (MonoObject));
 308         x86_jump_code (code, p);
 309         g_assert ((code - start) < 16);
 310
 311         return start;
 312 }
 313
 314 /**
 315  * x86_magic_trampoline:
 316  * @eax: saved x86 register
 317  * @ecx: saved x86 register
 318  * @edx: saved x86 register
 319  * @esi: saved x86 register
 320  * @edi: saved x86 register
 321  * @ebx: saved x86 register
 322  * @code: pointer into caller code
 323  * @method: the method to translate
 324  *
 325  * This method is called by the trampoline functions for virtual
 326  * methods. It inspects the caller code to find the address of the
 327  * vtable slot, then calls the JIT compiler and writes the address
 328  * of the compiled method back to the vtable. All virtual methods
 329  * are called with: x86_call_membase (inst, basereg, disp). We always
 330  * use 32 bit displacement to ensure that the length of the call
 331  * instruction is 6 bytes. We need to get the value of the basereg
 332  * and the constant displacement.
 333  */
 334 static gpointer
 335 x86_magic_trampoline (int eax, int ecx, int edx, int esi, int edi,
 336                       int ebx, guint8 *code, MonoMethod *m)
 337 {
 338         guint8 ab, reg;
 339         gint32 disp;
 340         gpointer o;
 341
 342         /* go to the start of the call instruction */
 343         code -= 6;
 344         g_assert (*code == 0xff);
 345
 346         code++;
 347         ab = *code;
 348         g_assert ((ab >> 6) == 2);
 349
 350         /* extract the register number containing the address */
 351         reg = ab & 0x07;
 352         code++;
 353
 354         /* extract the displacement */
 355         disp = *((gint32*)code);
 356
 357         switch (reg) {
 358         case X86_EAX:
 359                 o = (gpointer)eax;
 360                 break;
 361         case X86_EDX:
 362                 o = (gpointer)edx;
 363                 break;
 364         case X86_ECX:
 365                 o = (gpointer)ecx;
 366                 break;
 367         case X86_ESI:
 368                 o = (gpointer)esi;
 369                 break;
 370         case X86_EDI:
 371                 o = (gpointer)edi;
 372                 break;
 373         case X86_EBX:
 374                 o = (gpointer)ebx;
 375                 break;
 376         default:
 377                 g_assert_not_reached ();
 378         }
 379
 380         o += disp;
 381
 382         if (m->klass->valuetype) {
 383                 return *((gpointer *)o) = get_unbox_trampoline (m);
 384         } else
 385                 return *((gpointer *)o) = arch_compile_method (m);
 386 }
 387
 388 /**
 389  * arch_create_jit_trampoline:
 390  * @method: pointer to the method info
 391  *
 392  * Creates a trampoline function for virtual methods. If the created
 393  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 394  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 395  * corresponding vtable entry (see x86_magic_trampoline).
 396  *
 397  * Returns: a pointer to the newly created code
 398  */
 399 gpointer
 400 arch_create_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 401 {
 402         guint8 *code, *buf;
 403         static guint8 *vc = NULL;
 404
 405         if (method->addr)
 406                 return method->addr;
 407
 408         if (!vc) {
 409                 vc = buf = g_malloc (24);
 410
 411                 /* push the return address onto the stack */
 412                 x86_push_membase (buf, X86_ESP, 4);
 413
 414                 /* save all register values */
 415                 x86_push_reg (buf, X86_EBX);
 416                 x86_push_reg (buf, X86_EDI);
 417                 x86_push_reg (buf, X86_ESI);
 418                 x86_push_reg (buf, X86_EDX);
 419                 x86_push_reg (buf, X86_ECX);
 420                 x86_push_reg (buf, X86_EAX);
 421
 422                 x86_call_code (buf, x86_magic_trampoline);
 423                 x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 8*4);
 424
 425                 /* call the compiled method */
 426                 x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 427
 428                 g_assert ((buf - vc) <= 24);
 429         }
 430
 431         code = buf = g_malloc (16);
 432         x86_push_imm (buf, method);
 433         x86_jump_code (buf, vc);
 434         g_assert ((buf - code) <= 16);
 435
 436         return code;
 437 }
 438
 439 /**
 440  * arch_create_simple_jit_trampoline:
 441  * @method: pointer to the method info
 442  *
 443  * Creates a trampoline function for method. If the created
 444  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 445  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 446  * address in method->addr with the result of the JIT
 447  * compilation step (in arch_compile_method).
 448  *
 449  * Returns: a pointer to the newly created code
 450  */
 451 gpointer
 452 arch_create_simple_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 453 {
 454         guint8 *code, *buf;
 455
 456         if (method->addr)
 457                 return method->addr;
 458
 459         /* we never free the allocated code buffer */
 460         code = buf = g_malloc (16);
 461         x86_push_imm (buf, method);
 462         x86_call_code (buf, arch_compile_method);
 463         x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 464         /* jump to the compiled method */
 465         x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 466         g_assert ((buf - code) < 16);
 467
 468         return code;
 469 }
 470
 471 static void
 472 mono_label_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 473 {
 474         int i, j;
 475
 476         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 477                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 478                 const int top = forest->len;
 479
 480                 for (j = 0; j < top; j++) {
 481                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 482                         MBState *mbstate;
 483
 484                         mbstate =  mono_burg_label (t1, cfg);
 485                         if (!mbstate) {
 486                                 cfg->invalid = 1;
 487                                 if (mono_debug_handle)
 488                                         return;
 489                                 g_warning ("tree does not match");
 490                                 mono_print_ctree (t1); printf ("\n\n");
 491
 492                                 mono_print_forest (forest);
 493                                 g_assert_not_reached ();
 494                         }
 495                 }
 496         }
 497 }
 498
 499 static void
 500 tree_preallocate_regs (MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs)
 501 {
 502         switch (tree->op) {
 503         case MB_TERM_CALL_I4:
 504         case MB_TERM_CALL_I8:
 505         case MB_TERM_CALL_R8:
 506 //      case MB_TERM_CALL_VOID :
 507                 tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, tree->exclude_mask);
 508                 tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, tree->exclude_mask);
 509                 tree->reg3 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_ECX, tree->exclude_mask);
 510                 return;
 511         default: break;
 512         }
 513
 514         switch (goal) {
 515         case MB_NTERM_reg:
 516         case MB_NTERM_lreg: {
 517                 switch (tree->op) {
 518                 case MB_TERM_SHL:
 519                 case MB_TERM_SHR:
 520                 case MB_TERM_SHR_UN:
 521                         tree->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 522                         tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 523                         break;
 524                 case MB_TERM_DIV:
 525                 case MB_TERM_DIV_UN:
 526                 case MB_TERM_REM:
 527                 case MB_TERM_REM_UN:
 528                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, tree->exclude_mask);
 529                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, tree->exclude_mask);
 530                         if (goal == MB_NTERM_reg) {
 531                                 tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 532                                 tree->right->exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 533                         }
 534                         break;
 535                 default:
 536                         break;
 537                 }
 538                 break;
 539         }
 540         default:
 541                 break;
 542         }
 543 }
 544
 545 static void
 546 tree_allocate_regs (MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs)
 547 {
 548         MBTree *kids[10];
 549         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 550         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 551         int i;
 552
 553         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 554
 555         //printf ("RALLOC START %d %p %d\n",  tree->op, rs->free_mask, goal);
 556
 557         if (nts [0] && kids [0] == tree) {
 558                 /* chain rule */
 559                 tree_allocate_regs (kids [0], nts [0], rs);
 560                 return;
 561         }
 562
 563         for (i = 0; nts [i]; i++)
 564                 tree_preallocate_regs (kids [i], nts [i], rs);
 565
 566         for (i = 0; nts [i]; i++)
 567                 tree_allocate_regs (kids [i], nts [i], rs);
 568
 569         for (i = 0; nts [i]; i++) {
 570                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg1);
 571                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg2);
 572                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg3);
 573         }
 574
 575         switch (goal) {
 576         case MB_NTERM_reg:
 577                 if (tree->reg1 < 0) {
 578                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 579                         g_assert (tree->reg1 != -1);
 580                 }
 581                 break;
 582
 583         case MB_NTERM_lreg:
 584                 if (tree->reg1 < 0) {
 585                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 586                         g_assert (tree->reg1 != -1);
 587                 }
 588                 if (tree->reg2 < 0) {
 589                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 590                         g_assert (tree->reg2 != -1);
 591                 }
 592                 break;
 593
 594         case MB_NTERM_freg:
 595                 /* fixme: allocate floating point registers */
 596                 break;
 597
 598         case MB_NTERM_addr:
 599                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 600                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 601                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->right->reg1, tree->exclude_mask);
 602                 }
 603                 break;
 604
 605         case MB_NTERM_base:
 606                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 607                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 608                 }
 609                 break;
 610
 611         case MB_NTERM_index:
 612                 if (tree->op == MB_TERM_SHL ||
 613                     tree->op == MB_TERM_MUL) {
 614                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 615                 }
 616                 break;
 617
 618         default:
 619                 /* do nothing */
 620         }
 621
 622         //printf ("RALLOC END %d %p\n",  tree->op, rs->free_mask);
 623         tree->emit = mono_burg_func [ern];
 624 }
 625
 626 static void
 627 arch_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg)
 628 {
 629         int i, j;
 630
 631         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 632                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 633                 const int top = forest->len;
 634
 635                 for (j = 0; j < top; j++) {
 636                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 637                         //printf ("AREGSTART %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 638                         tree_allocate_regs (t1, 1, cfg->rs);
 639                         //printf ("AREGENDT %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 640                         g_assert (cfg->rs->free_mask == 0xffffffff);
 641                 }
 642         }
 643 }
 644
 645 static void
 646 tree_emit (int goal, MonoFlowGraph *s, MBTree *tree)
 647 {
 648         MBTree *kids[10];
 649         int i, ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 650         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 651         MBEmitFunc emit;
 652
 653         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 654
 655         for (i = 0; nts [i]; i++)
 656                 tree_emit (nts [i], s, kids [i]);
 657
 658         tree->addr = s->code - s->start;
 659
 660         if ((emit = mono_burg_func [ern]))
 661                 emit (tree, s);
 662 }
 663
 664 static void
 665 mono_emit_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 666 {
 667         int i, j;
 668
 669         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 670                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [i];
 671                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 672                 const int top = forest->len;
 673
 674                 bb->addr = cfg->code - cfg->start;
 675
 676                 for (j = 0; j < top; j++) {
 677                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 678                         tree_emit (1, cfg, t1);
 679                 }
 680         }
 681
 682         cfg->epilog = cfg->code - cfg->start;
 683 }
 684
 685 static void
 686 mono_compute_branches (MonoFlowGraph *cfg)
 687 {
 688         guint8 *end;
 689         int i, j;
 690
 691         end = cfg->code;
 692
 693         for (j = 0; j < cfg->block_count; j++) {
 694                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [j];
 695                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 696                 const int top = forest->len;
 697
 698                 for (i = 0; i < top; i++) {
 699                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, i);
 700
 701                         if (t1->is_jump) {
 702
 703                                 if (t1->op == MB_TERM_SWITCH) {
 704                                         MonoBBlock **jt = (MonoBBlock **)t1->data.p;
 705                                         guint32 *rt = (guint32 *)t1->data.p;
 706
 707                                         int m = *((guint32 *)t1->data.p) + 1;
 708                                         int j;
 709
 710                                         for (j = 1; j <= m; j++)
 711                                                 rt [j] = (int)(jt [j]->addr + cfg->start);
 712                                 }
 713
 714                                 /* emit the jump instruction again to update addresses */
 715                                 cfg->code = cfg->start + t1->addr;
 716                                 ((MBEmitFunc)t1->emit) (t1, cfg);
 717
 718                         }
 719                 }
 720         }
 721
 722         cfg->code = end;
 723 }
 724
 725 static int
 726 match_debug_method (MonoMethod* method)
 727 {
 728         GList *tmp = mono_debug_methods;
 729
 730         for (; tmp; tmp = tmp->next) {
 731                 if (strcmp (method->name, tmp->data) == 0) {
 732                         return 1;
 733                 }
 734         }
 735         return 0;
 736 }
 737
 738 /**
 739  * arch_compile_method:
 740  * @method: pointer to the method info
 741  *
 742  * JIT compilation of a single method. This method also writes the result
 743  * back to method->addr, an thus overwrites the trampoline function.
 744  *
 745  * Returns: a pointer to the newly created code.
 746  */
 747 gpointer
 748 arch_compile_method (MonoMethod *method)
 749 {
 750         MonoFlowGraph *cfg;
 751         MonoMemPool *mp = mono_mempool_new ();
 752
 753         g_assert (!(method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL));
 754         g_assert (!(method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL));
 755
 756         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 757                 printf ("Start JIT compilation of %s.%s:%s\n", method->klass->name_space,
 758                         method->klass->name, method->name);
 759         }
 760
 761         if (method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_RUNTIME) {
 762                 MonoClassField *field;
 763                 const char *name = method->name;
 764                 static guint target_offset = 0;
 765                 static guint method_offset = 0;
 766                 guint8 *code;
 767                 gboolean delegate = FALSE;
 768
 769                 if (method->klass->parent &&
 770                     method->klass->parent->parent == mono_defaults.delegate_class)
 771                         delegate = TRUE;
 772
 773                 if (!target_offset) {
 774                         mono_class_init (mono_defaults.delegate_class);
 775
 776                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "m_target");
 777                         target_offset = field->offset;
 778                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "method_ptr");
 779                         method_offset = field->offset;
 780                 }
 781
 782                 if (delegate && *name == '.' && (strcmp (name, ".ctor") == 0)) {
 783                         method->addr = code = g_malloc (32);
 784                         x86_push_reg (code, X86_EBP);
 785                         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 786
 787                         /* load the this pointer */
 788                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
 789                         /* load m_target arg */
 790                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 12, 4);
 791                         /* store mtarget */
 792                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, target_offset, X86_EDX, 4);
 793                         /* load method_ptr arg */
 794                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 16, 4);
 795                         /* store method_ptr */
 796                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, method_offset, X86_EDX, 4);
 797
 798                         x86_leave (code);
 799                         x86_ret (code);
 800
 801                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 32);
 802
 803                 } else if (delegate && *name == 'I' && (strcmp (name, "Invoke") == 0)) {
 804                         MonoMethodSignature *csig = method->signature;
 805                         int i, target, this_pos = 4;
 806                         guint8 *source;
 807
 808                         method->addr = g_malloc (32);
 809
 810                         if (csig->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE) {
 811                                 g_assert (!csig->ret->byref);
 812                                 this_pos = 8;
 813                         }
 814
 815                         for (i = 0; i < 2; i ++) {
 816                                 code = method->addr;
 817                                 /* load the this pointer */
 818                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, this_pos, 4);
 819                                 /* load mtarget */
 820                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX, target_offset, 4);
 821                                 /* check if zero (static method call without this pointer) */
 822                                 x86_alu_reg_imm (code, X86_CMP, X86_EDX, 0);
 823                                 x86_branch32 (code, X86_CC_EQ, target, TRUE);
 824                                 source = code;
 825
 826                                 /* virtual call -  we have to replace the this pointer */
 827                                 x86_mov_membase_reg (code, X86_ESP, this_pos, X86_EDX, 4);
 828
 829                                 /* jump to method_ptr() */
 830                                 target = code - source;
 831                                 x86_jump_membase (code, X86_EAX, method_offset);
 832                         }
 833
 834                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 32);
 835
 836                 } else {
 837                         if (mono_debug_handle)
 838                                 return NULL;
 839                         g_error ("Don't know how to exec runtime method %s.%s::%s",
 840                                  method->klass->name_space, method->klass->name, method->name);
 841                 }
 842
 843         } else {
 844                 MonoMethodHeader *header = ((MonoMethodNormal *)method)->header;
 845                 MonoJitInfo *ji = g_new0 (MonoJitInfo, 1);
 846
 847                 cfg = mono_cfg_new (method, mp);
 848
 849                 mono_analyze_flow (cfg);
 850                 if (cfg->invalid)
 851                         return NULL;
 852
 853                 mono_analyze_stack (cfg);
 854                 if (cfg->invalid)
 855                         return NULL;
 856
 857                 cfg->code = NULL;
 858                 cfg->rs = mono_regset_new (X86_NREG);
 859                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESP);
 860                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBP);
 861
 862                 // fixme: remove limitation to 8192 bytes
 863                 ji->code_size = 8192*2;
 864                 method->addr = cfg->start = cfg->code = g_malloc (ji->code_size);
 865
 866                 if (match_debug_method (method))
 867                         x86_breakpoint (cfg->code);
 868
 869                 if (mono_jit_dump_forest) {
 870                         int i;
 871                         printf ("FOREST %s.%s:%s\n", method->klass->name_space,
 872                                 method->klass->name, method->name);
 873                         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 874                                 printf ("BLOCK %d:\n", i);
 875                                 mono_print_forest (cfg->bblocks [i].forest);
 876                         }
 877                 }
 878
 879                 mono_label_cfg (cfg);
 880                 if (cfg->invalid)
 881                         return NULL;
 882
 883                 arch_allocate_regs (cfg);
 884
 885                 /* align to 8 byte boundary */
 886                 cfg->locals_size += 7;
 887                 cfg->locals_size &= ~7;
 888
 889                 arch_emit_prologue (cfg);
 890
 891                 mono_emit_cfg (cfg);
 892
 893                 arch_emit_epilogue (cfg);
 894
 895                 g_assert ((cfg->code - cfg->start) < ji->code_size);
 896
 897                 mono_compute_branches (cfg);
 898
 899                 if (mono_jit_dump_asm)
 900                         mono_disassemble_code (cfg->start, cfg->code - cfg->start);
 901
 902                 if (mono_debug_handle)
 903                         mono_debug_add_method (mono_debug_handle, cfg);
 904
 905                 ji->used_regs = cfg->rs->used_mask;
 906                 ji->method = method;
 907                 ji->code_start = method->addr;
 908                 mono_jit_info_table_add (mono_jit_info_table, ji);
 909
 910                 if (header->num_clauses) {
 911                         int i, start_block, end_block;
 912
 913                         ji->num_clauses = header->num_clauses;
 914                         ji->clauses = g_new0 (MonoJitExceptionInfo, header->num_clauses);
 915
 916                         for (i = 0; i < header->num_clauses; i++) {
 917                                 MonoExceptionClause *ec = &header->clauses [i];
 918                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
 919
 920                                 ei->flags = ec->flags;
 921                                 ei->token_or_filter = ec->token_or_filter;
 922
 923                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset].is_block_start);
 924                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset].block_id;
 925                                 end_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].block_id;
 926                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].is_block_start);
 927
 928                                 ei->try_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 929                                 ei->try_end = cfg->start + cfg->bblocks [end_block].addr;
 930
 931                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->handler_offset].is_block_start);
 932                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->handler_offset].block_id;
 933                                 ei->handler_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 934
 935                                 //printf ("TEST %x %x %x\n", ei->try_start, ei->try_end, ei->handler_start);
 936                         }
 937                 }
 938
 939                 mono_regset_free (cfg->rs);
 940
 941                 mono_cfg_free (cfg);
 942
 943                 mono_mempool_destroy (mp);
 944
 945         }
 946
 947         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 948                 printf ("END JIT compilation of %s.%s:%s %p %p\n", method->klass->name_space,
 949                         method->klass->name, method->name, method, method->addr);
 950         }
 951
 952
 953         return method->addr;
 954 }
 955
 956 /*
 957  * arch_get_restore_context:
 958  *
 959  * Returns a pointer to a method which restores a previously saved sigcontext.
 960  */
 961 static gpointer
 962 arch_get_restore_context ()
 963 {
 964         static guint8 *start = NULL;
 965         guint8 *code;
 966
 967         if (start)
 968                 return start;
 969
 970         /* restore_contect (struct sigcontext *ctx) */
 971         /* we do not restore X86_EAX, X86_EDX */
 972
 973         start = code = malloc (1024);
 974
 975         /* load ctx */
 976         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, 4, 4);
 977
 978         /* get return address, stored in EDX */
 979         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, eip), 4);
 980
 981         /* restore EBX */
 982         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebx), 4);
 983         /* restore EDI */
 984         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, edi), 4);
 985         /* restore ESI */
 986         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esi), 4);
 987         /* restore ESP */
 988         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esp), 4);
 989         /* restore EBP */
 990         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
 991         /* restore ECX. the exception object is passed here to the catch handler */
 992         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ecx), 4);
 993
 994         /* jump to the saved IP */
 995         x86_jump_reg (code, X86_EDX);
 996
 997         return start;
 998 }
 999
1000 /*
1001  * arch_get_call_finally:
1002  *
1003  * Returns a pointer to a method which calls a finally handler.
1004  */
1005 static gpointer
1006 arch_get_call_finally ()
1007 {
1008         static guint8 *start = NULL;
1009         guint8 *code;
1010
1011         if (start)
1012                 return start;
1013
1014         /* call_finally (struct sigcontext *ctx, unsigned long eip) */
1015         start = code = malloc (1024);
1016
1017         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1018         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
1019         x86_push_reg (code, X86_EBX);
1020         x86_push_reg (code, X86_EDI);
1021         x86_push_reg (code, X86_ESI);
1022
1023         /* load ctx */
1024         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
1025         /* load eip */
1026         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EBP, 12, 4);
1027         /* save EBP */
1028         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1029         /* set new EBP */
1030         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
1031         /* call the handler */
1032         x86_call_reg (code, X86_ECX);
1033         /* restore EBP */
1034         x86_pop_reg (code, X86_EBP);
1035         /* restore saved regs */
1036         x86_pop_reg (code, X86_ESI);
1037         x86_pop_reg (code, X86_EDI);
1038         x86_pop_reg (code, X86_EBX);
1039         x86_leave (code);
1040         x86_ret (code);
1041
1042         return start;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * arch_handle_exception:
1047  * @ctx: saved processor state
1048  * @obj:
1049  */
1050 void
1051 arch_handle_exception (struct sigcontext *ctx, gpointer obj)
1052 {
1053         MonoJitInfo *ji;
1054         gpointer ip = (gpointer)ctx->eip;
1055         static void (*restore_context) (struct sigcontext *);
1056         static void (*call_finally) (struct sigcontext *, unsigned long);
1057
1058         ji = mono_jit_info_table_find (mono_jit_info_table, ip);
1059
1060         if (!restore_context)
1061                 restore_context = arch_get_restore_context ();
1062
1063         if (!call_finally)
1064                 call_finally = arch_get_call_finally ();
1065
1066         if (ji) { /* we are inside managed code */
1067                 MonoMethod *m = ji->method;
1068                 unsigned next_bp, next_ip;
1069                 int offset = 2;
1070
1071                 if (ji->num_clauses) {
1072                         int i;
1073
1074                         g_assert (ji->clauses);
1075
1076                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
1077                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
1078
1079                                 if (ei->try_start <= ip && ip <= (ei->try_end)) {
1080                                         /* catch block */
1081                                         if (ei->flags == 0 && mono_object_isinst (obj,
1082                                                 mono_class_get (m->klass->image, ei->token_or_filter))) {
1083
1084                                                 ctx->eip = (unsigned long)ei->handler_start;
1085                                                 ctx->ecx = (unsigned long)obj;
1086                                                 restore_context (ctx);
1087                                                 g_assert_not_reached ();
1088                                         }
1089                                 }
1090                         }
1091
1092                         /* no handler found - we need to call all finally handlers */
1093                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
1094                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
1095
1096                                 if (ei->try_start <= ip && ip < (ei->try_end) &&
1097                                     (ei->flags & MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY)) {
1098                                         call_finally (ctx, (unsigned long)ei->handler_start);
1099                                 }
1100                         }
1101                 }
1102
1103                 /* continue unwinding */
1104
1105                 /* restore caller saved registers */
1106                 if (ji->used_regs & X86_ESI_MASK) {
1107                         ctx->esi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1108                         offset++;
1109                 }
1110                 if (ji->used_regs & X86_EDI_MASK) {
1111                         ctx->edi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1112                         offset++;
1113                 }
1114                 if (ji->used_regs & X86_EBX_MASK) {
1115                         ctx->ebx = *((int *)ctx->ebp + offset);
1116                 }
1117
1118                 ctx->esp = ctx->ebp;
1119
1120                 next_bp = *((int *)ctx->ebp);
1121                 next_ip = *((int *)ctx->ebp + 1);
1122
1123                 if (next_bp < (unsigned)mono_end_of_stack) {
1124
1125                         ctx->eip = next_ip;
1126                         ctx->ebp = next_bp;
1127                         arch_handle_exception (ctx, obj);
1128
1129                 } else {
1130                         mono_jit_abort (obj);
1131                 }
1132
1133         } else {
1134                 /* fixme: implement exceptions inside unmanaged code */
1135                 mono_jit_abort (obj);
1136         }
1137
1138         g_assert_not_reached ();
1139 }
1140
1141
1142