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                 if (type->byref) {
  74                         printf ("[BYREF:%p], ", *((gpointer *)ebp));
  75                 } else switch (type->type) {
  76
  77                 case MONO_TYPE_BOOLEAN:
  78                 case MONO_TYPE_CHAR:
  79                 case MONO_TYPE_I1:
  80                 case MONO_TYPE_U1:
  81                 case MONO_TYPE_I2:
  82                 case MONO_TYPE_U2:
  83                 case MONO_TYPE_I4:
  84                 case MONO_TYPE_U4:
  85                 case MONO_TYPE_I:
  86                 case MONO_TYPE_U:
  87                         printf ("%d, ", *((int *)(ebp)));
  88                         break;
  89                 case MONO_TYPE_STRING: {
  90                         MonoString *s = *((MonoString **)ebp);
  91                         if (s) {
  92                                 g_assert (((MonoObject *)s)->klass == mono_defaults.string_class);
  93                                 printf ("[STRING:%p:%s], ", s, mono_string_to_utf8 (s));
  94                         } else
  95                                 printf ("[STRING:null], ");
  96                         break;
  97                 }
  98                 case MONO_TYPE_CLASS:
  99                 case MONO_TYPE_OBJECT: {
 100                         o = *((MonoObject **)ebp);
 101                         if (o) {
 102                                 class = o->klass;
 103                                 if (class == mono_defaults.string_class) {
 104                                         printf ("[STRING:%p:%s], ", o, mono_string_to_utf8 ((MonoString *)o));
 105                                 } else if (class == mono_defaults.int32_class) {
 106                                         printf ("[INT32:%p:%d], ", o, *(gint32 *)((gpointer)o + sizeof (MonoObject)));
 107                                 } else
 108                                         printf ("[%s.%s:%p], ", class->name_space, class->name, o);
 109                         } else {
 110                                 printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 111                         }
 112                         break;
 113                 }
 114                 case MONO_TYPE_PTR:
 115                 case MONO_TYPE_FNPTR:
 116                 case MONO_TYPE_ARRAY:
 117                 case MONO_TYPE_SZARRAY:
 118                         printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 119                         break;
 120                 case MONO_TYPE_I8:
 121                         printf ("%lld, ", *((gint64 *)(ebp)));
 122                         break;
 123                 case MONO_TYPE_R4:
 124                         printf ("%f, ", *((float *)(ebp)));
 125                         break;
 126                 case MONO_TYPE_R8:
 127                         printf ("%f, ", *((double *)(ebp)));
 128                         break;
 129                 case MONO_TYPE_VALUETYPE:
 130                         printf ("[");
 131                         for (j = 0; j < size; j++)
 132                                 printf ("%02x,", *((guint8*)ebp +j));
 133                         printf ("], ");
 134                         break;
 135                 default:
 136                         printf ("XX, ");
 137                 }
 138
 139                 ebp += size + 3;
 140                 ebp = (gpointer)((unsigned)ebp & ~(3));
 141         }
 142
 143         printf (")\n");
 144 }
 145
 146 static void
 147 leave_method (MonoMethod *method, int edx, int eax, double test)
 148 {
 149         gint64 l;
 150
 151         printf ("LEAVE: %s.%s::%s ", method->klass->name_space,
 152                 method->klass->name, method->name);
 153
 154         switch (method->signature->ret->type) {
 155         case MONO_TYPE_VOID:
 156                 break;
 157         case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 158                 if (eax)
 159                         printf ("TRUE:%d", eax);
 160                 else
 161                         printf ("FALSE");
 162
 163                 break;
 164         case MONO_TYPE_CHAR:
 165         case MONO_TYPE_I1:
 166         case MONO_TYPE_U1:
 167         case MONO_TYPE_I2:
 168         case MONO_TYPE_U2:
 169         case MONO_TYPE_I4:
 170         case MONO_TYPE_U4:
 171         case MONO_TYPE_I:
 172         case MONO_TYPE_U:
 173                 printf ("EAX=%d", eax);
 174                 break;
 175         case MONO_TYPE_STRING: {
 176                 MonoString *s = (MonoString *)eax;
 177
 178                 if (s) {
 179                         g_assert (((MonoObject *)s)->klass == mono_defaults.string_class);
 180                         printf ("[STRING:%p:%s]", s, mono_string_to_utf8 (s));
 181                 } else
 182                         printf ("[STRING:null], ");
 183                 break;
 184         }
 185         case MONO_TYPE_OBJECT: {
 186                 MonoObject *o = (MonoObject *)eax;
 187
 188                 if (o) {
 189                         if (o->klass == mono_defaults.boolean_class) {
 190                                 printf ("[BOOLEAN:%p:%d]", o, *((guint8 *)o + sizeof (MonoObject)));
 191                         } else if  (o->klass == mono_defaults.int32_class) {
 192                                 printf ("[INT32:%p:%d]", o, *((gint32 *)((gpointer)o + sizeof (MonoObject))));
 193                         } else
 194                                 printf ("[%s.%s:%p]", o->klass->name_space, o->klass->name, o);
 195                 } else
 196                         printf ("[OBJECT:%p]", o);
 197
 198                 break;
 199         }
 200         case MONO_TYPE_CLASS:
 201         case MONO_TYPE_PTR:
 202         case MONO_TYPE_FNPTR:
 203         case MONO_TYPE_ARRAY:
 204         case MONO_TYPE_SZARRAY:
 205                 printf ("EAX=%p", (gpointer)eax);
 206                 break;
 207         case MONO_TYPE_I8:
 208                 *((gint32 *)&l) = eax;
 209                 *((gint32 *)&l + 1) = edx;
 210                 printf ("EAX/EDX=%lld", l);
 211                 break;
 212         case MONO_TYPE_R8:
 213                 printf ("FP=%f\n", test);
 214                 break;
 215         default:
 216                 printf ("(unknown return type)");
 217         }
 218
 219         printf ("\n");
 220 }
 221
 222 /**
 223  * arch_emit_prologue:
 224  * @cfg: pointer to status information
 225  *
 226  * Emits the function prolog.
 227  */
 228 static void
 229 arch_emit_prologue (MonoFlowGraph *cfg)
 230 {
 231         x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 232         x86_mov_reg_reg (cfg->code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 233
 234         if (cfg->locals_size)
 235                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, cfg->locals_size);
 236
 237         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX))
 238                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBX);
 239
 240         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 241                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 242
 243         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI))
 244                 x86_push_reg (cfg->code, X86_ESI);
 245
 246         if (mono_jit_trace_calls) {
 247                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 248                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 249                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, enter_method);
 250                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 251                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 252         }
 253 }
 254
 255 /**
 256  * arch_emit_epilogue:
 257  * @cfg: pointer to status information
 258  *
 259  * Emits the function epilog.
 260  */
 261 static void
 262 arch_emit_epilogue (MonoFlowGraph *cfg)
 263 {
 264         if (mono_jit_trace_calls) {
 265                 x86_fld_reg (cfg->code, 0);
 266                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, 8);
 267                 x86_fst_membase (cfg->code, X86_ESP, 0, TRUE, TRUE);
 268                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 269                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 270                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 271                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, leave_method);
 272                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 273                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 274                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 275                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 276                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 277         }
 278
 279         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI))
 280                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 281
 282         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 283                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 284
 285         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX))
 286                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 287
 288         x86_leave (cfg->code);
 289         x86_ret (cfg->code);
 290 }
 291
 292 /*
 293  * get_unbox_trampoline:
 294  * @m: method pointer
 295  *
 296  * when value type methods are called through the vtable we need to unbox the
 297  * this argument. This method returns a pointer to a trampoline which does
 298  * unboxing before calling the method
 299  */
 300 static gpointer
 301 get_unbox_trampoline (MonoMethod *m)
 302 {
 303         gpointer p = arch_compile_method (m);
 304         guint8 *code, *start;
 305         int this_pos = 4;
 306
 307         if (!m->signature->ret->byref && m->signature->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE)
 308                 this_pos = 8;
 309
 310         start = code = g_malloc (16);
 311
 312         x86_alu_membase_imm (code, X86_ADD, X86_ESP, this_pos, sizeof (MonoObject));
 313         x86_jump_code (code, p);
 314         g_assert ((code - start) < 16);
 315
 316         return start;
 317 }
 318
 319 /**
 320  * x86_magic_trampoline:
 321  * @eax: saved x86 register
 322  * @ecx: saved x86 register
 323  * @edx: saved x86 register
 324  * @esi: saved x86 register
 325  * @edi: saved x86 register
 326  * @ebx: saved x86 register
 327  * @code: pointer into caller code
 328  * @method: the method to translate
 329  *
 330  * This method is called by the trampoline functions for virtual
 331  * methods. It inspects the caller code to find the address of the
 332  * vtable slot, then calls the JIT compiler and writes the address
 333  * of the compiled method back to the vtable. All virtual methods
 334  * are called with: x86_call_membase (inst, basereg, disp). We always
 335  * use 32 bit displacement to ensure that the length of the call
 336  * instruction is 6 bytes. We need to get the value of the basereg
 337  * and the constant displacement.
 338  */
 339 static gpointer
 340 x86_magic_trampoline (int eax, int ecx, int edx, int esi, int edi,
 341                       int ebx, guint8 *code, MonoMethod *m)
 342 {
 343         guint8 ab, reg;
 344         gint32 disp;
 345         gpointer o;
 346
 347         /* go to the start of the call instruction */
 348         code -= 6;
 349         g_assert (*code == 0xff);
 350
 351         code++;
 352         ab = *code;
 353         g_assert ((ab >> 6) == 2);
 354
 355         /* extract the register number containing the address */
 356         reg = ab & 0x07;
 357         code++;
 358
 359         /* extract the displacement */
 360         disp = *((gint32*)code);
 361
 362         switch (reg) {
 363         case X86_EAX:
 364                 o = (gpointer)eax;
 365                 break;
 366         case X86_EDX:
 367                 o = (gpointer)edx;
 368                 break;
 369         case X86_ECX:
 370                 o = (gpointer)ecx;
 371                 break;
 372         case X86_ESI:
 373                 o = (gpointer)esi;
 374                 break;
 375         case X86_EDI:
 376                 o = (gpointer)edi;
 377                 break;
 378         case X86_EBX:
 379                 o = (gpointer)ebx;
 380                 break;
 381         default:
 382                 g_assert_not_reached ();
 383         }
 384
 385         o += disp;
 386
 387         if (m->klass->valuetype) {
 388                 return *((gpointer *)o) = get_unbox_trampoline (m);
 389         } else
 390                 return *((gpointer *)o) = arch_compile_method (m);
 391 }
 392
 393 /**
 394  * arch_create_jit_trampoline:
 395  * @method: pointer to the method info
 396  *
 397  * Creates a trampoline function for virtual methods. If the created
 398  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 399  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 400  * corresponding vtable entry (see x86_magic_trampoline).
 401  *
 402  * Returns: a pointer to the newly created code
 403  */
 404 gpointer
 405 arch_create_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 406 {
 407         guint8 *code, *buf;
 408         static guint8 *vc = NULL;
 409
 410         if (method->addr)
 411                 return method->addr;
 412
 413         if (!vc) {
 414                 vc = buf = g_malloc (24);
 415
 416                 /* push the return address onto the stack */
 417                 x86_push_membase (buf, X86_ESP, 4);
 418
 419                 /* save all register values */
 420                 x86_push_reg (buf, X86_EBX);
 421                 x86_push_reg (buf, X86_EDI);
 422                 x86_push_reg (buf, X86_ESI);
 423                 x86_push_reg (buf, X86_EDX);
 424                 x86_push_reg (buf, X86_ECX);
 425                 x86_push_reg (buf, X86_EAX);
 426
 427                 x86_call_code (buf, x86_magic_trampoline);
 428                 x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 8*4);
 429
 430                 /* call the compiled method */
 431                 x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 432
 433                 g_assert ((buf - vc) <= 24);
 434         }
 435
 436         code = buf = g_malloc (16);
 437         x86_push_imm (buf, method);
 438         x86_jump_code (buf, vc);
 439         g_assert ((buf - code) <= 16);
 440
 441         return code;
 442 }
 443
 444 /**
 445  * arch_create_simple_jit_trampoline:
 446  * @method: pointer to the method info
 447  *
 448  * Creates a trampoline function for method. If the created
 449  * code is called it first starts JIT compilation of method,
 450  * and then calls the newly created method. I also replaces the
 451  * address in method->addr with the result of the JIT
 452  * compilation step (in arch_compile_method).
 453  *
 454  * Returns: a pointer to the newly created code
 455  */
 456 gpointer
 457 arch_create_simple_jit_trampoline (MonoMethod *method)
 458 {
 459         guint8 *code, *buf;
 460
 461         if (method->addr)
 462                 return method->addr;
 463
 464         /* we never free the allocated code buffer */
 465         code = buf = g_malloc (16);
 466         x86_push_imm (buf, method);
 467         x86_call_code (buf, arch_compile_method);
 468         x86_alu_reg_imm (buf, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 469         /* jump to the compiled method */
 470         x86_jump_reg (buf, X86_EAX);
 471         g_assert ((buf - code) < 16);
 472
 473         return code;
 474 }
 475
 476 static void
 477 mono_label_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 478 {
 479         int i, j;
 480
 481         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 482                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 483                 const int top = forest->len;
 484
 485                 for (j = 0; j < top; j++) {
 486                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 487                         MBState *mbstate;
 488
 489                         mbstate =  mono_burg_label (t1, cfg);
 490                         if (!mbstate) {
 491                                 cfg->invalid = 1;
 492                                 if (mono_debug_handle)
 493                                         return;
 494                                 g_warning ("tree does not match");
 495                                 mono_print_ctree (t1); printf ("\n\n");
 496
 497                                 mono_print_forest (forest);
 498                                 g_assert_not_reached ();
 499                         }
 500                 }
 501         }
 502 }
 503
 504 static void
 505 tree_preallocate_regs (MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs)
 506 {
 507         switch (tree->op) {
 508         case MB_TERM_CALL_I4:
 509         case MB_TERM_CALL_I8:
 510         case MB_TERM_CALL_R8:
 511 //      case MB_TERM_CALL_VOID :
 512                 tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, tree->exclude_mask);
 513                 tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, tree->exclude_mask);
 514                 tree->reg3 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_ECX, tree->exclude_mask);
 515                 return;
 516         default: break;
 517         }
 518
 519         switch (goal) {
 520         case MB_NTERM_reg:
 521         case MB_NTERM_lreg: {
 522                 switch (tree->op) {
 523                 case MB_TERM_SHL:
 524                 case MB_TERM_SHR:
 525                 case MB_TERM_SHR_UN:
 526                         tree->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 527                         tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 528                         break;
 529                 case MB_TERM_MUL:
 530                 case MB_TERM_MUL_OVF:
 531                 case MB_TERM_MUL_OVF_UN:
 532                 case MB_TERM_DIV:
 533                 case MB_TERM_DIV_UN:
 534                 case MB_TERM_REM:
 535                 case MB_TERM_REM_UN:
 536                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, tree->exclude_mask);
 537                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, tree->exclude_mask);
 538                         if (goal == MB_NTERM_reg) {
 539                                 tree->left->exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 540                                 tree->right->exclude_mask |= (1 << X86_EDX) | (1 << X86_EAX);
 541                         }
 542                         break;
 543                 default:
 544                         break;
 545                 }
 546                 break;
 547         }
 548         default:
 549                 break;
 550         }
 551 }
 552
 553 static void
 554 tree_allocate_regs (MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs)
 555 {
 556         MBTree *kids[10];
 557         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 558         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 559         int i;
 560
 561         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 562
 563         //printf ("RALLOC START %d %p %d\n",  tree->op, rs->free_mask, goal);
 564
 565         if (nts [0] && kids [0] == tree) {
 566                 /* chain rule */
 567                 tree_allocate_regs (kids [0], nts [0], rs);
 568                 return;
 569         }
 570
 571         for (i = 0; nts [i]; i++)
 572                 tree_preallocate_regs (kids [i], nts [i], rs);
 573
 574         for (i = 0; nts [i]; i++)
 575                 tree_allocate_regs (kids [i], nts [i], rs);
 576
 577         for (i = 0; nts [i]; i++) {
 578                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg1);
 579                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg2);
 580                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg3);
 581         }
 582
 583         switch (goal) {
 584         case MB_NTERM_reg:
 585                 if (tree->reg1 < 0) {
 586                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 587                         g_assert (tree->reg1 != -1);
 588                 }
 589                 break;
 590
 591         case MB_NTERM_lreg:
 592                 if (tree->reg1 < 0) {
 593                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 594                         g_assert (tree->reg1 != -1);
 595                 }
 596                 if (tree->reg2 < 0) {
 597                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, tree->exclude_mask);
 598                         g_assert (tree->reg2 != -1);
 599                 }
 600                 break;
 601
 602         case MB_NTERM_freg:
 603                 /* fixme: allocate floating point registers */
 604                 break;
 605
 606         case MB_NTERM_addr:
 607                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 608                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 609                         tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->right->reg1, tree->exclude_mask);
 610                 }
 611                 break;
 612
 613         case MB_NTERM_base:
 614                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 615                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 616                 }
 617                 break;
 618
 619         case MB_NTERM_index:
 620                 if (tree->op == MB_TERM_SHL ||
 621                     tree->op == MB_TERM_MUL) {
 622                         tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, tree->exclude_mask);
 623                 }
 624                 break;
 625
 626         default:
 627                 /* do nothing */
 628         }
 629
 630         //printf ("RALLOC END %d %p\n",  tree->op, rs->free_mask);
 631         tree->emit = mono_burg_func [ern];
 632 }
 633
 634 static void
 635 arch_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg)
 636 {
 637         int i, j;
 638
 639         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 640                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 641                 const int top = forest->len;
 642
 643                 for (j = 0; j < top; j++) {
 644                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 645                         //printf ("AREGSTART %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 646                         tree_allocate_regs (t1, 1, cfg->rs);
 647                         //printf ("AREGENDT %d:%d %p\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 648                         g_assert (cfg->rs->free_mask == 0xffffffff);
 649                 }
 650         }
 651 }
 652
 653 static void
 654 tree_emit (int goal, MonoFlowGraph *cfg, MBTree *tree)
 655 {
 656         MBTree *kids[10];
 657         int i, ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 658         guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 659         MBEmitFunc emit;
 660         int offset;
 661
 662         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 663
 664         for (i = 0; nts [i]; i++)
 665                 tree_emit (nts [i], cfg, kids [i]);
 666
 667         tree->addr = offset = cfg->code - cfg->start;
 668
 669         // we assume an instruction uses a maximum of 128 bytes
 670         if ((cfg->code_size - offset) <= 128) {
 671                 int add = MIN ((cfg->code_size * 2), 1024);
 672
 673                 cfg->code_size += add;
 674                 cfg->start = g_realloc (cfg->start, cfg->code_size);
 675                 g_assert (cfg->start);
 676                 cfg->code = cfg->start + offset;
 677         }
 678
 679         if ((emit = mono_burg_func [ern]))
 680                 emit (tree, cfg);
 681
 682         g_assert ((cfg->code - cfg->start) < cfg->code_size);
 683 }
 684
 685 static void
 686 mono_emit_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 687 {
 688         int i, j;
 689
 690         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 691                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [i];
 692                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 693                 const int top = forest->len;
 694
 695                 bb->addr = cfg->code - cfg->start;
 696
 697                 for (j = 0; j < top; j++) {
 698                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 699
 700                         tree_emit (1, cfg, t1);
 701                 }
 702         }
 703
 704         cfg->epilog = cfg->code - cfg->start;
 705 }
 706
 707 static void
 708 mono_compute_branches (MonoFlowGraph *cfg)
 709 {
 710         guint8 *end;
 711         int i, j;
 712
 713         end = cfg->code;
 714
 715         for (j = 0; j < cfg->block_count; j++) {
 716                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [j];
 717                 GPtrArray *forest = bb->forest;
 718                 const int top = forest->len;
 719
 720                 for (i = 0; i < top; i++) {
 721                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, i);
 722
 723                         if (t1->is_jump) {
 724
 725                                 if (t1->op == MB_TERM_SWITCH) {
 726                                         MonoBBlock **jt = (MonoBBlock **)t1->data.p;
 727                                         guint32 *rt = (guint32 *)t1->data.p;
 728
 729                                         int m = *((guint32 *)t1->data.p) + 1;
 730                                         int j;
 731
 732                                         for (j = 1; j <= m; j++)
 733                                                 rt [j] = (int)(jt [j]->addr + cfg->start);
 734                                 }
 735
 736                                 /* emit the jump instruction again to update addresses */
 737                                 cfg->code = cfg->start + t1->addr;
 738                                 ((MBEmitFunc)t1->emit) (t1, cfg);
 739
 740                         }
 741                 }
 742         }
 743
 744         cfg->code = end;
 745 }
 746
 747 static int
 748 match_debug_method (MonoMethod* method)
 749 {
 750         GList *tmp = mono_debug_methods;
 751
 752         for (; tmp; tmp = tmp->next) {
 753                 if (strcmp (method->name, tmp->data) == 0) {
 754                         return 1;
 755                 }
 756         }
 757         return 0;
 758 }
 759
 760 /**
 761  * arch_compile_method:
 762  * @method: pointer to the method info
 763  *
 764  * JIT compilation of a single method. This method also writes the result
 765  * back to method->addr, an thus overwrites the trampoline function.
 766  *
 767  * Returns: a pointer to the newly created code.
 768  */
 769 gpointer
 770 arch_compile_method (MonoMethod *method)
 771 {
 772         MonoFlowGraph *cfg;
 773         MonoMemPool *mp = mono_mempool_new ();
 774
 775         g_assert (!(method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_INTERNAL_CALL));
 776         g_assert (!(method->flags & METHOD_ATTRIBUTE_PINVOKE_IMPL));
 777
 778         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 779                 printf ("Start JIT compilation of %s.%s:%s\n", method->klass->name_space,
 780                         method->klass->name, method->name);
 781         }
 782
 783         if (method->iflags & METHOD_IMPL_ATTRIBUTE_RUNTIME) {
 784                 MonoClassField *field;
 785                 const char *name = method->name;
 786                 static guint target_offset = 0;
 787                 static guint method_offset = 0;
 788                 guint8 *code;
 789                 gboolean delegate = FALSE;
 790
 791                 if (method->klass->parent &&
 792                     method->klass->parent->parent == mono_defaults.delegate_class)
 793                         delegate = TRUE;
 794
 795                 if (!target_offset) {
 796                         mono_class_init (mono_defaults.delegate_class);
 797
 798                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "m_target");
 799                         target_offset = field->offset;
 800                         field = mono_class_get_field_from_name (mono_defaults.delegate_class, "method_ptr");
 801                         method_offset = field->offset;
 802                 }
 803
 804                 if (delegate && *name == '.' && (strcmp (name, ".ctor") == 0)) {
 805                         method->addr = code = g_malloc (32);
 806                         x86_push_reg (code, X86_EBP);
 807                         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 808
 809                         /* load the this pointer */
 810                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
 811                         /* load m_target arg */
 812                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 12, 4);
 813                         /* store mtarget */
 814                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, target_offset, X86_EDX, 4);
 815                         /* load method_ptr arg */
 816                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EBP, 16, 4);
 817                         /* store method_ptr */
 818                         x86_mov_membase_reg (code, X86_EAX, method_offset, X86_EDX, 4);
 819
 820                         x86_leave (code);
 821                         x86_ret (code);
 822
 823                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 32);
 824
 825                 } else if (delegate && *name == 'I' && (strcmp (name, "Invoke") == 0)) {
 826                         MonoMethodSignature *csig = method->signature;
 827                         int i, target, this_pos = 4;
 828                         guint8 *source;
 829
 830                         method->addr = g_malloc (64);
 831
 832                         if (csig->ret->type == MONO_TYPE_VALUETYPE) {
 833                                 g_assert (!csig->ret->byref);
 834                                 this_pos = 8;
 835                         }
 836
 837                         for (i = 0; i < 2; i ++) {
 838                                 code = method->addr;
 839                                 /* load the this pointer */
 840                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, this_pos, 4);
 841                                 /* load mtarget */
 842                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX, target_offset, 4);
 843                                 /* check if zero (static method call without this pointer) */
 844                                 x86_alu_reg_imm (code, X86_CMP, X86_EDX, 0);
 845                                 x86_branch32 (code, X86_CC_EQ, target, TRUE);
 846                                 source = code;
 847
 848                                 /* virtual delegate methods: we have to replace the this pointer
 849                                  * withe the actual target */
 850                                 x86_mov_membase_reg (code, X86_ESP, this_pos, X86_EDX, 4);
 851                                 /* jump to method_ptr() */
 852                                 x86_jump_membase (code, X86_EAX, method_offset);
 853
 854                                 /* static delegate methods: we have to remove the this pointer
 855                                  * from the activation frame */
 856                                 target = code - source;
 857                                 if (this_pos == 8) {
 858                                         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_ESP, 4, 4);
 859                                         x86_mov_membase_reg (code, X86_ESP, 8, X86_EDX, 4);
 860                                 }
 861                                 x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_ESP, 0, 4);
 862                                 x86_mov_membase_reg (code, X86_ESP, 4, X86_EDX, 4);
 863                                 x86_alu_reg_imm (code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 864
 865                                 /* jump to method_ptr() */
 866                                 x86_jump_membase (code, X86_EAX, method_offset);
 867                         }
 868
 869                         g_assert ((code - (guint8*)method->addr) < 64);
 870
 871                 } else {
 872                         if (mono_debug_handle)
 873                                 return NULL;
 874                         g_error ("Don't know how to exec runtime method %s.%s::%s",
 875                                  method->klass->name_space, method->klass->name, method->name);
 876                 }
 877
 878         } else {
 879                 MonoMethodHeader *header = ((MonoMethodNormal *)method)->header;
 880                 MonoJitInfo *ji = g_new0 (MonoJitInfo, 1);
 881
 882                 cfg = mono_cfg_new (method, mp);
 883
 884                 mono_analyze_flow (cfg);
 885                 if (cfg->invalid)
 886                         return NULL;
 887
 888                 mono_analyze_stack (cfg);
 889                 if (cfg->invalid)
 890                         return NULL;
 891
 892                 cfg->rs = mono_regset_new (X86_NREG);
 893                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESP);
 894                 mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBP);
 895
 896                 cfg->code_size = 256;
 897                 cfg->start = cfg->code = g_malloc (cfg->code_size);
 898
 899                 if (match_debug_method (method))
 900                         x86_breakpoint (cfg->code);
 901
 902                 if (mono_jit_dump_forest) {
 903                         int i;
 904                         printf ("FOREST %s.%s:%s\n", method->klass->name_space,
 905                                 method->klass->name, method->name);
 906                         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 907                                 printf ("BLOCK %d:\n", i);
 908                                 mono_print_forest (cfg->bblocks [i].forest);
 909                         }
 910                 }
 911
 912                 mono_label_cfg (cfg);
 913                 if (cfg->invalid)
 914                         return NULL;
 915
 916                 arch_allocate_regs (cfg);
 917
 918                 /* align to 8 byte boundary */
 919                 cfg->locals_size += 7;
 920                 cfg->locals_size &= ~7;
 921
 922                 arch_emit_prologue (cfg);
 923                 mono_emit_cfg (cfg);
 924                 arch_emit_epilogue (cfg);
 925
 926                 method->addr = cfg->start;
 927
 928                 mono_compute_branches (cfg);
 929
 930                 if (mono_jit_dump_asm) {
 931                         char *id = g_strdup_printf ("%s.%s_%s", method->klass->name_space,
 932                                                     method->klass->name, method->name);
 933                         mono_disassemble_code (cfg->start, cfg->code - cfg->start, id);
 934                         g_free (id);
 935                 }
 936                 if (mono_debug_handle)
 937                         mono_debug_add_method (mono_debug_handle, cfg);
 938
 939                 ji->code_size = cfg->code - cfg->start;
 940                 ji->used_regs = cfg->rs->used_mask;
 941                 ji->method = method;
 942                 ji->code_start = method->addr;
 943                 mono_jit_info_table_add (mono_jit_info_table, ji);
 944
 945                 if (header->num_clauses) {
 946                         int i, start_block, end_block;
 947
 948                         ji->num_clauses = header->num_clauses;
 949                         ji->clauses = g_new0 (MonoJitExceptionInfo, header->num_clauses);
 950
 951                         for (i = 0; i < header->num_clauses; i++) {
 952                                 MonoExceptionClause *ec = &header->clauses [i];
 953                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
 954
 955                                 ei->flags = ec->flags;
 956                                 ei->token_or_filter = ec->token_or_filter;
 957
 958                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset].is_block_start);
 959                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset].block_id;
 960                                 end_block = cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].block_id;
 961                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->try_offset + ec->try_len].is_block_start);
 962
 963                                 ei->try_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 964                                 ei->try_end = cfg->start + cfg->bblocks [end_block].addr;
 965
 966                                 g_assert (cfg->bcinfo [ec->handler_offset].is_block_start);
 967                                 start_block = cfg->bcinfo [ec->handler_offset].block_id;
 968                                 ei->handler_start = cfg->start + cfg->bblocks [start_block].addr;
 969
 970                                 //printf ("TEST %x %x %x\n", ei->try_start, ei->try_end, ei->handler_start);
 971                         }
 972                 }
 973
 974                 mono_regset_free (cfg->rs);
 975
 976                 mono_cfg_free (cfg);
 977
 978                 mono_mempool_destroy (mp);
 979
 980         }
 981
 982         if (mono_jit_trace_calls || mono_jit_dump_asm || mono_jit_dump_forest) {
 983                 printf ("END JIT compilation of %s.%s:%s %p %p\n", method->klass->name_space,
 984                         method->klass->name, method->name, method, method->addr);
 985         }
 986
 987
 988         return method->addr;
 989 }
 990
 991 /*
 992  * arch_get_restore_context:
 993  *
 994  * Returns a pointer to a method which restores a previously saved sigcontext.
 995  */
 996 static gpointer
 997 arch_get_restore_context ()
 998 {
 999         static guint8 *start = NULL;
1000         guint8 *code;
1001
1002         if (start)
1003                 return start;
1004
1005         /* restore_contect (struct sigcontext *ctx) */
1006         /* we do not restore X86_EAX, X86_EDX */
1007
1008         start = code = malloc (1024);
1009
1010         /* load ctx */
1011         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_ESP, 4, 4);
1012
1013         /* get return address, stored in EDX */
1014         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, eip), 4);
1015
1016         /* restore EBX */
1017         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebx), 4);
1018         /* restore EDI */
1019         x86_mov_reg_membase (code, X86_EDI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, edi), 4);
1020         /* restore ESI */
1021         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESI, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esi), 4);
1022         /* restore ESP */
1023         x86_mov_reg_membase (code, X86_ESP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, esp), 4);
1024         /* restore EBP */
1025         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
1026         /* restore ECX. the exception object is passed here to the catch handler */
1027         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ecx), 4);
1028
1029         /* jump to the saved IP */
1030         x86_jump_reg (code, X86_EDX);
1031
1032         return start;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * arch_get_call_finally:
1037  *
1038  * Returns a pointer to a method which calls a finally handler.
1039  */
1040 static gpointer
1041 arch_get_call_finally ()
1042 {
1043         static guint8 *start = NULL;
1044         guint8 *code;
1045
1046         if (start)
1047                 return start;
1048
1049         /* call_finally (struct sigcontext *ctx, unsigned long eip) */
1050         start = code = malloc (1024);
1051
1052         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1053         x86_mov_reg_reg (code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
1054         x86_push_reg (code, X86_EBX);
1055         x86_push_reg (code, X86_EDI);
1056         x86_push_reg (code, X86_ESI);
1057
1058         /* load ctx */
1059         x86_mov_reg_membase (code, X86_EAX, X86_EBP, 8, 4);
1060         /* load eip */
1061         x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_EBP, 12, 4);
1062         /* save EBP */
1063         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1064         /* set new EBP */
1065         x86_mov_reg_membase (code, X86_EBP, X86_EAX,  G_STRUCT_OFFSET (struct sigcontext, ebp), 4);
1066         /* call the handler */
1067         x86_call_reg (code, X86_ECX);
1068         /* restore EBP */
1069         x86_pop_reg (code, X86_EBP);
1070         /* restore saved regs */
1071         x86_pop_reg (code, X86_ESI);
1072         x86_pop_reg (code, X86_EDI);
1073         x86_pop_reg (code, X86_EBX);
1074         x86_leave (code);
1075         x86_ret (code);
1076
1077         return start;
1078 }
1079
1080 /**
1081  * arch_handle_exception:
1082  * @ctx: saved processor state
1083  * @obj:
1084  */
1085 void
1086 arch_handle_exception (struct sigcontext *ctx, gpointer obj)
1087 {
1088         MonoJitInfo *ji;
1089         gpointer ip = (gpointer)ctx->eip;
1090         static void (*restore_context) (struct sigcontext *);
1091         static void (*call_finally) (struct sigcontext *, unsigned long);
1092
1093         g_assert (ctx != NULL);
1094         g_assert (obj != NULL);
1095
1096         ji = mono_jit_info_table_find (mono_jit_info_table, ip);
1097
1098         if (!restore_context)
1099                 restore_context = arch_get_restore_context ();
1100
1101         if (!call_finally)
1102                 call_finally = arch_get_call_finally ();
1103
1104         if (ji) { /* we are inside managed code */
1105                 MonoMethod *m = ji->method;
1106                 unsigned next_bp;
1107                 int offset = 2;
1108
1109                 if (ji->num_clauses) {
1110                         int i;
1111
1112                         g_assert (ji->clauses);
1113
1114                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
1115                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
1116
1117                                 if (ei->try_start <= ip && ip <= (ei->try_end)) {
1118                                         /* catch block */
1119                                         if (ei->flags == 0 && mono_object_isinst (obj,
1120                                                 mono_class_get (m->klass->image, ei->token_or_filter))) {
1121
1122                                                 ctx->eip = (unsigned long)ei->handler_start;
1123                                                 ctx->ecx = (unsigned long)obj;
1124                                                 restore_context (ctx);
1125                                                 g_assert_not_reached ();
1126                                         }
1127                                 }
1128                         }
1129
1130                         /* no handler found - we need to call all finally handlers */
1131                         for (i = 0; i < ji->num_clauses; i++) {
1132                                 MonoJitExceptionInfo *ei = &ji->clauses [i];
1133
1134                                 if (ei->try_start <= ip && ip < (ei->try_end) &&
1135                                     (ei->flags & MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY)) {
1136                                         call_finally (ctx, (unsigned long)ei->handler_start);
1137                                 }
1138                         }
1139                 }
1140
1141                 /* continue unwinding */
1142
1143                 /* restore caller saved registers */
1144                 if (ji->used_regs & X86_ESI_MASK) {
1145                         ctx->esi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1146                         offset++;
1147                 }
1148                 if (ji->used_regs & X86_EDI_MASK) {
1149                         ctx->edi = *((int *)ctx->ebp + offset);
1150                         offset++;
1151                 }
1152                 if (ji->used_regs & X86_EBX_MASK) {
1153                         ctx->ebx = *((int *)ctx->ebp + offset);
1154                 }
1155
1156                 ctx->esp = ctx->ebp;
1157                 ctx->eip = *((int *)ctx->ebp + 1);
1158                 ctx->ebp = *((int *)ctx->ebp);
1159
1160                 if (next_bp < (unsigned)mono_end_of_stack)
1161                         arch_handle_exception (ctx, obj);
1162                 else
1163                         mono_jit_abort (obj);
1164
1165         } else {
1166                 gpointer *lmf_addr = TlsGetValue (lmf_thread_id);
1167                 MonoLMF *lmf;
1168                 MonoMethod *m;
1169
1170                 g_assert (lmf_addr);
1171                 lmf = *((MonoLMF **)lmf_addr);
1172
1173                 if (!lmf)
1174                         mono_jit_abort (obj);
1175
1176                 m = lmf->method;
1177
1178                 *lmf_addr = lmf->previous_lmf;
1179
1180                 ctx->esi = lmf->esi;
1181                 ctx->edi = lmf->edi;
1182                 ctx->ebx = lmf->ebx;
1183                 ctx->ebp = lmf->ebp;
1184                 ctx->eip = lmf->eip;
1185                 ctx->esp = lmf;
1186
1187                 /*
1188                 g_warning ("Exception inside unmanaged code. %s.%s::%s %p", m->klass->name_space,
1189                            m->klass->name, m->name, lmf->previous_lmf);
1190                 */
1191
1192                 if (ctx->eip < (unsigned)mono_end_of_stack)
1193                         arch_handle_exception (ctx, obj);
1194                 else
1195                         mono_jit_abort (obj);
1196         }
1197
1198         g_assert_not_reached ();
1199 }
1200
1201 static void
1202 throw_exception (unsigned long eax, unsigned long ecx, unsigned long edx, unsigned long ebx,
1203                  unsigned long esi, unsigned long edi, unsigned long ebp, MonoObject *exc,
1204                  unsigned long eip,  unsigned long esp)
1205 {
1206         struct sigcontext ctx;
1207
1208         ctx.esp = esp;
1209         ctx.eip = eip;
1210         ctx.ebp = ebp;
1211         ctx.edi = edi;
1212         ctx.esi = esi;
1213         ctx.ebx = ebx;
1214         ctx.edx = edx;
1215         ctx.ecx = ecx;
1216         ctx.eax = eax;
1217
1218         arch_handle_exception (&ctx, exc);
1219
1220         g_assert_not_reached ();
1221 }
1222
1223 gpointer
1224 arch_get_throw_exception (void)
1225 {
1226         static guint8 *start = NULL;
1227         guint8 *code;
1228
1229         if (start)
1230                 return start;
1231
1232         code = start = g_malloc (1024);
1233
1234         x86_push_reg (code, X86_ESP);
1235         x86_push_membase (code, X86_ESP, 4); /* IP */
1236         x86_push_membase (code, X86_ESP, 12); /* exception */
1237         x86_push_reg (code, X86_EBP);
1238         x86_push_reg (code, X86_EDI);
1239         x86_push_reg (code, X86_ESI);
1240         x86_push_reg (code, X86_EBX);
1241         x86_push_reg (code, X86_EDX);
1242         x86_push_reg (code, X86_ECX);
1243         x86_push_reg (code, X86_EAX);
1244         x86_call_code (code, throw_exception);
1245         /* we should never reach this breakpoint */
1246         x86_breakpoint (code);
1247
1248         return start;
1249 }
1250
1251
1252
1253