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/debug-helpers.h>
  20 #include <mono/metadata/mono-endian.h>
  21 #include <mono/arch/x86/x86-codegen.h>
  22 #include <mono/metadata/profiler-private.h>
  23
  24 #include "jit.h"
  25 #include "helpers.h"
  26 #include "codegen.h"
  27 #include "debug.h"
  28
  29
  30 //#define DEBUG_REGALLOC
  31 //#define DEBUG_SPILLS
  32
  33 const char *
  34 arch_get_reg_name (int regnum)
  35 {
  36         switch (regnum) {
  37         case 0:
  38                 return "EAX";
  39         case 1:
  40                 return "ECX";
  41         case 2:
  42                 return "EDX";
  43         case 3:
  44                 return "EBX";
  45         case 4:
  46                 return "ESP";
  47         case 5:
  48                 return "EBP";
  49         case 6:
  50                 return "ESI";
  51         case 7:
  52                 return "EDI";
  53         }
  54
  55         g_assert_not_reached ();
  56         return NULL;
  57 }
  58
  59
  60 /*
  61  * we may want a x86-specific header or we
  62  * can just declare it extern in x86.brg.
  63  */
  64 int mono_x86_have_cmov = 0;
  65
  66 static int
  67 cpuid (int id, int* p_eax, int* p_ebx, int* p_ecx, int* p_edx)
  68 {
  69         int have_cpuid = 0;
  70         __asm__  __volatile__ (
  71                 "pushfl\n"
  72                 "popl %%eax\n"
  73                 "movl %%eax, %%edx\n"
  74                 "xorl $0x200000, %%eax\n"
  75                 "pushl %%eax\n"
  76                 "popfl\n"
  77                 "pushfl\n"
  78                 "popl %%eax\n"
  79                 "xorl %%edx, %%eax\n"
  80                 "andl $0x200000, %%eax\n"
  81                 "movl %%eax, %0"
  82                 : "=r" (have_cpuid)
  83                 :
  84                 : "%eax", "%edx"
  85         );
  86
  87         if (have_cpuid) {
  88                 __asm__ __volatile__ ("cpuid"
  89                         : "=a" (*p_eax), "=b" (*p_ebx), "=c" (*p_ecx), "=d" (*p_edx)
  90                         : "a" (id));
  91                 return 1;
  92         }
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 void
  97 mono_cpu_detect (void) {
  98         int eax, ebx, ecx, edx;
  99
 100         /* Feature Flags function, flags returned in EDX. */
 101         if (cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx)) {
 102                 if (edx & (1U << 15)) {
 103                         mono_x86_have_cmov = 1;
 104                 }
 105         }
 106 }
 107
 108 static void
 109 enter_method (MonoMethod *method, char *ebp)
 110 {
 111         int i, j;
 112         MonoClass *class;
 113         MonoObject *o;
 114         char *fname;
 115
 116         fname = mono_method_full_name (method, TRUE);
 117         printf ("ENTER: %s\n(", fname);
 118         g_free (fname);
 119
 120         if (((int)ebp & 3) != 0) {
 121                 g_error ("unaligned stack detected (%p)", ebp);
 122         }
 123
 124         ebp += 8;
 125
 126         if (ISSTRUCT (method->signature->ret)) {
 127                 int size, align;
 128
 129                 g_assert (!method->signature->ret->byref);
 130
 131                 size = mono_type_stack_size (method->signature->ret, &align);
 132
 133                 printf ("VALUERET:%p, ", *((gpointer *)ebp));
 134                 ebp += sizeof (gpointer);
 135         }
 136
 137         if (method->signature->hasthis) {
 138                 if (method->klass->valuetype) {
 139                         printf ("value:%p, ", *((gpointer *)ebp));
 140                 } else {
 141                         o = *((MonoObject **)ebp);
 142
 143                         if (o) {
 144                                 class = o->vtable->klass;
 145
 146                                 if (class == mono_defaults.string_class) {
 147                                         printf ("this:[STRING:%p:%s], ", o, mono_string_to_utf8 ((MonoString *)o));
 148                                 } else {
 149                                         printf ("this:%p[%s.%s], ", o, class->name_space, class->name);
 150                                 }
 151                         } else
 152                                 printf ("this:NULL, ");
 153                 }
 154                 ebp += sizeof (gpointer);
 155         }
 156
 157         for (i = 0; i < method->signature->param_count; ++i) {
 158                 MonoType *type = method->signature->params [i];
 159                 int size, align;
 160                 size = mono_type_stack_size (type, &align);
 161
 162                 if (type->byref) {
 163                         printf ("[BYREF:%p], ", *((gpointer *)ebp));
 164                 } else switch (type->type) {
 165
 166                 case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 167                 case MONO_TYPE_CHAR:
 168                 case MONO_TYPE_I1:
 169                 case MONO_TYPE_U1:
 170                 case MONO_TYPE_I2:
 171                 case MONO_TYPE_U2:
 172                 case MONO_TYPE_I4:
 173                 case MONO_TYPE_U4:
 174                 case MONO_TYPE_I:
 175                 case MONO_TYPE_U:
 176                         printf ("%d, ", *((int *)(ebp)));
 177                         break;
 178                 case MONO_TYPE_STRING: {
 179                         MonoString *s = *((MonoString **)ebp);
 180                         if (s) {
 181                                 g_assert (((MonoObject *)s)->vtable->klass == mono_defaults.string_class);
 182                                 printf ("[STRING:%p:%s], ", s, mono_string_to_utf8 (s));
 183                         } else
 184                                 printf ("[STRING:null], ");
 185                         break;
 186                 }
 187                 case MONO_TYPE_CLASS:
 188                 case MONO_TYPE_OBJECT: {
 189                         o = *((MonoObject **)ebp);
 190                         if (o) {
 191                                 class = o->vtable->klass;
 192
 193                                 if (class == mono_defaults.string_class) {
 194                                         printf ("[STRING:%p:%s], ", o, mono_string_to_utf8 ((MonoString *)o));
 195                                 } else if (class == mono_defaults.int32_class) {
 196                                         printf ("[INT32:%p:%d], ", o, *(gint32 *)((char *)o + sizeof (MonoObject)));
 197                                 } else
 198                                         printf ("[%s.%s:%p], ", class->name_space, class->name, o);
 199                         } else {
 200                                 printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 201                         }
 202                         break;
 203                 }
 204                 case MONO_TYPE_PTR:
 205                 case MONO_TYPE_FNPTR:
 206                 case MONO_TYPE_ARRAY:
 207                 case MONO_TYPE_SZARRAY:
 208                         printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 209                         break;
 210                 case MONO_TYPE_I8:
 211                         printf ("%lld, ", *((gint64 *)(ebp)));
 212                         break;
 213                 case MONO_TYPE_R4:
 214                         printf ("%f, ", *((float *)(ebp)));
 215                         break;
 216                 case MONO_TYPE_R8:
 217                         printf ("%f, ", *((double *)(ebp)));
 218                         break;
 219                 case MONO_TYPE_VALUETYPE:
 220                         printf ("[");
 221                         for (j = 0; j < size; j++)
 222                                 printf ("%02x,", *((guint8*)ebp +j));
 223                         printf ("], ");
 224                         break;
 225                 default:
 226                         printf ("XX, ");
 227                 }
 228
 229                 g_assert (align == 4 || align == 8);
 230                 ebp += size + align - 1;
 231                 ebp = (gpointer)((unsigned)ebp & ~(align - 1));
 232         }
 233
 234         printf (")\n");
 235 }
 236
 237 static void
 238 leave_method (MonoMethod *method, int edx, int eax, double test)
 239 {
 240         gint64 l;
 241         char *fname;
 242
 243         fname = mono_method_full_name (method, TRUE);
 244         printf ("LEAVE: %s", fname);
 245         g_free (fname);
 246
 247         switch (method->signature->ret->type) {
 248         case MONO_TYPE_VOID:
 249                 break;
 250         case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 251                 if (eax)
 252                         printf ("TRUE:%d", eax);
 253                 else
 254                         printf ("FALSE");
 255
 256                 break;
 257         case MONO_TYPE_CHAR:
 258         case MONO_TYPE_I1:
 259         case MONO_TYPE_U1:
 260         case MONO_TYPE_I2:
 261         case MONO_TYPE_U2:
 262         case MONO_TYPE_I4:
 263         case MONO_TYPE_U4:
 264         case MONO_TYPE_I:
 265         case MONO_TYPE_U:
 266                 printf ("EAX=%d", eax);
 267                 break;
 268         case MONO_TYPE_STRING: {
 269                 MonoString *s = (MonoString *)eax;
 270
 271                 if (s) {
 272                         g_assert (((MonoObject *)s)->vtable->klass == mono_defaults.string_class);
 273                         printf ("[STRING:%p:%s]", s, mono_string_to_utf8 (s));
 274                 } else
 275                         printf ("[STRING:null], ");
 276                 break;
 277         }
 278         case MONO_TYPE_OBJECT: {
 279                 MonoObject *o = (MonoObject *)eax;
 280
 281                 if (o) {
 282                         if (o->vtable->klass == mono_defaults.boolean_class) {
 283                                 printf ("[BOOLEAN:%p:%d]", o, *((guint8 *)o + sizeof (MonoObject)));
 284                         } else if  (o->vtable->klass == mono_defaults.int32_class) {
 285                                 printf ("[INT32:%p:%d]", o, *((gint32 *)((char *)o + sizeof (MonoObject))));
 286                         } else
 287                                 printf ("[%s.%s:%p]", o->vtable->klass->name_space, o->vtable->klass->name, o);
 288                 } else
 289                         printf ("[OBJECT:%p]", o);
 290
 291                 break;
 292         }
 293         case MONO_TYPE_CLASS:
 294         case MONO_TYPE_PTR:
 295         case MONO_TYPE_FNPTR:
 296         case MONO_TYPE_ARRAY:
 297         case MONO_TYPE_SZARRAY:
 298                 printf ("EAX=%p", (gpointer)eax);
 299                 break;
 300         case MONO_TYPE_I8:
 301                 *((gint32 *)&l) = eax;
 302                 *((gint32 *)&l + 1) = edx;
 303                 printf ("EAX/EDX=%lld", l);
 304                 break;
 305         case MONO_TYPE_R8:
 306                 printf ("FP=%f\n", test);
 307                 break;
 308         default:
 309                 printf ("(unknown return type)");
 310         }
 311
 312         printf ("\n");
 313 }
 314
 315 /**
 316  * arch_emit_prologue:
 317  * @cfg: pointer to status information
 318  *
 319  * Emits the function prolog.
 320  */
 321 static void
 322 arch_emit_prologue (MonoFlowGraph *cfg)
 323 {
 324         MonoMethod *method = cfg->method;
 325         MonoMethodHeader *header = ((MonoMethodNormal *)method)->header;
 326         int i, j, k, alloc_size, pos;
 327
 328         x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 329         x86_mov_reg_reg (cfg->code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 330
 331         alloc_size = cfg->locals_size;
 332         pos = 0;
 333
 334         if (method->save_lmf) {
 335
 336                 pos += sizeof (MonoLMF);
 337
 338                 /* save the current IP */
 339                 cfg->lmfip_offset = cfg->code + 1 - cfg->start;
 340                 x86_push_imm (cfg->code, 0);
 341                 /* save all caller saved regs */
 342                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBX);
 343                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 344                 x86_push_reg (cfg->code, X86_ESI);
 345                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 346
 347                 /* save method info */
 348                 x86_push_imm (cfg->code, method);
 349
 350                 /* get the address of lmf for the current thread */
 351                 x86_call_code (cfg->code, mono_get_lmf_addr);
 352                 /* push lmf */
 353                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 354                 /* push *lfm (previous_lmf) */
 355                 x86_push_membase (cfg->code, X86_EAX, 0);
 356                 /* *(lmf) = ESP */
 357                 x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EAX, 0, X86_ESP, 4);
 358         }
 359
 360         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX)) {
 361                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBX);
 362                 pos += 4;
 363         }
 364
 365         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI)) {
 366                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 367                 pos += 4;
 368         }
 369
 370         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI)) {
 371                 x86_push_reg (cfg->code, X86_ESI);
 372                 pos += 4;
 373         }
 374
 375         alloc_size -= pos;
 376
 377         if (alloc_size)
 378                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, alloc_size);
 379
 380         if (mono_jit_trace_calls) {
 381                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 382                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 383                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, enter_method);
 384                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 385                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 386         }
 387         if (mono_jit_profile) {
 388                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 389                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, mono_profiler_method_enter);
 390                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 391                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 392         }
 393
 394         /* initialize local vars */
 395         if (header->num_locals) {
 396                 gboolean unassigned_locals = TRUE;
 397
 398                 if (cfg->bblocks [0].live_in_set) {
 399                         i = mono_bitset_find_first (cfg->bblocks [0].live_in_set,
 400                                                     cfg->locals_start_index - 1);
 401                         unassigned_locals = (i >= 0 && i < cfg->locals_start_index +
 402                                              header->num_locals);
 403                 }
 404
 405                 if (unassigned_locals && header->init_locals) {
 406                         MonoVarInfo *vi = &VARINFO (cfg, cfg->locals_start_index + header->num_locals - 1);
 407                         int offset = vi->offset;
 408                         int size = - offset;
 409                         int inited = 0;
 410
 411                         /* do not clear caller saved registers */
 412                         size -= 12;
 413
 414                         for (i = 0; i < header->num_locals; ++i) {
 415                                 MonoVarInfo *rv = &VARINFO (cfg, cfg->locals_start_index + i);
 416
 417                                 if (rv->reg >= 0) {
 418                                         int ind = 1 << rv->reg;
 419                                         if (!(inited & ind))
 420                                                 x86_alu_reg_reg (cfg->code, X86_XOR, rv->reg, rv->reg);
 421                                         inited |= ind;
 422                                 }
 423                         }
 424
 425                         if (size == 1 || size == 2 || size == 4) {
 426                                 x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, size);
 427                                 return;
 428                         }
 429
 430                         i = size / 4;
 431                         j = size % 4;
 432
 433                         if (i < 3) {
 434                                 for (k = 0; k < i; k++) {
 435                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 4);
 436                                         offset += 4;
 437                                 }
 438
 439                                 if (j & 2) {
 440                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 2);
 441                                         offset += 2;
 442                                 }
 443                                 if (j & 1)
 444                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 1);
 445                                 return;
 446                         }
 447
 448                         if (i) {
 449                                 if (!mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 450                                         x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 451                                 x86_lea_membase (cfg->code, X86_EDI, X86_EBP, offset);
 452                                 x86_alu_reg_reg (cfg->code, X86_XOR, X86_EAX, X86_EAX);
 453                                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_ECX, i);
 454                                 x86_cld (cfg->code);
 455                                 x86_prefix (cfg->code, X86_REP_PREFIX);
 456                                 x86_stosl (cfg->code);
 457                                 for (i = 0; i < j; i++)
 458                                         x86_stosb (cfg->code);
 459                                 if (!mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 460                                         x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 461                         } else {
 462
 463                                 g_assert (j == 3);
 464                                 x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 2);
 465                                 x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset + 2, 0, 1);
 466                         }
 467
 468                 } else {
 469
 470                         /* we always need to initialize object pointers */
 471
 472                         for (i = 0; i < header->num_locals; ++i) {
 473                                 MonoType *t = header->locals [i];
 474                                 int offset = VARINFO (cfg, cfg->locals_start_index + i).offset;
 475
 476                                 if (t->byref) {
 477                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 4);
 478                                         continue;
 479                                 }
 480
 481                                 switch (t->type) {
 482                                 case MONO_TYPE_STRING:
 483                                 case MONO_TYPE_CLASS:
 484                                 case MONO_TYPE_ARRAY:
 485                                 case MONO_TYPE_SZARRAY:
 486                                 case MONO_TYPE_OBJECT:
 487                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 4);
 488                                         break;
 489                                 }
 490
 491                         }
 492                 }
 493         }
 494 }
 495
 496 /**
 497  * arch_emit_epilogue:
 498  * @cfg: pointer to status information
 499  *
 500  * Emits the function epilog.
 501  */
 502 static void
 503 arch_emit_epilogue (MonoFlowGraph *cfg)
 504 {
 505         int pos;
 506         /*
 507          * note: with trace and profiling the value on the FP stack may get clobbered.
 508          */
 509         if (mono_jit_trace_calls) {
 510                 x86_fld_reg (cfg->code, 0);
 511                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, 8);
 512                 x86_fst_membase (cfg->code, X86_ESP, 0, TRUE, TRUE);
 513                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 514                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 515                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 516                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, leave_method);
 517                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 518                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 519                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 520                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 521                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 522         }
 523         if (mono_jit_profile) {
 524                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 525                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 526                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 527                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, mono_profiler_method_leave);
 528                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 529                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 530                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 531                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 532         }
 533
 534         if (cfg->method->save_lmf) {
 535                 pos = -sizeof (MonoLMF) - 4;
 536         } else
 537                 pos = -4;
 538
 539         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX)) {
 540                 x86_mov_reg_membase (cfg->code, X86_EBX, X86_EBP, pos, 4);
 541                 pos -= 4;
 542         }
 543         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI)) {
 544                 x86_mov_reg_membase (cfg->code, X86_EDI, X86_EBP, pos, 4);
 545                 pos -= 4;
 546         }
 547         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI)) {
 548                 x86_mov_reg_membase (cfg->code, X86_ESI, X86_EBP, pos, 4);
 549                 pos -= 4;
 550         }
 551
 552         if (cfg->method->save_lmf) {
 553                 pos = -sizeof (MonoLMF);
 554
 555                 x86_lea_membase (cfg->code, X86_ESP, X86_EBP, pos);
 556
 557                 /* ebx = previous_lmf */
 558                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 559                 /* edi = lmf */
 560                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 561                 /* *(lmf) = previous_lmf */
 562                 x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EDI, 0, X86_EBX, 4);
 563
 564                 /* discard method info */
 565                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 566
 567                 /* restore caller saved regs */
 568                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBP);
 569                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 570                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 571                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 572
 573         }
 574
 575         x86_leave (cfg->code);
 576         x86_ret (cfg->code);
 577 }
 578
 579 int
 580 arch_allocate_var (MonoFlowGraph *cfg, int size, int align, MonoVarType vartype, MonoValueType type)
 581 {
 582         MonoVarInfo vi;
 583
 584         mono_jit_stats.allocate_var++;
 585
 586         vi.range.last_use.abs_pos = 0;
 587         vi.range.first_use.pos.bid = 0xffff;
 588         vi.range.first_use.pos.tid = 0;
 589         vi.isvolatile = 0;
 590         vi.reg = -1;
 591         vi.varnum = cfg->varinfo->len;
 592
 593         if (size != sizeof (gpointer))
 594                 vi.isvolatile = 1;
 595
 596         switch (vartype) {
 597         case MONO_TEMPVAR:
 598         case MONO_LOCALVAR: {
 599                 cfg->locals_size += size;
 600                 cfg->locals_size += align - 1;
 601                 cfg->locals_size &= ~(align - 1);
 602
 603                 SET_VARINFO (vi, type, vartype, - cfg->locals_size, size);
 604                 g_array_append_val (cfg->varinfo, vi);
 605                 break;
 606         }
 607         case MONO_ARGVAR: {
 608                 int arg_start = 8 + cfg->has_vtarg*4;
 609
 610                 g_assert ((align & 3) == 0);
 611
 612                 SET_VARINFO (vi, type, vartype, cfg->args_size + arg_start, size);
 613                 g_array_append_val (cfg->varinfo, vi);
 614
 615                 cfg->args_size += size;
 616                 cfg->args_size += 3;
 617                 cfg->args_size &= ~3;
 618                 break;
 619         }
 620         default:
 621                 g_assert_not_reached ();
 622         }
 623
 624         return cfg->varinfo->len - 1;
 625 }
 626
 627 static gboolean
 628 mono_label_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 629 {
 630         int i, j;
 631
 632         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 633                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 634                 int top;
 635
 636                 if (!cfg->bblocks [i].reached) /* unreachable code */
 637                         continue;
 638
 639                 top = forest->len;
 640
 641                 for (j = 0; j < top; j++) {
 642                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 643                         MBState *mbstate;
 644
 645                         mbstate =  mono_burg_label (t1, cfg);
 646
 647                         if (!mbstate) {
 648                                 if (mono_debug_format != MONO_DEBUG_FORMAT_NONE)
 649                                         return FALSE;
 650                                 g_warning ("tree does not match in %s",
 651                                            mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
 652                                 mono_print_ctree (cfg, t1); printf ("\n\n");
 653
 654                                 mono_print_forest (cfg, forest);
 655                                 g_assert_not_reached ();
 656                         }
 657                 }
 658         }
 659
 660         return TRUE;
 661 }
 662
 663 static gboolean
 664 tree_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg, MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs,
 665                     guint8 exclude_mask, int *spillcount)
 666 {
 667         MBTree *kids[10];
 668         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 669         const guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 670         guint8 left_exclude_mask = 0, right_exclude_mask = 0;
 671         int i;
 672
 673 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 674         printf ("tree_allocate_regs start %d %08x %d %d\n",  tree->op, rs->free_mask, goal,
 675                 (nts [0] && kids [0] == tree));
 676 #endif
 677
 678         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 679
 680         switch (tree->op) {
 681         case MB_TERM_SHL:
 682         case MB_TERM_SHR:
 683         case MB_TERM_SHR_UN:
 684                 exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 685                 left_exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 686                 break;
 687         case MB_TERM_MUL:
 688         case MB_TERM_MUL_OVF:
 689         case MB_TERM_MUL_OVF_UN:
 690         case MB_TERM_DIV:
 691         case MB_TERM_DIV_UN:
 692         case MB_TERM_REM:
 693         case MB_TERM_REM_UN:
 694                 if (goal == MB_NTERM_reg) {
 695                         left_exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 696                         right_exclude_mask |= (1 << X86_EDX) | (1 << X86_EAX);
 697                 }
 698                 break;
 699         default:
 700                 break;
 701         }
 702
 703         if (nts [0] && kids [0] == tree) {
 704                 /* chain rule */
 705                 if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [0], nts [0], rs, exclude_mask, spillcount))
 706                         return FALSE;
 707                 return TRUE;
 708         }
 709
 710         if (tree->spilled) {
 711                 if (tree->reg1 >= 0)
 712                         (*spillcount)--;
 713                 if (tree->reg2 >= 0)
 714                         (*spillcount)--;
 715                 if (tree->reg3 >= 0)
 716                         (*spillcount)--;
 717         }
 718
 719         tree->reg1 = -1;
 720         tree->reg2 = -1;
 721         tree->reg3 = -1;
 722
 723         tree->spilled = 0;
 724
 725         if (nts [0]) {
 726                 if (nts [1]) { /* two kids */
 727                         MonoRegSet saved_rs;
 728
 729                         if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [0], nts [0], rs, left_exclude_mask, spillcount))
 730                                 return FALSE;
 731
 732                         saved_rs = *rs;
 733
 734                         if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [1], nts [1], rs, right_exclude_mask, spillcount)) {
 735
 736 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 737                                 printf ("tree_allocate_regs try 1 failed %d %d %d %d\n",
 738                                         nts [1], kids [1]->reg1,
 739                                         kids [1]->reg2,kids [1]->reg3);
 740 #endif
 741                                 *rs = saved_rs;
 742
 743                                 if (kids [0]->reg1 != -1) {
 744                                         right_exclude_mask |= 1 << kids [0]->reg1;
 745                                         (*spillcount)++;
 746                                 }
 747                                 if (kids [0]->reg2 != -1) {
 748                                         right_exclude_mask |= 1 << kids [0]->reg2;
 749                                         (*spillcount)++;
 750                                 }
 751                                 if (kids [0]->reg3 != -1) {
 752                                         right_exclude_mask |= 1 << kids [0]->reg3;
 753                                         (*spillcount)++;
 754                                 }
 755
 756                                 mono_regset_free_reg (rs, kids [0]->reg1);
 757                                 mono_regset_free_reg (rs, kids [0]->reg2);
 758                                 mono_regset_free_reg (rs, kids [0]->reg3);
 759
 760                                 kids [0]->spilled = 1;
 761
 762                                 if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [1], nts [1], rs, right_exclude_mask, spillcount)) {
 763 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 764                                         printf ("tree_allocate_regs try 2 failed\n");
 765 #endif
 766                                         return FALSE;
 767                                 }
 768 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 769                                 printf ("tree_allocate_regs try 2 succesfull\n");
 770 #endif
 771                         }
 772
 773                         if (nts [2]) {
 774                                 if (nts [3]) /* we cant handle four kids */
 775                                         g_assert_not_reached ();
 776
 777                                 if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [2], nts [2], rs, right_exclude_mask, spillcount))
 778                                         return FALSE;
 779
 780                         }
 781
 782                 } else { /* one kid */
 783                         if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [0], nts [0], rs, left_exclude_mask, spillcount))
 784                                 return FALSE;
 785                 }
 786         }
 787
 788
 789         for (i = 0; nts [i]; i++) {
 790                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg1);
 791                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg2);
 792                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg3);
 793         }
 794
 795         tree->emit = mono_burg_func [ern];
 796
 797         switch (tree->op) {
 798         case MB_TERM_CALL_I4:
 799         case MB_TERM_CALL_I8:
 800         case MB_TERM_CALL_R8:
 801         // case MB_TERM_CALL_VOID :
 802                 if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, exclude_mask)) == -1)
 803                         return FALSE;
 804                 if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, exclude_mask)) == -1)
 805                         return FALSE;
 806                 if ((tree->reg3 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_ECX, exclude_mask)) == -1)
 807                         return FALSE;
 808                 return TRUE;
 809         }
 810
 811         switch (goal) {
 812         case MB_NTERM_reg:
 813                 switch (tree->op) {
 814                 case MB_TERM_MUL_OVF_UN:
 815                 case MB_TERM_DIV:
 816                 case MB_TERM_DIV_UN:
 817                 case MB_TERM_REM:
 818                 case MB_TERM_REM_UN:
 819                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, exclude_mask)) == -1)
 820                                 return FALSE;
 821                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, exclude_mask)) == -1)
 822                                 return FALSE;
 823                         break;
 824                 default:
 825                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, exclude_mask)) == -1)
 826                                 return FALSE;
 827                 }
 828                 break;
 829
 830         case MB_NTERM_lreg:
 831                 switch (tree->op) {
 832                 case MB_TERM_MUL:
 833                 case MB_TERM_MUL_OVF:
 834                 case MB_TERM_MUL_OVF_UN:
 835                 case MB_TERM_DIV:
 836                 case MB_TERM_DIV_UN:
 837                 case MB_TERM_REM:
 838                 case MB_TERM_REM_UN:
 839                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, exclude_mask)) == -1)
 840                                 return FALSE;
 841                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, exclude_mask)) == -1)
 842                                 return FALSE;
 843                         break;
 844                 default:
 845                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, exclude_mask)) == -1)
 846                                 return FALSE;
 847                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, exclude_mask)) == -1)
 848                                 return FALSE;
 849                 }
 850                 break;
 851
 852         case MB_NTERM_freg:
 853                 /* fixme: allocate floating point registers */
 854                 break;
 855
 856         case MB_NTERM_addr:
 857                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 858                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, exclude_mask)) == -1)
 859                                 return FALSE;
 860                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->right->reg1, exclude_mask)) == -1)
 861                                 return FALSE;
 862                 }
 863                 break;
 864
 865         case MB_NTERM_base:
 866                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 867                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, exclude_mask)) == -1)
 868                                 return FALSE;
 869                 }
 870                 break;
 871
 872         case MB_NTERM_index:
 873                 if (tree->op == MB_TERM_SHL ||
 874                     tree->op == MB_TERM_MUL) {
 875                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, exclude_mask)) == -1)
 876                                 return FALSE;
 877                 }
 878                 break;
 879
 880         default:
 881                 /* do nothing */
 882                 break;
 883         }
 884
 885 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 886         printf ("tree_allocate_regs end %d %08x\n",  tree->op, rs->free_mask);
 887 #endif
 888         return TRUE;
 889 }
 890
 891 static void
 892 arch_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg)
 893 {
 894         int i, j, max_spillcount = 0;
 895
 896         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 897                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 898                 int top;
 899
 900                 if (!cfg->bblocks [i].reached) /* unreachable code */
 901                         continue;
 902
 903                 top = forest->len;
 904
 905                 for (j = 0; j < top; j++) {
 906                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 907                         int spillcount = 0;
 908 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 909                         printf ("arch_allocate_regs start %d:%d %08x\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 910 #endif
 911                         if (!tree_allocate_regs (cfg, t1, 1, cfg->rs, 0, &spillcount)) {
 912                                 mono_print_ctree (cfg, t1);
 913                                 printf ("\n");
 914                                 g_error ("register allocation failed");
 915                         }
 916
 917                         max_spillcount = MAX (max_spillcount, spillcount);
 918
 919 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 920                         printf ("arch_allocate_regs end %d:%d %08x\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 921 #endif
 922                         g_assert (cfg->rs->free_mask == 0xffffffff);
 923                 }
 924         }
 925
 926         /* allocate space for spilled regs */
 927
 928         cfg->spillvars = mono_mempool_alloc0 (cfg->mp, sizeof (gint) *  max_spillcount);
 929         cfg->spillcount = max_spillcount;
 930
 931         for (i = 0; i < max_spillcount; i++) {
 932                 int spillvar;
 933                 spillvar = arch_allocate_var (cfg, sizeof (gpointer), sizeof (gpointer),
 934                                               MONO_TEMPVAR, VAL_I32);
 935                 cfg->spillvars [i] = VARINFO (cfg, spillvar).offset;
 936         }
 937 }
 938
 939 static void
 940 tree_emit (int goal, MonoFlowGraph *cfg, MBTree *tree, int *spillcount)
 941 {
 942         MBTree *kids[10];
 943         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 944         const guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 945         MBEmitFunc emit;
 946         int offset;
 947
 948         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 949
 950         if (nts [0]) {
 951                 if (nts [1]) {
 952                         int spilloffset1, spilloffset2, spilloffset3;
 953
 954                         tree_emit (nts [0], cfg, kids [0], spillcount);
 955
 956                         if (kids [0]->spilled) {
 957 #ifdef DEBUG_SPILLS
 958                                 printf ("SPILL_REGS %d %03x %s.%s:%s\n",
 959                                         nts [0], cfg->code - cfg->start,
 960                                         cfg->method->klass->name_space,
 961                                         cfg->method->klass->name, cfg->method->name);
 962
 963                                 mono_print_ctree (cfg, kids [0]);printf ("\n\n");
 964 #endif
 965                                 spilloffset1 = 0;
 966                                 spilloffset2 = 0;
 967                                 spilloffset3 = 0;
 968
 969                                 if (kids [0]->reg1 != -1) {
 970                                         spilloffset1 = cfg->spillvars [(*spillcount)++];
 971                                         x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EBP, spilloffset1,
 972                                                              kids [0]->reg1, 4);
 973                                 }
 974                                 if (kids [0]->reg2 != -1) {
 975                                         spilloffset2 = cfg->spillvars [(*spillcount)++];
 976                                         x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EBP, spilloffset2,
 977                                                              kids [0]->reg2, 4);
 978                                 }
 979                                 if (kids [0]->reg3 != -1) {
 980                                         spilloffset3 = cfg->spillvars [(*spillcount)++];
 981                                         x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EBP, spilloffset3,
 982                                                              kids [0]->reg3, 4);
 983                                 }
 984                         }
 985
 986                         tree_emit (nts [1], cfg, kids [1], spillcount);
 987
 988                         if (kids [0]->spilled) {
 989
 990 #ifdef DEBUG_SPILLS
 991                                 printf ("RELOAD_REGS %03x %s.%s:%s\n",
 992                                         cfg->code - cfg->start,
 993                                         cfg->method->klass->name_space,
 994                                         cfg->method->klass->name, cfg->method->name);
 995 #endif
 996
 997                                 if (kids [0]->reg3 != -1)
 998                                         x86_mov_reg_membase (cfg->code, kids [0]->reg3, X86_EBP,
 999                                                              spilloffset3, 4);
1000                                 if (kids [0]->reg2 != -1)
1001                                         x86_mov_reg_membase (cfg->code, kids [0]->reg2, X86_EBP,
1002                                                              spilloffset2, 4);
1003                                 if (kids [0]->reg1 != -1)
1004                                         x86_mov_reg_membase (cfg->code, kids [0]->reg1, X86_EBP,
1005                                                              spilloffset1, 4);
1006                         }
1007
1008                         if (nts [2]) {
1009                                 g_assert (!nts [3]);
1010                                 tree_emit (nts [2], cfg, kids [2], spillcount);
1011                         }
1012                 } else {
1013                         tree_emit (nts [0], cfg, kids [0], spillcount);
1014                 }
1015         }
1016
1017         g_assert ((*spillcount) <= cfg->spillcount);
1018
1019         tree->addr = offset = cfg->code - cfg->start;
1020
1021         /* we assume an instruction uses a maximum of 128 bytes */
1022         if ((cfg->code_size - offset) <= 128) {
1023                 int add = MIN (cfg->code_size, 128);
1024                 cfg->code_size += add;
1025                 mono_jit_stats.code_reallocs++;
1026                 cfg->start = g_realloc (cfg->start, cfg->code_size);
1027                 g_assert (cfg->start);
1028                 cfg->code = cfg->start + offset;
1029         }
1030
1031         if ((emit = mono_burg_func [ern]))
1032                 emit (tree, cfg);
1033
1034         g_assert ((cfg->code - cfg->start) < cfg->code_size);
1035 }
1036
1037 static void
1038 mono_emit_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
1039 {
1040         int i, j, spillcount;
1041
1042         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
1043                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [i];
1044                 GPtrArray *forest = bb->forest;
1045                 int top;
1046
1047                 if (!bb->reached) /* unreachable code */
1048                         continue;
1049
1050                 top = forest->len;
1051
1052                 bb->addr = cfg->code - cfg->start;
1053
1054                 for (j = 0; j < top; j++) {
1055                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
1056
1057                         spillcount = 0;
1058                         tree_emit (1, cfg, t1, &spillcount);
1059                 }
1060         }
1061
1062         cfg->epilog = cfg->code - cfg->start;
1063 }
1064
1065 static void
1066 mono_compute_branches (MonoFlowGraph *cfg)
1067 {
1068         MonoJumpInfo *ji;
1069         guint8 *end;
1070         int i, j;
1071
1072         end = cfg->code;
1073
1074         for (j = 0; j < cfg->block_count; j++) {
1075                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [j];
1076                 GPtrArray *forest = bb->forest;
1077                 int top;
1078
1079                 if (!bb->reached) /* unreachable code */
1080                         continue;
1081
1082                 top = forest->len;
1083
1084                 for (i = 0; i < top; i++) {
1085                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, i);
1086
1087                         if (t1->op == MB_TERM_SWITCH) {
1088                                 MonoBBlock **jt = (MonoBBlock **)t1->data.p;
1089                                 guint32 *rt = (guint32 *)t1->data.p;
1090                                 int m = *((guint32 *)t1->data.p) + 1;
1091                                 int k;
1092
1093                                 for (k = 1; k <= m; k++)
1094                                         rt [k] = (int)(jt [k]->addr + cfg->start);
1095
1096                                 /* emit the switch instruction again to update addresses */
1097                                 cfg->code = cfg->start + t1->addr;
1098                                 ((MBEmitFunc)t1->emit) (t1, cfg);
1099                         }
1100                 }
1101         }
1102
1103         cfg->code = end;
1104
1105         for (ji = cfg->jump_info; ji; ji = ji->next) {
1106                 unsigned char *ip = GUINT_TO_POINTER (GPOINTER_TO_UINT (ji->ip) + cfg->start);
1107                 unsigned char *target;
1108
1109                 switch (ji->type) {
1110                 case MONO_JUMP_INFO_BB:
1111                         target = ji->data.bb->addr + cfg->start;
1112                         break;
1113                 case MONO_JUMP_INFO_ABS:
1114                         target = ji->data.target;
1115                         break;
1116                 case MONO_JUMP_INFO_EPILOG:
1117                         target = cfg->epilog + cfg->start;
1118                         break;
1119                 case MONO_JUMP_INFO_IP:
1120                         *(unsigned char**)ip = ip;
1121                         continue;
1122                 default:
1123                         g_assert_not_reached ();
1124                 }
1125                 x86_patch (ip, target);
1126         }
1127
1128         /* patch the IP in the LMF saving code */
1129         if (cfg->lmfip_offset) {
1130                 *((guint32 *)(cfg->start + cfg->lmfip_offset)) =
1131                         (gint32)(cfg->start + cfg->lmfip_offset);
1132         }
1133 }
1134
1135 void
1136 mono_add_jump_info (MonoFlowGraph *cfg, gpointer ip, MonoJumpInfoType type, gpointer target)
1137 {
1138         MonoJumpInfo *ji = mono_mempool_alloc (cfg->mp, sizeof (MonoJumpInfo));
1139
1140         ji->type = type;
1141         ji->ip = GUINT_TO_POINTER (GPOINTER_TO_UINT (ip) - GPOINTER_TO_UINT (cfg->start));
1142         ji->data.target = target;
1143         ji->next = cfg->jump_info;
1144
1145         cfg->jump_info = ji;
1146 }
1147
1148 MonoJitInfo *
1149 arch_jit_compile_cfg (MonoDomain *target_domain, MonoFlowGraph *cfg)
1150 {
1151         MonoJitInfo *ji;
1152         guint32 ls_used_mask = 0;
1153         MonoMethod *method = cfg->method;
1154
1155         ji = mono_mempool_alloc0 (target_domain->mp, sizeof (MonoJitInfo));
1156
1157         cfg->rs = mono_regset_new (X86_NREG);
1158         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESP);
1159         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBP);
1160
1161         /* we can use this regs for global register allocation */
1162         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBX);
1163         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESI);
1164
1165         if (mono_use_linear_scan) {
1166                 mono_linear_scan (cfg, &ls_used_mask);
1167                 cfg->rs->used_mask |= ls_used_mask;
1168         }
1169
1170         if (mono_jit_dump_forest) {
1171                 int i;
1172                 printf ("FOREST %s\n", mono_method_full_name (method, TRUE));
1173                 for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
1174                         printf ("BLOCK %d:\n", i);
1175                         mono_print_forest (cfg, cfg->bblocks [i].forest);
1176                 }
1177         }
1178
1179         if (!mono_label_cfg (cfg))
1180                 return NULL;
1181
1182         arch_allocate_regs (cfg);
1183
1184         /* align to 8 byte boundary */
1185         cfg->locals_size += 7;
1186         cfg->locals_size &= ~7;
1187
1188         arch_emit_prologue (cfg);
1189         cfg->prologue_end = cfg->code - cfg->start;
1190         mono_emit_cfg (cfg);
1191         arch_emit_epilogue (cfg);
1192         cfg->epilogue_end = cfg->code - cfg->start;
1193
1194         mono_compute_branches (cfg);
1195
1196         ji->code_size = cfg->code - cfg->start;
1197         ji->used_regs = cfg->rs->used_mask;
1198         ji->method = method;
1199         ji->code_start = cfg->start;
1200
1201         return ji;
1202 }
1203