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                 mono_get_param_info (method->signature, -1, &size, &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                 int size, align;
 159                 MonoType *type = mono_get_param_info (method->signature, i, &size, &align);
 160
 161                 if (type->byref) {
 162                         printf ("[BYREF:%p], ", *((gpointer *)ebp));
 163                 } else switch (type->type) {
 164
 165                 case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 166                 case MONO_TYPE_CHAR:
 167                 case MONO_TYPE_I1:
 168                 case MONO_TYPE_U1:
 169                 case MONO_TYPE_I2:
 170                 case MONO_TYPE_U2:
 171                 case MONO_TYPE_I4:
 172                 case MONO_TYPE_U4:
 173                 case MONO_TYPE_I:
 174                 case MONO_TYPE_U:
 175                         printf ("%d, ", *((int *)(ebp)));
 176                         break;
 177                 case MONO_TYPE_STRING: {
 178                         MonoString *s = *((MonoString **)ebp);
 179                         if (s) {
 180                                 g_assert (((MonoObject *)s)->vtable->klass == mono_defaults.string_class);
 181                                 printf ("[STRING:%p:%s], ", s, mono_string_to_utf8 (s));
 182                         } else
 183                                 printf ("[STRING:null], ");
 184                         break;
 185                 }
 186                 case MONO_TYPE_CLASS:
 187                 case MONO_TYPE_OBJECT: {
 188                         o = *((MonoObject **)ebp);
 189                         if (o) {
 190                                 class = o->vtable->klass;
 191
 192                                 if (class == mono_defaults.string_class) {
 193                                         printf ("[STRING:%p:%s], ", o, mono_string_to_utf8 ((MonoString *)o));
 194                                 } else if (class == mono_defaults.int32_class) {
 195                                         printf ("[INT32:%p:%d], ", o, *(gint32 *)((char *)o + sizeof (MonoObject)));
 196                                 } else
 197                                         printf ("[%s.%s:%p], ", class->name_space, class->name, o);
 198                         } else {
 199                                 printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 200                         }
 201                         break;
 202                 }
 203                 case MONO_TYPE_PTR:
 204                 case MONO_TYPE_FNPTR:
 205                 case MONO_TYPE_ARRAY:
 206                 case MONO_TYPE_SZARRAY:
 207                         printf ("%p, ", *((gpointer *)(ebp)));
 208                         break;
 209                 case MONO_TYPE_I8:
 210                         printf ("%lld, ", *((gint64 *)(ebp)));
 211                         break;
 212                 case MONO_TYPE_R4:
 213                         printf ("%f, ", *((float *)(ebp)));
 214                         break;
 215                 case MONO_TYPE_R8:
 216                         printf ("%f, ", *((double *)(ebp)));
 217                         break;
 218                 case MONO_TYPE_VALUETYPE:
 219                         printf ("[");
 220                         for (j = 0; j < size; j++)
 221                                 printf ("%02x,", *((guint8*)ebp +j));
 222                         printf ("], ");
 223                         break;
 224                 default:
 225                         printf ("XX, ");
 226                 }
 227
 228                 g_assert (align == 4 || align == 8);
 229                 ebp += size + align - 1;
 230                 ebp = (gpointer)((unsigned)ebp & ~(align - 1));
 231         }
 232
 233         printf (")\n");
 234 }
 235
 236 static void
 237 leave_method (MonoMethod *method, int edx, int eax, double test)
 238 {
 239         gint64 l;
 240         char *fname;
 241
 242         fname = mono_method_full_name (method, TRUE);
 243         printf ("LEAVE: %s", fname);
 244         g_free (fname);
 245
 246         switch (method->signature->ret->type) {
 247         case MONO_TYPE_VOID:
 248                 break;
 249         case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 250                 if (eax)
 251                         printf ("TRUE:%d", eax);
 252                 else
 253                         printf ("FALSE");
 254
 255                 break;
 256         case MONO_TYPE_CHAR:
 257         case MONO_TYPE_I1:
 258         case MONO_TYPE_U1:
 259         case MONO_TYPE_I2:
 260         case MONO_TYPE_U2:
 261         case MONO_TYPE_I4:
 262         case MONO_TYPE_U4:
 263         case MONO_TYPE_I:
 264         case MONO_TYPE_U:
 265                 printf ("EAX=%d", eax);
 266                 break;
 267         case MONO_TYPE_STRING: {
 268                 MonoString *s = (MonoString *)eax;
 269
 270                 if (s) {
 271                         g_assert (((MonoObject *)s)->vtable->klass == mono_defaults.string_class);
 272                         printf ("[STRING:%p:%s]", s, mono_string_to_utf8 (s));
 273                 } else
 274                         printf ("[STRING:null], ");
 275                 break;
 276         }
 277         case MONO_TYPE_OBJECT: {
 278                 MonoObject *o = (MonoObject *)eax;
 279
 280                 if (o) {
 281                         if (o->vtable->klass == mono_defaults.boolean_class) {
 282                                 printf ("[BOOLEAN:%p:%d]", o, *((guint8 *)o + sizeof (MonoObject)));
 283                         } else if  (o->vtable->klass == mono_defaults.int32_class) {
 284                                 printf ("[INT32:%p:%d]", o, *((gint32 *)((char *)o + sizeof (MonoObject))));
 285                         } else if  (o->vtable->klass == mono_defaults.int64_class) {
 286                                 printf ("[INT64:%p:%lld]", o, *((gint64 *)((char *)o + sizeof (MonoObject))));
 287                         } else
 288                                 printf ("[%s.%s:%p]", o->vtable->klass->name_space, o->vtable->klass->name, o);
 289                 } else
 290                         printf ("[OBJECT:%p]", o);
 291
 292                 break;
 293         }
 294         case MONO_TYPE_CLASS:
 295         case MONO_TYPE_PTR:
 296         case MONO_TYPE_FNPTR:
 297         case MONO_TYPE_ARRAY:
 298         case MONO_TYPE_SZARRAY:
 299                 printf ("EAX=%p", (gpointer)eax);
 300                 break;
 301         case MONO_TYPE_I8:
 302                 *((gint32 *)&l) = eax;
 303                 *((gint32 *)&l + 1) = edx;
 304                 printf ("EAX/EDX=%lld", l);
 305                 break;
 306         case MONO_TYPE_R8:
 307                 printf ("FP=%f\n", test);
 308                 break;
 309         default:
 310                 printf ("(unknown return type)");
 311         }
 312
 313         printf ("\n");
 314 }
 315
 316 /**
 317  * arch_emit_prologue:
 318  * @cfg: pointer to status information
 319  *
 320  * Emits the function prolog.
 321  */
 322 static void
 323 arch_emit_prologue (MonoFlowGraph *cfg)
 324 {
 325         MonoMethod *method = cfg->method;
 326         MonoMethodHeader *header = ((MonoMethodNormal *)method)->header;
 327         int i, j, k, alloc_size, pos;
 328
 329         x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 330         x86_mov_reg_reg (cfg->code, X86_EBP, X86_ESP, 4);
 331
 332         alloc_size = cfg->locals_size;
 333         pos = 0;
 334
 335         if (method->save_lmf) {
 336
 337                 pos += sizeof (MonoLMF);
 338
 339                 /* save the current IP */
 340                 cfg->lmfip_offset = cfg->code + 1 - cfg->start;
 341                 x86_push_imm (cfg->code, 0);
 342                 /* save all caller saved regs */
 343                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBX);
 344                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 345                 x86_push_reg (cfg->code, X86_ESI);
 346                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 347
 348                 /* save method info */
 349                 x86_push_imm (cfg->code, method);
 350
 351                 /* get the address of lmf for the current thread */
 352                 x86_call_code (cfg->code, mono_get_lmf_addr);
 353                 /* push lmf */
 354                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 355                 /* push *lfm (previous_lmf) */
 356                 x86_push_membase (cfg->code, X86_EAX, 0);
 357                 /* *(lmf) = ESP */
 358                 x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EAX, 0, X86_ESP, 4);
 359         }
 360
 361         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX)) {
 362                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBX);
 363                 pos += 4;
 364         }
 365
 366         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI)) {
 367                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 368                 pos += 4;
 369         }
 370
 371         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI)) {
 372                 x86_push_reg (cfg->code, X86_ESI);
 373                 pos += 4;
 374         }
 375
 376         alloc_size -= pos;
 377
 378         if (alloc_size)
 379                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, alloc_size);
 380
 381         if (mono_jit_trace_calls) {
 382                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EBP);
 383                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 384                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, enter_method);
 385                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 386                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 387         }
 388         if (mono_jit_profile) {
 389                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 390                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, mono_profiler_method_enter);
 391                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 392                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 393         }
 394
 395         /* initialize local vars */
 396         if (header->num_locals) {
 397                 gboolean unassigned_locals = TRUE;
 398
 399                 if (cfg->bblocks [0].live_in_set) {
 400                         i = mono_bitset_find_first (cfg->bblocks [0].live_in_set,
 401                                                     cfg->locals_start_index - 1);
 402                         unassigned_locals = (i >= 0 && i < cfg->locals_start_index +
 403                                              header->num_locals);
 404                 }
 405
 406                 if (unassigned_locals && header->init_locals) {
 407                         MonoVarInfo *vi = &VARINFO (cfg, cfg->locals_start_index + header->num_locals - 1);
 408                         int offset = vi->offset;
 409                         int size = - offset;
 410                         int inited = 0;
 411
 412                         /* do not clear caller saved registers */
 413                         size -= 12;
 414
 415                         for (i = 0; i < header->num_locals; ++i) {
 416                                 MonoVarInfo *rv = &VARINFO (cfg, cfg->locals_start_index + i);
 417
 418                                 if (rv->reg >= 0) {
 419                                         int ind = 1 << rv->reg;
 420                                         if (!(inited & ind))
 421                                                 x86_alu_reg_reg (cfg->code, X86_XOR, rv->reg, rv->reg);
 422                                         inited |= ind;
 423                                 }
 424                         }
 425
 426                         if (size == 1 || size == 2 || size == 4) {
 427                                 x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, size);
 428                                 return;
 429                         }
 430
 431                         i = size / 4;
 432                         j = size % 4;
 433
 434                         if (i < 3) {
 435                                 for (k = 0; k < i; k++) {
 436                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 4);
 437                                         offset += 4;
 438                                 }
 439
 440                                 if (j & 2) {
 441                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 2);
 442                                         offset += 2;
 443                                 }
 444                                 if (j & 1)
 445                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 1);
 446                                 return;
 447                         }
 448
 449                         if (i) {
 450                                 if (!mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 451                                         x86_push_reg (cfg->code, X86_EDI);
 452                                 x86_lea_membase (cfg->code, X86_EDI, X86_EBP, offset);
 453                                 x86_alu_reg_reg (cfg->code, X86_XOR, X86_EAX, X86_EAX);
 454                                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_ECX, i);
 455                                 x86_cld (cfg->code);
 456                                 x86_prefix (cfg->code, X86_REP_PREFIX);
 457                                 x86_stosl (cfg->code);
 458                                 for (i = 0; i < j; i++)
 459                                         x86_stosb (cfg->code);
 460                                 if (!mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI))
 461                                         x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 462                         } else {
 463
 464                                 g_assert (j == 3);
 465                                 x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 2);
 466                                 x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset + 2, 0, 1);
 467                         }
 468
 469                 } else {
 470
 471                         /* we always need to initialize object pointers */
 472
 473                         for (i = 0; i < header->num_locals; ++i) {
 474                                 MonoType *t = header->locals [i];
 475                                 int offset = VARINFO (cfg, cfg->locals_start_index + i).offset;
 476
 477                                 if (t->byref) {
 478                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 4);
 479                                         continue;
 480                                 }
 481
 482                                 switch (t->type) {
 483                                 case MONO_TYPE_STRING:
 484                                 case MONO_TYPE_CLASS:
 485                                 case MONO_TYPE_ARRAY:
 486                                 case MONO_TYPE_SZARRAY:
 487                                 case MONO_TYPE_OBJECT:
 488                                         x86_mov_membase_imm (cfg->code, X86_EBP, offset, 0, 4);
 489                                         break;
 490                                 }
 491
 492                         }
 493                 }
 494         }
 495 }
 496
 497 /**
 498  * arch_emit_epilogue:
 499  * @cfg: pointer to status information
 500  *
 501  * Emits the function epilog.
 502  */
 503 static void
 504 arch_emit_epilogue (MonoFlowGraph *cfg)
 505 {
 506         int pos;
 507         /*
 508          * note: with trace and profiling the value on the FP stack may get clobbered.
 509          */
 510         if (mono_jit_trace_calls) {
 511                 x86_fld_reg (cfg->code, 0);
 512                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_SUB, X86_ESP, 8);
 513                 x86_fst_membase (cfg->code, X86_ESP, 0, TRUE, TRUE);
 514                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 515                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 516                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 517                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, leave_method);
 518                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 519                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 520                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 521                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 522                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 8);
 523         }
 524         if (mono_jit_profile) {
 525                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EAX);
 526                 x86_push_reg (cfg->code, X86_EDX);
 527                 x86_push_imm (cfg->code, cfg->method);
 528                 x86_mov_reg_imm (cfg->code, X86_EAX, mono_profiler_method_leave);
 529                 x86_call_reg (cfg->code, X86_EAX);
 530                 x86_alu_reg_imm (cfg->code, X86_ADD, X86_ESP, 4);
 531                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDX);
 532                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EAX);
 533         }
 534
 535         if (cfg->method->save_lmf) {
 536                 pos = -sizeof (MonoLMF) - 4;
 537         } else
 538                 pos = -4;
 539
 540         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EBX)) {
 541                 x86_mov_reg_membase (cfg->code, X86_EBX, X86_EBP, pos, 4);
 542                 pos -= 4;
 543         }
 544         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_EDI)) {
 545                 x86_mov_reg_membase (cfg->code, X86_EDI, X86_EBP, pos, 4);
 546                 pos -= 4;
 547         }
 548         if (mono_regset_reg_used (cfg->rs, X86_ESI)) {
 549                 x86_mov_reg_membase (cfg->code, X86_ESI, X86_EBP, pos, 4);
 550                 pos -= 4;
 551         }
 552
 553         if (cfg->method->save_lmf) {
 554                 pos = -sizeof (MonoLMF);
 555
 556                 x86_lea_membase (cfg->code, X86_ESP, X86_EBP, pos);
 557
 558                 /* ebx = previous_lmf */
 559                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 560                 /* edi = lmf */
 561                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 562                 /* *(lmf) = previous_lmf */
 563                 x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EDI, 0, X86_EBX, 4);
 564
 565                 /* discard method info */
 566                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 567
 568                 /* restore caller saved regs */
 569                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBP);
 570                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_ESI);
 571                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EDI);
 572                 x86_pop_reg (cfg->code, X86_EBX);
 573
 574         }
 575
 576         x86_leave (cfg->code);
 577         x86_ret (cfg->code);
 578 }
 579
 580 int
 581 arch_allocate_var (MonoFlowGraph *cfg, int size, int align, MonoVarType vartype, MonoValueType type)
 582 {
 583         MonoVarInfo vi;
 584
 585         mono_jit_stats.allocate_var++;
 586
 587         vi.range.last_use.abs_pos = 0;
 588         vi.range.first_use.pos.bid = 0xffff;
 589         vi.range.first_use.pos.tid = 0;
 590         vi.isvolatile = 0;
 591         vi.reg = -1;
 592         vi.varnum = cfg->varinfo->len;
 593
 594         if (size != sizeof (gpointer))
 595                 vi.isvolatile = 1;
 596
 597         switch (vartype) {
 598         case MONO_TEMPVAR:
 599         case MONO_LOCALVAR: {
 600                 cfg->locals_size += size;
 601                 cfg->locals_size += align - 1;
 602                 cfg->locals_size &= ~(align - 1);
 603
 604                 SET_VARINFO (vi, type, vartype, - cfg->locals_size, size);
 605                 g_array_append_val (cfg->varinfo, vi);
 606                 break;
 607         }
 608         case MONO_ARGVAR: {
 609                 int arg_start = 8 + cfg->has_vtarg*4;
 610
 611                 g_assert ((align & 3) == 0);
 612
 613                 SET_VARINFO (vi, type, vartype, cfg->args_size + arg_start, size);
 614                 g_array_append_val (cfg->varinfo, vi);
 615
 616                 cfg->args_size += size;
 617                 cfg->args_size += 3;
 618                 cfg->args_size &= ~3;
 619                 break;
 620         }
 621         default:
 622                 g_assert_not_reached ();
 623         }
 624
 625         return cfg->varinfo->len - 1;
 626 }
 627
 628 static gboolean
 629 mono_label_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
 630 {
 631         int i, j;
 632
 633         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 634                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 635                 int top;
 636
 637                 if (!cfg->bblocks [i].reached) /* unreachable code */
 638                         continue;
 639
 640                 top = forest->len;
 641
 642                 for (j = 0; j < top; j++) {
 643                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 644                         MBState *mbstate;
 645
 646                         mbstate =  mono_burg_label (t1, cfg);
 647
 648                         if (!mbstate) {
 649                                 if (mono_debug_format != MONO_DEBUG_FORMAT_NONE)
 650                                         return FALSE;
 651                                 g_warning ("tree does not match in %s",
 652                                            mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
 653                                 mono_print_ctree (cfg, t1); printf ("\n\n");
 654
 655                                 mono_print_forest (cfg, forest);
 656                                 g_assert_not_reached ();
 657                         }
 658                 }
 659         }
 660
 661         return TRUE;
 662 }
 663
 664 static gboolean
 665 tree_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg, MBTree *tree, int goal, MonoRegSet *rs,
 666                     guint8 exclude_mask, int *spillcount)
 667 {
 668         MBTree *kids[10];
 669         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 670         const guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 671         guint8 left_exclude_mask = 0, right_exclude_mask = 0;
 672         int i;
 673
 674 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 675         printf ("tree_allocate_regs start %d %08x %d %d\n",  tree->op, rs->free_mask, goal,
 676                 (nts [0] && kids [0] == tree));
 677 #endif
 678
 679         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 680
 681         switch (tree->op) {
 682         case MB_TERM_SHL:
 683         case MB_TERM_SHR:
 684         case MB_TERM_SHR_UN:
 685                 exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 686                 left_exclude_mask |= (1 << X86_ECX);
 687                 break;
 688         case MB_TERM_MUL:
 689         case MB_TERM_MUL_OVF:
 690         case MB_TERM_MUL_OVF_UN:
 691         case MB_TERM_DIV:
 692         case MB_TERM_DIV_UN:
 693         case MB_TERM_REM:
 694         case MB_TERM_REM_UN:
 695                 if (goal == MB_NTERM_reg) {
 696                         left_exclude_mask |= (1 << X86_EDX);
 697                         right_exclude_mask |= (1 << X86_EDX) | (1 << X86_EAX);
 698                 }
 699                 break;
 700         default:
 701                 break;
 702         }
 703
 704         if (nts [0] && kids [0] == tree) {
 705                 /* chain rule */
 706                 if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [0], nts [0], rs, exclude_mask, spillcount))
 707                         return FALSE;
 708                 return TRUE;
 709         }
 710
 711         if (tree->spilled) {
 712                 if (tree->reg1 >= 0)
 713                         (*spillcount)--;
 714                 if (tree->reg2 >= 0)
 715                         (*spillcount)--;
 716                 if (tree->reg3 >= 0)
 717                         (*spillcount)--;
 718         }
 719
 720         tree->reg1 = -1;
 721         tree->reg2 = -1;
 722         tree->reg3 = -1;
 723
 724         tree->spilled = 0;
 725
 726         if (nts [0]) {
 727                 if (nts [1]) { /* two kids */
 728                         MonoRegSet saved_rs;
 729
 730                         if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [0], nts [0], rs, left_exclude_mask, spillcount))
 731                                 return FALSE;
 732
 733                         saved_rs = *rs;
 734
 735                         if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [1], nts [1], rs, right_exclude_mask, spillcount)) {
 736
 737 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 738                                 printf ("tree_allocate_regs try 1 failed %d %d %d %d\n",
 739                                         nts [1], kids [1]->reg1,
 740                                         kids [1]->reg2,kids [1]->reg3);
 741 #endif
 742                                 *rs = saved_rs;
 743
 744                                 if (kids [0]->reg1 != -1) {
 745                                         right_exclude_mask |= 1 << kids [0]->reg1;
 746                                         (*spillcount)++;
 747                                 }
 748                                 if (kids [0]->reg2 != -1) {
 749                                         right_exclude_mask |= 1 << kids [0]->reg2;
 750                                         (*spillcount)++;
 751                                 }
 752                                 if (kids [0]->reg3 != -1) {
 753                                         right_exclude_mask |= 1 << kids [0]->reg3;
 754                                         (*spillcount)++;
 755                                 }
 756
 757                                 mono_regset_free_reg (rs, kids [0]->reg1);
 758                                 mono_regset_free_reg (rs, kids [0]->reg2);
 759                                 mono_regset_free_reg (rs, kids [0]->reg3);
 760
 761                                 kids [0]->spilled = 1;
 762
 763                                 if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [1], nts [1], rs, right_exclude_mask, spillcount)) {
 764 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 765                                         printf ("tree_allocate_regs try 2 failed\n");
 766 #endif
 767                                         return FALSE;
 768                                 }
 769 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 770                                 printf ("tree_allocate_regs try 2 succesfull\n");
 771 #endif
 772                         }
 773
 774                         if (nts [2]) {
 775                                 if (nts [3]) /* we cant handle four kids */
 776                                         g_assert_not_reached ();
 777
 778                                 if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [2], nts [2], rs, right_exclude_mask, spillcount))
 779                                         return FALSE;
 780
 781                         }
 782
 783                 } else { /* one kid */
 784                         if (!tree_allocate_regs (cfg, kids [0], nts [0], rs, left_exclude_mask, spillcount))
 785                                 return FALSE;
 786                 }
 787         }
 788
 789
 790         for (i = 0; nts [i]; i++) {
 791                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg1);
 792                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg2);
 793                 mono_regset_free_reg (rs, kids [i]->reg3);
 794         }
 795
 796         tree->emit = mono_burg_func [ern];
 797
 798         switch (tree->op) {
 799         case MB_TERM_CALL_I4:
 800         case MB_TERM_CALL_I8:
 801         case MB_TERM_CALL_R8:
 802         // case MB_TERM_CALL_VOID :
 803                 if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, exclude_mask)) == -1)
 804                         return FALSE;
 805                 if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, exclude_mask)) == -1)
 806                         return FALSE;
 807                 if ((tree->reg3 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_ECX, exclude_mask)) == -1)
 808                         return FALSE;
 809                 return TRUE;
 810         }
 811
 812         switch (goal) {
 813         case MB_NTERM_reg:
 814                 switch (tree->op) {
 815                 case MB_TERM_MUL_OVF_UN:
 816                 case MB_TERM_DIV:
 817                 case MB_TERM_DIV_UN:
 818                 case MB_TERM_REM:
 819                 case MB_TERM_REM_UN:
 820                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, exclude_mask)) == -1)
 821                                 return FALSE;
 822                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, exclude_mask)) == -1)
 823                                 return FALSE;
 824                         break;
 825                 default:
 826                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, exclude_mask)) == -1)
 827                                 return FALSE;
 828                 }
 829                 break;
 830
 831         case MB_NTERM_lreg:
 832                 switch (tree->op) {
 833                 case MB_TERM_MUL:
 834                 case MB_TERM_MUL_OVF:
 835                 case MB_TERM_MUL_OVF_UN:
 836                 case MB_TERM_DIV:
 837                 case MB_TERM_DIV_UN:
 838                 case MB_TERM_REM:
 839                 case MB_TERM_REM_UN:
 840                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EAX, exclude_mask)) == -1)
 841                                 return FALSE;
 842                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, X86_EDX, exclude_mask)) == -1)
 843                                 return FALSE;
 844                         break;
 845                 default:
 846                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, exclude_mask)) == -1)
 847                                 return FALSE;
 848                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, -1, exclude_mask)) == -1)
 849                                 return FALSE;
 850                 }
 851                 break;
 852
 853         case MB_NTERM_freg:
 854                 /* fixme: allocate floating point registers */
 855                 break;
 856
 857         case MB_NTERM_addr:
 858                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 859                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, exclude_mask)) == -1)
 860                                 return FALSE;
 861                         if ((tree->reg2 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->right->reg1, exclude_mask)) == -1)
 862                                 return FALSE;
 863                 }
 864                 break;
 865
 866         case MB_NTERM_base:
 867                 if (tree->op == MB_TERM_ADD) {
 868                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, exclude_mask)) == -1)
 869                                 return FALSE;
 870                 }
 871                 break;
 872
 873         case MB_NTERM_index:
 874                 if (tree->op == MB_TERM_SHL ||
 875                     tree->op == MB_TERM_MUL) {
 876                         if ((tree->reg1 = mono_regset_alloc_reg (rs, tree->left->reg1, exclude_mask)) == -1)
 877                                 return FALSE;
 878                 }
 879                 break;
 880
 881         default:
 882                 /* do nothing */
 883                 break;
 884         }
 885
 886 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 887         printf ("tree_allocate_regs end %d %08x\n",  tree->op, rs->free_mask);
 888 #endif
 889         return TRUE;
 890 }
 891
 892 static void
 893 arch_allocate_regs (MonoFlowGraph *cfg)
 894 {
 895         int i, j, max_spillcount = 0;
 896
 897         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
 898                 GPtrArray *forest = cfg->bblocks [i].forest;
 899                 int top;
 900
 901                 if (!cfg->bblocks [i].reached) /* unreachable code */
 902                         continue;
 903
 904                 top = forest->len;
 905
 906                 for (j = 0; j < top; j++) {
 907                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
 908                         int spillcount = 0;
 909 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 910                         printf ("arch_allocate_regs start %d:%d %08x\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 911 #endif
 912                         if (!tree_allocate_regs (cfg, t1, 1, cfg->rs, 0, &spillcount)) {
 913                                 mono_print_ctree (cfg, t1);
 914                                 printf ("\n");
 915                                 g_error ("register allocation failed");
 916                         }
 917
 918                         max_spillcount = MAX (max_spillcount, spillcount);
 919
 920 #ifdef DEBUG_REGALLOC
 921                         printf ("arch_allocate_regs end %d:%d %08x\n", i, j, cfg->rs->free_mask);
 922 #endif
 923                         g_assert (cfg->rs->free_mask == 0xffffffff);
 924                 }
 925         }
 926
 927         /* allocate space for spilled regs */
 928
 929         cfg->spillvars = mono_mempool_alloc0 (cfg->mp, sizeof (gint) *  max_spillcount);
 930         cfg->spillcount = max_spillcount;
 931
 932         for (i = 0; i < max_spillcount; i++) {
 933                 int spillvar;
 934                 spillvar = arch_allocate_var (cfg, sizeof (gpointer), sizeof (gpointer),
 935                                               MONO_TEMPVAR, VAL_I32);
 936                 cfg->spillvars [i] = VARINFO (cfg, spillvar).offset;
 937         }
 938 }
 939
 940 static void
 941 tree_emit (int goal, MonoFlowGraph *cfg, MBTree *tree, int *spillcount)
 942 {
 943         MBTree *kids[10];
 944         int ern = mono_burg_rule (tree->state, goal);
 945         const guint16 *nts = mono_burg_nts [ern];
 946         MBEmitFunc emit;
 947         int offset;
 948
 949         mono_burg_kids (tree, ern, kids);
 950
 951         if (nts [0]) {
 952                 if (nts [1]) {
 953                         int spilloffset1, spilloffset2, spilloffset3;
 954
 955                         tree_emit (nts [0], cfg, kids [0], spillcount);
 956
 957                         if (kids [0]->spilled) {
 958 #ifdef DEBUG_SPILLS
 959                                 printf ("SPILL_REGS %d %03x %s.%s:%s\n",
 960                                         nts [0], cfg->code - cfg->start,
 961                                         cfg->method->klass->name_space,
 962                                         cfg->method->klass->name, cfg->method->name);
 963
 964                                 mono_print_ctree (cfg, kids [0]);printf ("\n\n");
 965 #endif
 966                                 spilloffset1 = 0;
 967                                 spilloffset2 = 0;
 968                                 spilloffset3 = 0;
 969
 970                                 if (kids [0]->reg1 != -1) {
 971                                         spilloffset1 = cfg->spillvars [(*spillcount)++];
 972                                         x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EBP, spilloffset1,
 973                                                              kids [0]->reg1, 4);
 974                                 }
 975                                 if (kids [0]->reg2 != -1) {
 976                                         spilloffset2 = cfg->spillvars [(*spillcount)++];
 977                                         x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EBP, spilloffset2,
 978                                                              kids [0]->reg2, 4);
 979                                 }
 980                                 if (kids [0]->reg3 != -1) {
 981                                         spilloffset3 = cfg->spillvars [(*spillcount)++];
 982                                         x86_mov_membase_reg (cfg->code, X86_EBP, spilloffset3,
 983                                                              kids [0]->reg3, 4);
 984                                 }
 985                         }
 986
 987                         tree_emit (nts [1], cfg, kids [1], spillcount);
 988
 989                         if (kids [0]->spilled) {
 990
 991 #ifdef DEBUG_SPILLS
 992                                 printf ("RELOAD_REGS %03x %s.%s:%s\n",
 993                                         cfg->code - cfg->start,
 994                                         cfg->method->klass->name_space,
 995                                         cfg->method->klass->name, cfg->method->name);
 996 #endif
 997
 998                                 if (kids [0]->reg3 != -1)
 999                                         x86_mov_reg_membase (cfg->code, kids [0]->reg3, X86_EBP,
1000                                                              spilloffset3, 4);
1001                                 if (kids [0]->reg2 != -1)
1002                                         x86_mov_reg_membase (cfg->code, kids [0]->reg2, X86_EBP,
1003                                                              spilloffset2, 4);
1004                                 if (kids [0]->reg1 != -1)
1005                                         x86_mov_reg_membase (cfg->code, kids [0]->reg1, X86_EBP,
1006                                                              spilloffset1, 4);
1007                         }
1008
1009                         if (nts [2]) {
1010                                 g_assert (!nts [3]);
1011                                 tree_emit (nts [2], cfg, kids [2], spillcount);
1012                         }
1013                 } else {
1014                         tree_emit (nts [0], cfg, kids [0], spillcount);
1015                 }
1016         }
1017
1018         g_assert ((*spillcount) <= cfg->spillcount);
1019
1020         tree->addr = offset = cfg->code - cfg->start;
1021
1022         /* we assume an instruction uses a maximum of 128 bytes */
1023         if ((cfg->code_size - offset) <= 128) {
1024                 int add = MIN (cfg->code_size, 128);
1025                 cfg->code_size += add;
1026                 mono_jit_stats.code_reallocs++;
1027                 cfg->start = g_realloc (cfg->start, cfg->code_size);
1028                 g_assert (cfg->start);
1029                 cfg->code = cfg->start + offset;
1030         }
1031
1032         if ((emit = mono_burg_func [ern]))
1033                 emit (tree, cfg);
1034
1035         g_assert ((cfg->code - cfg->start) < cfg->code_size);
1036 }
1037
1038 static void
1039 mono_emit_cfg (MonoFlowGraph *cfg)
1040 {
1041         int i, j, spillcount;
1042
1043         for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
1044                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [i];
1045                 GPtrArray *forest = bb->forest;
1046                 int top;
1047
1048                 if (!bb->reached) /* unreachable code */
1049                         continue;
1050
1051                 top = forest->len;
1052
1053                 bb->addr = cfg->code - cfg->start;
1054
1055                 for (j = 0; j < top; j++) {
1056                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, j);
1057
1058                         spillcount = 0;
1059                         tree_emit (1, cfg, t1, &spillcount);
1060                 }
1061         }
1062
1063         cfg->epilog = cfg->code - cfg->start;
1064 }
1065
1066 static void
1067 mono_compute_branches (MonoFlowGraph *cfg)
1068 {
1069         MonoJumpInfo *ji;
1070         guint8 *end;
1071         int i, j;
1072
1073         end = cfg->code;
1074
1075         for (j = 0; j < cfg->block_count; j++) {
1076                 MonoBBlock *bb = &cfg->bblocks [j];
1077                 GPtrArray *forest = bb->forest;
1078                 int top;
1079
1080                 if (!bb->reached) /* unreachable code */
1081                         continue;
1082
1083                 top = forest->len;
1084
1085                 for (i = 0; i < top; i++) {
1086                         MBTree *t1 = (MBTree *) g_ptr_array_index (forest, i);
1087
1088                         if (t1->op == MB_TERM_SWITCH) {
1089                                 MonoBBlock **jt = (MonoBBlock **)t1->data.p;
1090                                 guint32 *rt = (guint32 *)t1->data.p;
1091                                 int m = *((guint32 *)t1->data.p) + 1;
1092                                 int k;
1093
1094                                 for (k = 1; k <= m; k++)
1095                                         rt [k] = (int)(jt [k]->addr + cfg->start);
1096
1097                                 /* emit the switch instruction again to update addresses */
1098                                 cfg->code = cfg->start + t1->addr;
1099                                 ((MBEmitFunc)t1->emit) (t1, cfg);
1100                         }
1101                 }
1102         }
1103
1104         cfg->code = end;
1105
1106         for (ji = cfg->jump_info; ji; ji = ji->next) {
1107                 unsigned char *ip = GUINT_TO_POINTER (GPOINTER_TO_UINT (ji->ip) + cfg->start);
1108                 unsigned char *target;
1109
1110                 switch (ji->type) {
1111                 case MONO_JUMP_INFO_BB:
1112                         target = ji->data.bb->addr + cfg->start;
1113                         break;
1114                 case MONO_JUMP_INFO_ABS:
1115                         target = ji->data.target;
1116                         break;
1117                 case MONO_JUMP_INFO_EPILOG:
1118                         target = cfg->epilog + cfg->start;
1119                         break;
1120                 case MONO_JUMP_INFO_IP:
1121                         *(unsigned char**)ip = ip;
1122                         continue;
1123                 default:
1124                         g_assert_not_reached ();
1125                 }
1126                 x86_patch (ip, target);
1127         }
1128
1129         /* patch the IP in the LMF saving code */
1130         if (cfg->lmfip_offset) {
1131                 *((guint32 *)(cfg->start + cfg->lmfip_offset)) =
1132                         (gint32)(cfg->start + cfg->lmfip_offset);
1133         }
1134 }
1135
1136 void
1137 mono_add_jump_info (MonoFlowGraph *cfg, gpointer ip, MonoJumpInfoType type, gpointer target)
1138 {
1139         MonoJumpInfo *ji = mono_mempool_alloc (cfg->mp, sizeof (MonoJumpInfo));
1140
1141         ji->type = type;
1142         ji->ip = GUINT_TO_POINTER (GPOINTER_TO_UINT (ip) - GPOINTER_TO_UINT (cfg->start));
1143         ji->data.target = target;
1144         ji->next = cfg->jump_info;
1145
1146         cfg->jump_info = ji;
1147 }
1148
1149 MonoJitInfo *
1150 arch_jit_compile_cfg (MonoDomain *target_domain, MonoFlowGraph *cfg)
1151 {
1152         MonoJitInfo *ji;
1153         guint32 ls_used_mask = 0;
1154         MonoMethod *method = cfg->method;
1155
1156         ji = mono_mempool_alloc0 (target_domain->mp, sizeof (MonoJitInfo));
1157
1158         cfg->rs = mono_regset_new (X86_NREG);
1159         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESP);
1160         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBP);
1161
1162         /* we can use this regs for global register allocation */
1163         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_EBX);
1164         mono_regset_reserve_reg (cfg->rs, X86_ESI);
1165
1166         if (mono_use_linear_scan) {
1167                 mono_linear_scan (cfg, &ls_used_mask);
1168                 cfg->rs->used_mask |= ls_used_mask;
1169         }
1170
1171         if (mono_jit_dump_forest) {
1172                 int i;
1173                 printf ("FOREST %s\n", mono_method_full_name (method, TRUE));
1174                 for (i = 0; i < cfg->block_count; i++) {
1175                         printf ("BLOCK %d:\n", i);
1176                         mono_print_forest (cfg, cfg->bblocks [i].forest);
1177                 }
1178         }
1179
1180         if (!mono_label_cfg (cfg))
1181                 return NULL;
1182
1183         arch_allocate_regs (cfg);
1184
1185         /* align to 8 byte boundary */
1186         cfg->locals_size += 7;
1187         cfg->locals_size &= ~7;
1188
1189         arch_emit_prologue (cfg);
1190         cfg->prologue_end = cfg->code - cfg->start;
1191         mono_emit_cfg (cfg);
1192         arch_emit_epilogue (cfg);
1193         cfg->epilogue_end = cfg->code - cfg->start;
1194
1195         mono_compute_branches (cfg);
1196
1197         ji->code_size = cfg->code - cfg->start;
1198         ji->used_regs = cfg->rs->used_mask;
1199         ji->method = method;
1200         ji->code_start = cfg->start;
1201
1202         return ji;
1203 }
1204