mono/mini/exceptions-amd64.c

   1 /*
   2  * exceptions-amd64.c: exception support for AMD64
   3  *
   4  * Authors:
   5  *   Dietmar Maurer (dietmar@ximian.com)
   6  *
   7  * (C) 2001 Ximian, Inc.
   8  * Copyright 2011 Xamarin, Inc (http://www.xamarin.com)
   9  */
  10
  11 #include <config.h>
  12
  13 #if _WIN32_WINNT < 0x0501
  14 /* Required for Vectored Exception Handling. */
  15 #undef _WIN32_WINNT
  16 #define _WIN32_WINNT 0x0501
  17 #endif /* _WIN32_WINNT < 0x0501 */
  18
  19 #include <glib.h>
  20 #include <signal.h>
  21 #include <string.h>
  22 #ifdef HAVE_UCONTEXT_H
  23 #include <ucontext.h>
  24 #endif
  25
  26 #include <mono/arch/amd64/amd64-codegen.h>
  27 #include <mono/metadata/appdomain.h>
  28 #include <mono/metadata/tabledefs.h>
  29 #include <mono/metadata/threads.h>
  30 #include <mono/metadata/threads-types.h>
  31 #include <mono/metadata/debug-helpers.h>
  32 #include <mono/metadata/exception.h>
  33 #include <mono/metadata/gc-internal.h>
  34 #include <mono/metadata/mono-debug.h>
  35 #include <mono/utils/mono-mmap.h>
  36
  37 #include "mini.h"
  38 #include "mini-amd64.h"
  39 #include "tasklets.h"
  40 #include "debug-mini.h"
  41
  42 #define ALIGN_TO(val,align) (((val) + ((align) - 1)) & ~((align) - 1))
  43
  44 #ifdef TARGET_WIN32
  45 static MonoW32ExceptionHandler fpe_handler;
  46 static MonoW32ExceptionHandler ill_handler;
  47 static MonoW32ExceptionHandler segv_handler;
  48
  49 LPTOP_LEVEL_EXCEPTION_FILTER mono_old_win_toplevel_exception_filter;
  50 guint64 mono_win_vectored_exception_handle;
  51 extern gboolean mono_win_chained_exception_needs_run;
  52
  53 #define W32_SEH_HANDLE_EX(_ex) \
  54         if (_ex##_handler) _ex##_handler(0, ep, sctx)
  55
  56 LONG CALLBACK seh_unhandled_exception_filter(EXCEPTION_POINTERS* ep)
  57 {
  58 #ifndef MONO_CROSS_COMPILE
  59         if (mono_old_win_toplevel_exception_filter) {
  60                 return (*mono_old_win_toplevel_exception_filter)(ep);
  61         }
  62 #endif
  63
  64         mono_handle_native_sigsegv (SIGSEGV, NULL);
  65
  66         return EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH;
  67 }
  68
  69 /*
  70  * Unhandled Exception Filter
  71  * Top-level per-process exception handler.
  72  */
  73 LONG CALLBACK seh_vectored_exception_handler(EXCEPTION_POINTERS* ep)
  74 {
  75         EXCEPTION_RECORD* er;
  76         CONTEXT* ctx;
  77         MonoContext* sctx;
  78         LONG res;
  79
  80         mono_win_chained_exception_needs_run = FALSE;
  81         res = EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION;
  82
  83         er = ep->ExceptionRecord;
  84         ctx = ep->ContextRecord;
  85         sctx = g_malloc(sizeof(MonoContext));
  86
  87         /* Copy Win32 context to UNIX style context */
  88         sctx->rax = ctx->Rax;
  89         sctx->rbx = ctx->Rbx;
  90         sctx->rcx = ctx->Rcx;
  91         sctx->rdx = ctx->Rdx;
  92         sctx->rbp = ctx->Rbp;
  93         sctx->rsp = ctx->Rsp;
  94         sctx->rsi = ctx->Rsi;
  95         sctx->rdi = ctx->Rdi;
  96         sctx->rip = ctx->Rip;
  97         sctx->r12 = ctx->R12;
  98         sctx->r13 = ctx->R13;
  99         sctx->r14 = ctx->R14;
 100         sctx->r15 = ctx->R15;
 101
 102         switch (er->ExceptionCode) {
 103         case EXCEPTION_ACCESS_VIOLATION:
 104                 W32_SEH_HANDLE_EX(segv);
 105                 break;
 106         case EXCEPTION_ILLEGAL_INSTRUCTION:
 107                 W32_SEH_HANDLE_EX(ill);
 108                 break;
 109         case EXCEPTION_INT_DIVIDE_BY_ZERO:
 110         case EXCEPTION_INT_OVERFLOW:
 111         case EXCEPTION_FLT_DIVIDE_BY_ZERO:
 112         case EXCEPTION_FLT_OVERFLOW:
 113         case EXCEPTION_FLT_UNDERFLOW:
 114         case EXCEPTION_FLT_INEXACT_RESULT:
 115                 W32_SEH_HANDLE_EX(fpe);
 116                 break;
 117         default:
 118                 break;
 119         }
 120
 121         if (mono_win_chained_exception_needs_run) {
 122                 /* Don't copy context back if we chained exception
 123                 * as the handler may have modfied the EXCEPTION_POINTERS
 124                 * directly. We don't pass sigcontext to chained handlers.
 125                 * Return continue search so the UnhandledExceptionFilter
 126                 * can correctly chain the exception.
 127                 */
 128                 res = EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH;
 129         } else {
 130                 /* Copy context back */
 131                 /* Nonvolatile */
 132                 ctx->Rsp = sctx->rsp;
 133                 ctx->Rdi = sctx->rdi;
 134                 ctx->Rsi = sctx->rsi;
 135                 ctx->Rbx = sctx->rbx;
 136                 ctx->Rbp = sctx->rbp;
 137                 ctx->R12 = sctx->r12;
 138                 ctx->R13 = sctx->r13;
 139                 ctx->R14 = sctx->r14;
 140                 ctx->R15 = sctx->r15;
 141                 ctx->Rip = sctx->rip;
 142
 143                 /* Volatile But should not matter?*/
 144                 ctx->Rax = sctx->rax;
 145                 ctx->Rcx = sctx->rcx;
 146                 ctx->Rdx = sctx->rdx;
 147         }
 148
 149         /* TODO: Find right place to free this in stack overflow case */
 150         if (er->ExceptionCode != EXCEPTION_STACK_OVERFLOW)
 151                 g_free (sctx);
 152
 153         return res;
 154 }
 155
 156 void win32_seh_init()
 157 {
 158         mono_old_win_toplevel_exception_filter = SetUnhandledExceptionFilter(seh_unhandled_exception_filter);
 159         mono_win_vectored_exception_handle = AddVectoredExceptionHandler (1, seh_vectored_exception_handler);
 160 }
 161
 162 void win32_seh_cleanup()
 163 {
 164         if (mono_old_win_toplevel_exception_filter) SetUnhandledExceptionFilter(mono_old_win_toplevel_exception_filter);
 165
 166         guint32 ret = 0;
 167
 168         ret = RemoveVectoredExceptionHandler (mono_win_vectored_exception_handle);
 169         g_assert (ret);
 170 }
 171
 172 void win32_seh_set_handler(int type, MonoW32ExceptionHandler handler)
 173 {
 174         switch (type) {
 175         case SIGFPE:
 176                 fpe_handler = handler;
 177                 break;
 178         case SIGILL:
 179                 ill_handler = handler;
 180                 break;
 181         case SIGSEGV:
 182                 segv_handler = handler;
 183                 break;
 184         default:
 185                 break;
 186         }
 187 }
 188
 189 #endif /* TARGET_WIN32 */
 190
 191 /*
 192  * mono_arch_get_restore_context:
 193  *
 194  * Returns a pointer to a method which restores a previously saved sigcontext.
 195  */
 196 gpointer
 197 mono_arch_get_restore_context (MonoTrampInfo **info, gboolean aot)
 198 {
 199         guint8 *start = NULL;
 200         guint8 *code;
 201         MonoJumpInfo *ji = NULL;
 202         GSList *unwind_ops = NULL;
 203
 204         /* restore_contect (MonoContext *ctx) */
 205
 206         start = code = mono_global_codeman_reserve (256);
 207
 208         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_R11, AMD64_ARG_REG1, 8);
 209
 210         /* Restore all registers except %rip and %r11 */
 211         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rax), 8);
 212         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RCX, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rcx), 8);
 213         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RDX, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rdx), 8);
 214         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RBX, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rbx), 8);
 215         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RBP, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rbp), 8);
 216         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RSI, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rsi), 8);
 217         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RDI, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rdi), 8);
 218         //amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R8, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r8), 8);
 219         //amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R9, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r9), 8);
 220         //amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R10, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r10), 8);
 221         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R12, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r12), 8);
 222         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R13, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r13), 8);
 223         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R14, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r14), 8);
 224 #if !defined(__native_client_codegen__)
 225         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R15, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r15), 8);
 226 #endif
 227
 228         /*
 229          * The context resides on the stack, in the stack frame of the
 230          * caller of this function.  The stack pointer that we need to
 231          * restore is potentially many stack frames higher up, so the
 232          * distance between them can easily be more than the red zone
 233          * size.  Hence the stack pointer can be restored only after
 234          * we have finished loading everything from the context.
 235          */
 236         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R8, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rsp), 8);
 237         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_R11,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rip), 8);
 238         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_RSP, AMD64_R8, 8);
 239
 240         /* jump to the saved IP */
 241         amd64_jump_reg (code, AMD64_R11);
 242
 243         nacl_global_codeman_validate(&start, 256, &code);
 244
 245         mono_arch_flush_icache (start, code - start);
 246
 247         if (info)
 248                 *info = mono_tramp_info_create ("restore_context", start, code - start, ji, unwind_ops);
 249
 250         return start;
 251 }
 252
 253 /*
 254  * mono_arch_get_call_filter:
 255  *
 256  * Returns a pointer to a method which calls an exception filter. We
 257  * also use this function to call finally handlers (we pass NULL as
 258  * @exc object in this case).
 259  */
 260 gpointer
 261 mono_arch_get_call_filter (MonoTrampInfo **info, gboolean aot)
 262 {
 263         guint8 *start;
 264         int i;
 265         guint8 *code;
 266         guint32 pos;
 267         MonoJumpInfo *ji = NULL;
 268         GSList *unwind_ops = NULL;
 269         const guint kMaxCodeSize = NACL_SIZE (128, 256);
 270
 271         start = code = mono_global_codeman_reserve (kMaxCodeSize);
 272
 273         /* call_filter (MonoContext *ctx, unsigned long eip) */
 274         code = start;
 275
 276         /* Alloc new frame */
 277         amd64_push_reg (code, AMD64_RBP);
 278         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_RBP, AMD64_RSP, 8);
 279
 280         /* Save callee saved regs */
 281         pos = 0;
 282         for (i = 0; i < AMD64_NREG; ++i)
 283                 if (AMD64_IS_CALLEE_SAVED_REG (i)) {
 284                         amd64_push_reg (code, i);
 285                         pos += 8;
 286                 }
 287
 288         /* Save EBP */
 289         pos += 8;
 290         amd64_push_reg (code, AMD64_RBP);
 291
 292         /* Make stack misaligned, the call will make it aligned again */
 293         if (! (pos & 8))
 294                 amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_RSP, 8);
 295
 296         /* set new EBP */
 297         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RBP, AMD64_ARG_REG1, G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rbp), 8);
 298         /* load callee saved regs */
 299         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RBX, AMD64_ARG_REG1, G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rbx), 8);
 300         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R12, AMD64_ARG_REG1, G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r12), 8);
 301         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R13, AMD64_ARG_REG1, G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r13), 8);
 302         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R14, AMD64_ARG_REG1, G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r14), 8);
 303 #if !defined(__native_client_codegen__)
 304         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R15, AMD64_ARG_REG1, G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, r15), 8);
 305 #endif
 306 #ifdef TARGET_WIN32
 307         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RDI, AMD64_ARG_REG1,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rdi), 8);
 308         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RSI, AMD64_ARG_REG1,  G_STRUCT_OFFSET (MonoContext, rsi), 8);
 309 #endif
 310
 311         /* call the handler */
 312         amd64_call_reg (code, AMD64_ARG_REG2);
 313
 314         if (! (pos & 8))
 315                 amd64_alu_reg_imm (code, X86_ADD, AMD64_RSP, 8);
 316
 317         /* restore RBP */
 318         amd64_pop_reg (code, AMD64_RBP);
 319
 320         /* Restore callee saved regs */
 321         for (i = AMD64_NREG; i >= 0; --i)
 322                 if (AMD64_IS_CALLEE_SAVED_REG (i))
 323                         amd64_pop_reg (code, i);
 324
 325         amd64_leave (code);
 326         amd64_ret (code);
 327
 328         g_assert ((code - start) < kMaxCodeSize);
 329
 330         nacl_global_codeman_validate(&start, kMaxCodeSize, &code);
 331
 332         mono_arch_flush_icache (start, code - start);
 333
 334         if (info)
 335                 *info = mono_tramp_info_create ("call_filter", start, code - start, ji, unwind_ops);
 336
 337         return start;
 338 }
 339
 340 /*
 341  * The first few arguments are dummy, to force the other arguments to be passed on
 342  * the stack, this avoids overwriting the argument registers in the throw trampoline.
 343  */
 344 void
 345 mono_amd64_throw_exception (guint64 dummy1, guint64 dummy2, guint64 dummy3, guint64 dummy4,
 346                                                         guint64 dummy5, guint64 dummy6,
 347                                                         mgreg_t *regs, mgreg_t rip,
 348                                                         MonoObject *exc, gboolean rethrow)
 349 {
 350         MonoContext ctx;
 351
 352         ctx.rsp = regs [AMD64_RSP];
 353         ctx.rip = rip;
 354         ctx.rbx = regs [AMD64_RBX];
 355         ctx.rbp = regs [AMD64_RBP];
 356         ctx.r12 = regs [AMD64_R12];
 357         ctx.r13 = regs [AMD64_R13];
 358         ctx.r14 = regs [AMD64_R14];
 359         ctx.r15 = regs [AMD64_R15];
 360         ctx.rdi = regs [AMD64_RDI];
 361         ctx.rsi = regs [AMD64_RSI];
 362         ctx.rax = regs [AMD64_RAX];
 363         ctx.rcx = regs [AMD64_RCX];
 364         ctx.rdx = regs [AMD64_RDX];
 365
 366         if (mono_object_isinst (exc, mono_defaults.exception_class)) {
 367                 MonoException *mono_ex = (MonoException*)exc;
 368                 if (!rethrow)
 369                         mono_ex->stack_trace = NULL;
 370         }
 371
 372         if (mono_debug_using_mono_debugger ()) {
 373                 guint8 buf [16];
 374
 375                 mono_breakpoint_clean_code (NULL, (gpointer)rip, 8, buf, sizeof (buf));
 376
 377                 if (buf [3] == 0xe8) {
 378                         MonoContext ctx_cp = ctx;
 379                         ctx_cp.rip = rip - 5;
 380
 381                         if (mono_debugger_handle_exception (&ctx_cp, exc)) {
 382                                 mono_restore_context (&ctx_cp);
 383                                 g_assert_not_reached ();
 384                         }
 385                 }
 386         }
 387
 388         /* adjust eip so that it point into the call instruction */
 389         ctx.rip -= 1;
 390
 391         mono_handle_exception (&ctx, exc);
 392         mono_restore_context (&ctx);
 393         g_assert_not_reached ();
 394 }
 395
 396 void
 397 mono_amd64_throw_corlib_exception (guint64 dummy1, guint64 dummy2, guint64 dummy3, guint64 dummy4,
 398                                                                    guint64 dummy5, guint64 dummy6,
 399                                                                    mgreg_t *regs, mgreg_t rip,
 400                                                                    guint32 ex_token_index, gint64 pc_offset)
 401 {
 402         guint32 ex_token = MONO_TOKEN_TYPE_DEF | ex_token_index;
 403         MonoException *ex;
 404
 405         ex = mono_exception_from_token (mono_defaults.exception_class->image, ex_token);
 406
 407         rip -= pc_offset;
 408
 409         /* Negate the ip adjustment done in mono_amd64_throw_exception () */
 410         rip += 1;
 411
 412         mono_amd64_throw_exception (dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5, dummy6, regs, rip, (MonoObject*)ex, FALSE);
 413 }
 414
 415 static void
 416 mono_amd64_resume_unwind (guint64 dummy1, guint64 dummy2, guint64 dummy3, guint64 dummy4,
 417                                                   guint64 dummy5, guint64 dummy6,
 418                                                   mgreg_t *regs, mgreg_t rip,
 419                                                   guint32 dummy7, gint64 dummy8)
 420 {
 421         /* Only the register parameters are valid */
 422         MonoContext ctx;
 423
 424         ctx.rsp = regs [AMD64_RSP];
 425         ctx.rip = rip;
 426         ctx.rbx = regs [AMD64_RBX];
 427         ctx.rbp = regs [AMD64_RBP];
 428         ctx.r12 = regs [AMD64_R12];
 429         ctx.r13 = regs [AMD64_R13];
 430         ctx.r14 = regs [AMD64_R14];
 431         ctx.r15 = regs [AMD64_R15];
 432         ctx.rdi = regs [AMD64_RDI];
 433         ctx.rsi = regs [AMD64_RSI];
 434         ctx.rax = regs [AMD64_RAX];
 435         ctx.rcx = regs [AMD64_RCX];
 436         ctx.rdx = regs [AMD64_RDX];
 437
 438         mono_resume_unwind (&ctx);
 439 }
 440
 441 /*
 442  * get_throw_trampoline:
 443  *
 444  *  Generate a call to mono_amd64_throw_exception/
 445  * mono_amd64_throw_corlib_exception.
 446  */
 447 static gpointer
 448 get_throw_trampoline (MonoTrampInfo **info, gboolean rethrow, gboolean corlib, gboolean llvm_abs, gboolean resume_unwind, const char *tramp_name, gboolean aot)
 449 {
 450         guint8* start;
 451         guint8 *code;
 452         MonoJumpInfo *ji = NULL;
 453         GSList *unwind_ops = NULL;
 454         int i, stack_size, arg_offsets [16], regs_offset, dummy_stack_space;
 455         const guint kMaxCodeSize = NACL_SIZE (256, 512);
 456
 457 #ifdef TARGET_WIN32
 458         dummy_stack_space = 6 * sizeof(mgreg_t);        /* Windows expects stack space allocated for all 6 dummy args. */
 459 #else
 460         dummy_stack_space = 0;
 461 #endif
 462
 463         start = code = mono_global_codeman_reserve (kMaxCodeSize);
 464
 465         /* The stack is unaligned on entry */
 466         stack_size = 192 + 8 + dummy_stack_space;
 467
 468         code = start;
 469
 470         if (info)
 471                 unwind_ops = mono_arch_get_cie_program ();
 472
 473         /* Alloc frame */
 474         amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_RSP, stack_size);
 475         if (info)
 476                 mono_add_unwind_op_def_cfa_offset (unwind_ops, code, start, stack_size + 8);
 477
 478         /*
 479          * To hide linux/windows calling convention differences, we pass all arguments on
 480          * the stack by passing 6 dummy values in registers.
 481          */
 482
 483         arg_offsets [0] = dummy_stack_space + 0;
 484         arg_offsets [1] = dummy_stack_space + sizeof(mgreg_t);
 485         arg_offsets [2] = dummy_stack_space + sizeof(mgreg_t) * 2;
 486         arg_offsets [3] = dummy_stack_space + sizeof(mgreg_t) * 3;
 487         regs_offset = dummy_stack_space + sizeof(mgreg_t) * 4;
 488
 489         /* Save registers */
 490         for (i = 0; i < AMD64_NREG; ++i)
 491                 if (i != AMD64_RSP)
 492                         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RSP, regs_offset + (i * sizeof(mgreg_t)), i, sizeof(mgreg_t));
 493         /* Save RSP */
 494         amd64_lea_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RSP, stack_size + sizeof(mgreg_t));
 495         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RSP, regs_offset + (AMD64_RSP * sizeof(mgreg_t)), X86_EAX, sizeof(mgreg_t));
 496         /* Set arg1 == regs */
 497         amd64_lea_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RSP, regs_offset);
 498         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RSP, arg_offsets [0], AMD64_RAX, sizeof(mgreg_t));
 499         /* Set arg2 == eip */
 500         if (llvm_abs)
 501                 amd64_alu_reg_reg (code, X86_XOR, AMD64_RAX, AMD64_RAX);
 502         else
 503                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RSP, stack_size, sizeof(mgreg_t));
 504         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RSP, arg_offsets [1], AMD64_RAX, sizeof(mgreg_t));
 505         /* Set arg3 == exc/ex_token_index */
 506         if (resume_unwind)
 507                 amd64_mov_membase_imm (code, AMD64_RSP, arg_offsets [2], 0, sizeof(mgreg_t));
 508         else
 509                 amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RSP, arg_offsets [2], AMD64_ARG_REG1, sizeof(mgreg_t));
 510         /* Set arg4 == rethrow/pc offset */
 511         if (resume_unwind) {
 512                 amd64_mov_membase_imm (code, AMD64_RSP, arg_offsets [3], 0, sizeof(mgreg_t));
 513         } else if (corlib) {
 514                 amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RSP, arg_offsets [3], AMD64_ARG_REG2, sizeof(mgreg_t));
 515                 if (llvm_abs)
 516                         /*
 517                          * The caller is LLVM code which passes the absolute address not a pc offset,
 518                          * so compensate by passing 0 as 'rip' and passing the negated abs address as
 519                          * the pc offset.
 520                          */
 521                         amd64_neg_membase (code, AMD64_RSP, arg_offsets [3]);
 522         } else {
 523                 amd64_mov_membase_imm (code, AMD64_RSP, arg_offsets [3], rethrow, sizeof(mgreg_t));
 524         }
 525
 526         if (aot) {
 527                 ji = mono_patch_info_list_prepend (ji, code - start, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, corlib ? "mono_amd64_throw_corlib_exception" : "mono_amd64_throw_exception");
 528                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
 529         } else {
 530                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, resume_unwind ? ((gpointer)mono_amd64_resume_unwind) : (corlib ? (gpointer)mono_amd64_throw_corlib_exception : (gpointer)mono_amd64_throw_exception));
 531         }
 532         amd64_call_reg (code, AMD64_R11);
 533         amd64_breakpoint (code);
 534
 535         mono_arch_flush_icache (start, code - start);
 536
 537         g_assert ((code - start) < kMaxCodeSize);
 538
 539         nacl_global_codeman_validate(&start, kMaxCodeSize, &code);
 540
 541         if (info)
 542                 *info = mono_tramp_info_create (tramp_name, start, code - start, ji, unwind_ops);
 543
 544         return start;
 545 }
 546
 547 /**
 548  * mono_arch_get_throw_exception:
 549  *
 550  * Returns a function pointer which can be used to raise
 551  * exceptions. The returned function has the following
 552  * signature: void (*func) (MonoException *exc);
 553  *
 554  */
 555 gpointer
 556 mono_arch_get_throw_exception (MonoTrampInfo **info, gboolean aot)
 557 {
 558         return get_throw_trampoline (info, FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, "throw_exception", aot);
 559 }
 560
 561 gpointer
 562 mono_arch_get_rethrow_exception (MonoTrampInfo **info, gboolean aot)
 563 {
 564         return get_throw_trampoline (info, TRUE, FALSE, FALSE, FALSE, "rethrow_exception", aot);
 565 }
 566
 567 /**
 568  * mono_arch_get_throw_corlib_exception:
 569  *
 570  * Returns a function pointer which can be used to raise
 571  * corlib exceptions. The returned function has the following
 572  * signature: void (*func) (guint32 ex_token, guint32 offset);
 573  * Here, offset is the offset which needs to be substracted from the caller IP
 574  * to get the IP of the throw. Passing the offset has the advantage that it
 575  * needs no relocations in the caller.
 576  */
 577 gpointer
 578 mono_arch_get_throw_corlib_exception (MonoTrampInfo **info, gboolean aot)
 579 {
 580         return get_throw_trampoline (info, FALSE, TRUE, FALSE, FALSE, "throw_corlib_exception", aot);
 581 }
 582
 583 /*
 584  * mono_arch_find_jit_info:
 585  *
 586  * This function is used to gather information from @ctx, and store it in @frame_info.
 587  * It unwinds one stack frame, and stores the resulting context into @new_ctx. @lmf
 588  * is modified if needed.
 589  * Returns TRUE on success, FALSE otherwise.
 590  */
 591 gboolean
 592 mono_arch_find_jit_info (MonoDomain *domain, MonoJitTlsData *jit_tls,
 593                                                          MonoJitInfo *ji, MonoContext *ctx,
 594                                                          MonoContext *new_ctx, MonoLMF **lmf,
 595                                                          mgreg_t **save_locations,
 596                                                          StackFrameInfo *frame)
 597 {
 598         gpointer ip = MONO_CONTEXT_GET_IP (ctx);
 599
 600         memset (frame, 0, sizeof (StackFrameInfo));
 601         frame->ji = ji;
 602
 603         *new_ctx = *ctx;
 604
 605         if (ji != NULL) {
 606                 mgreg_t regs [MONO_MAX_IREGS + 1];
 607                 guint8 *cfa;
 608                 guint32 unwind_info_len;
 609                 guint8 *unwind_info;
 610
 611                 frame->type = FRAME_TYPE_MANAGED;
 612
 613                 if (ji->from_aot)
 614                         unwind_info = mono_aot_get_unwind_info (ji, &unwind_info_len);
 615                 else
 616                         unwind_info = mono_get_cached_unwind_info (ji->used_regs, &unwind_info_len);
 617
 618                 frame->unwind_info = unwind_info;
 619                 frame->unwind_info_len = unwind_info_len;
 620
 621                 regs [AMD64_RAX] = new_ctx->rax;
 622                 regs [AMD64_RBX] = new_ctx->rbx;
 623                 regs [AMD64_RCX] = new_ctx->rcx;
 624                 regs [AMD64_RDX] = new_ctx->rdx;
 625                 regs [AMD64_RBP] = new_ctx->rbp;
 626                 regs [AMD64_RSP] = new_ctx->rsp;
 627                 regs [AMD64_RSI] = new_ctx->rsi;
 628                 regs [AMD64_RDI] = new_ctx->rdi;
 629                 regs [AMD64_RIP] = new_ctx->rip;
 630                 regs [AMD64_R12] = new_ctx->r12;
 631                 regs [AMD64_R13] = new_ctx->r13;
 632                 regs [AMD64_R14] = new_ctx->r14;
 633                 regs [AMD64_R15] = new_ctx->r15;
 634
 635                 mono_unwind_frame (unwind_info, unwind_info_len, ji->code_start,
 636                                                    (guint8*)ji->code_start + ji->code_size,
 637                                                    ip, regs, MONO_MAX_IREGS + 1,
 638                                                    save_locations, MONO_MAX_IREGS, &cfa);
 639
 640                 new_ctx->rax = regs [AMD64_RAX];
 641                 new_ctx->rbx = regs [AMD64_RBX];
 642                 new_ctx->rcx = regs [AMD64_RCX];
 643                 new_ctx->rdx = regs [AMD64_RDX];
 644                 new_ctx->rbp = regs [AMD64_RBP];
 645                 new_ctx->rsp = regs [AMD64_RSP];
 646                 new_ctx->rsi = regs [AMD64_RSI];
 647                 new_ctx->rdi = regs [AMD64_RDI];
 648                 new_ctx->rip = regs [AMD64_RIP];
 649                 new_ctx->r12 = regs [AMD64_R12];
 650                 new_ctx->r13 = regs [AMD64_R13];
 651                 new_ctx->r14 = regs [AMD64_R14];
 652                 new_ctx->r15 = regs [AMD64_R15];
 653
 654                 /* The CFA becomes the new SP value */
 655                 new_ctx->rsp = (mgreg_t)cfa;
 656
 657                 /* Adjust IP */
 658                 new_ctx->rip --;
 659
 660                 if (*lmf && ((*lmf) != jit_tls->first_lmf) && (MONO_CONTEXT_GET_SP (ctx) >= (gpointer)(*lmf)->rsp)) {
 661                         /* remove any unused lmf */
 662                         *lmf = (gpointer)(((guint64)(*lmf)->previous_lmf) & ~3);
 663                 }
 664
 665 #ifndef MONO_AMD64_NO_PUSHES
 666                 /* Pop arguments off the stack */
 667                 if (ji->has_arch_eh_info)
 668                         new_ctx->rsp += mono_jit_info_get_arch_eh_info (ji)->stack_size;
 669 #endif
 670
 671                 return TRUE;
 672         } else if (*lmf) {
 673                 guint64 rip;
 674
 675                 if (((guint64)(*lmf)->previous_lmf) & 2) {
 676                         /*
 677                          * This LMF entry is created by the soft debug code to mark transitions to
 678                          * managed code done during invokes.
 679                          */
 680                         MonoLMFExt *ext = (MonoLMFExt*)(*lmf);
 681
 682                         g_assert (ext->debugger_invoke);
 683
 684                         memcpy (new_ctx, &ext->ctx, sizeof (MonoContext));
 685
 686                         *lmf = (gpointer)(((guint64)(*lmf)->previous_lmf) & ~3);
 687
 688                         frame->type = FRAME_TYPE_DEBUGGER_INVOKE;
 689
 690                         return TRUE;
 691                 }
 692
 693                 if (((guint64)(*lmf)->previous_lmf) & 1) {
 694                         /* This LMF has the rip field set */
 695                         rip = (*lmf)->rip;
 696                 } else if ((*lmf)->rsp == 0) {
 697                         /* Top LMF entry */
 698                         return FALSE;
 699                 } else {
 700                         /*
 701                          * The rsp field is set just before the call which transitioned to native
 702                          * code. Obtain the rip from the stack.
 703                          */
 704                         rip = *(guint64*)((*lmf)->rsp - sizeof(mgreg_t));
 705                 }
 706
 707                 ji = mini_jit_info_table_find (domain, (gpointer)rip, NULL);
 708                 /*
 709                  * FIXME: ji == NULL can happen when a managed-to-native wrapper is interrupted
 710                  * in the soft debugger suspend code, since (*lmf)->rsp no longer points to the
 711                  * return address.
 712                  */
 713                 //g_assert (ji);
 714                 if (!ji)
 715                         return FALSE;
 716
 717                 /* Adjust IP */
 718                 rip --;
 719
 720                 frame->ji = ji;
 721                 frame->type = FRAME_TYPE_MANAGED_TO_NATIVE;
 722
 723                 new_ctx->rip = rip;
 724                 new_ctx->rbp = (*lmf)->rbp;
 725                 new_ctx->rsp = (*lmf)->rsp;
 726
 727                 new_ctx->rbx = (*lmf)->rbx;
 728                 new_ctx->r12 = (*lmf)->r12;
 729                 new_ctx->r13 = (*lmf)->r13;
 730                 new_ctx->r14 = (*lmf)->r14;
 731                 new_ctx->r15 = (*lmf)->r15;
 732 #ifdef TARGET_WIN32
 733                 new_ctx->rdi = (*lmf)->rdi;
 734                 new_ctx->rsi = (*lmf)->rsi;
 735 #endif
 736
 737                 *lmf = (gpointer)(((guint64)(*lmf)->previous_lmf) & ~3);
 738
 739                 return TRUE;
 740         }
 741
 742         return FALSE;
 743 }
 744
 745 /*
 746  * handle_exception:
 747  *
 748  *   Called by resuming from a signal handler.
 749  */
 750 static void
 751 handle_signal_exception (gpointer obj)
 752 {
 753         MonoJitTlsData *jit_tls = mono_native_tls_get_value (mono_jit_tls_id);
 754         MonoContext ctx;
 755
 756         memcpy (&ctx, &jit_tls->ex_ctx, sizeof (MonoContext));
 757
 758         if (mono_debugger_handle_exception (&ctx, (MonoObject *)obj))
 759                 return;
 760
 761         mono_handle_exception (&ctx, obj);
 762
 763         mono_restore_context (&ctx);
 764 }
 765
 766 void
 767 mono_arch_setup_async_callback (MonoContext *ctx, void (*async_cb)(void *fun), gpointer user_data)
 768 {
 769         guint64 sp = ctx->rsp;
 770
 771         ctx->rdi = (guint64)user_data;
 772
 773         /* Allocate a stack frame below the red zone */
 774         sp -= 128;
 775         /* The stack should be unaligned */
 776         if ((sp % 16) == 0)
 777                 sp -= 8;
 778 #ifdef __linux__
 779         /* Preserve the call chain to prevent crashes in the libgcc unwinder (#15969) */
 780         *(guint64*)sp = ctx->rip;
 781 #endif
 782         ctx->rsp = sp;
 783         ctx->rip = (guint64)async_cb;
 784 }
 785
 786 /**
 787  * mono_arch_handle_exception:
 788  *
 789  * @ctx: saved processor state
 790  * @obj: the exception object
 791  */
 792 gboolean
 793 mono_arch_handle_exception (void *sigctx, gpointer obj)
 794 {
 795 #if defined(MONO_ARCH_USE_SIGACTION)
 796         MonoContext mctx;
 797
 798         /*
 799          * Handling the exception in the signal handler is problematic, since the original
 800          * signal is disabled, and we could run arbitrary code though the debugger. So
 801          * resume into the normal stack and do most work there if possible.
 802          */
 803         MonoJitTlsData *jit_tls = mono_native_tls_get_value (mono_jit_tls_id);
 804
 805         /* Pass the ctx parameter in TLS */
 806         mono_arch_sigctx_to_monoctx (sigctx, &jit_tls->ex_ctx);
 807
 808         mctx = jit_tls->ex_ctx;
 809         mono_arch_setup_async_callback (&mctx, handle_signal_exception, obj);
 810         mono_monoctx_to_sigctx (&mctx, sigctx);
 811
 812         return TRUE;
 813 #else
 814         MonoContext mctx;
 815
 816         mono_arch_sigctx_to_monoctx (sigctx, &mctx);
 817
 818         if (mono_debugger_handle_exception (&mctx, (MonoObject *)obj))
 819                 return TRUE;
 820
 821         mono_handle_exception (&mctx, obj);
 822
 823         mono_arch_monoctx_to_sigctx (&mctx, sigctx);
 824
 825         return TRUE;
 826 #endif
 827 }
 828
 829 void
 830 mono_arch_sigctx_to_monoctx (void *sigctx, MonoContext *mctx)
 831 {
 832         mono_sigctx_to_monoctx (sigctx, mctx);
 833 }
 834
 835 void
 836 mono_arch_monoctx_to_sigctx (MonoContext *mctx, void *sigctx)
 837 {
 838         mono_monoctx_to_sigctx (mctx, sigctx);
 839 }
 840
 841 gpointer
 842 mono_arch_ip_from_context (void *sigctx)
 843 {
 844 #if defined(MONO_ARCH_USE_SIGACTION)
 845         ucontext_t *ctx = (ucontext_t*)sigctx;
 846
 847         return (gpointer)UCONTEXT_REG_RIP (ctx);
 848 #else
 849         MonoContext *ctx = sigctx;
 850         return (gpointer)ctx->rip;
 851 #endif
 852 }
 853
 854 static void
 855 restore_soft_guard_pages (void)
 856 {
 857         MonoJitTlsData *jit_tls = mono_native_tls_get_value (mono_jit_tls_id);
 858         if (jit_tls->stack_ovf_guard_base)
 859                 mono_mprotect (jit_tls->stack_ovf_guard_base, jit_tls->stack_ovf_guard_size, MONO_MMAP_NONE);
 860 }
 861
 862 /*
 863  * this function modifies mctx so that when it is restored, it
 864  * won't execcute starting at mctx.eip, but in a function that
 865  * will restore the protection on the soft-guard pages and return back to
 866  * continue at mctx.eip.
 867  */
 868 static void
 869 prepare_for_guard_pages (MonoContext *mctx)
 870 {
 871         gpointer *sp;
 872         sp = (gpointer)(mctx->rsp);
 873         sp -= 1;
 874         /* the return addr */
 875         sp [0] = (gpointer)(mctx->rip);
 876         mctx->rip = (guint64)restore_soft_guard_pages;
 877         mctx->rsp = (guint64)sp;
 878 }
 879
 880 static void
 881 altstack_handle_and_restore (void *sigctx, gpointer obj, gboolean stack_ovf)
 882 {
 883         MonoContext mctx;
 884
 885         mono_arch_sigctx_to_monoctx (sigctx, &mctx);
 886
 887         if (mono_debugger_handle_exception (&mctx, (MonoObject *)obj)) {
 888                 if (stack_ovf)
 889                         prepare_for_guard_pages (&mctx);
 890                 mono_restore_context (&mctx);
 891         }
 892
 893         mono_handle_exception (&mctx, obj);
 894         if (stack_ovf)
 895                 prepare_for_guard_pages (&mctx);
 896         mono_restore_context (&mctx);
 897 }
 898
 899 void
 900 mono_arch_handle_altstack_exception (void *sigctx, gpointer fault_addr, gboolean stack_ovf)
 901 {
 902 #if defined(MONO_ARCH_USE_SIGACTION)
 903         MonoException *exc = NULL;
 904         ucontext_t *ctx = (ucontext_t*)sigctx;
 905         MonoJitInfo *ji = mini_jit_info_table_find (mono_domain_get (), (gpointer)UCONTEXT_REG_RIP (sigctx), NULL);
 906         gpointer *sp;
 907         int frame_size;
 908         ucontext_t *copied_ctx;
 909
 910         if (stack_ovf)
 911                 exc = mono_domain_get ()->stack_overflow_ex;
 912         if (!ji)
 913                 mono_handle_native_sigsegv (SIGSEGV, sigctx);
 914
 915         /* setup a call frame on the real stack so that control is returned there
 916          * and exception handling can continue.
 917          * The frame looks like:
 918          *   ucontext struct
 919          *   ...
 920          *   return ip
 921          * 128 is the size of the red zone
 922          */
 923         frame_size = sizeof (ucontext_t) + sizeof (gpointer) * 4 + 128;
 924 #ifdef __APPLE__
 925         frame_size += sizeof (*ctx->uc_mcontext);
 926 #endif
 927         frame_size += 15;
 928         frame_size &= ~15;
 929         sp = (gpointer)(UCONTEXT_REG_RSP (sigctx) & ~15);
 930         sp = (gpointer)((char*)sp - frame_size);
 931         copied_ctx = (ucontext_t*)(sp + 4);
 932         /* the arguments must be aligned */
 933         sp [-1] = (gpointer)UCONTEXT_REG_RIP (sigctx);
 934         /* may need to adjust pointers in the new struct copy, depending on the OS */
 935         memcpy (copied_ctx, ctx, sizeof (ucontext_t));
 936 #ifdef __APPLE__
 937         {
 938                 guint8 * copied_mcontext = (guint8*)copied_ctx + sizeof (ucontext_t);
 939                 /* uc_mcontext is a pointer, so make a copy which is stored after the ctx */
 940                 memcpy (copied_mcontext, ctx->uc_mcontext, sizeof (*ctx->uc_mcontext));
 941                 copied_ctx->uc_mcontext = (void*)copied_mcontext;
 942         }
 943 #endif
 944         /* at the return form the signal handler execution starts in altstack_handle_and_restore() */
 945         UCONTEXT_REG_RIP (sigctx) = (unsigned long)altstack_handle_and_restore;
 946         UCONTEXT_REG_RSP (sigctx) = (unsigned long)(sp - 1);
 947         UCONTEXT_REG_RDI (sigctx) = (unsigned long)(copied_ctx);
 948         UCONTEXT_REG_RSI (sigctx) = (guint64)exc;
 949         UCONTEXT_REG_RDX (sigctx) = stack_ovf;
 950 #endif
 951 }
 952
 953 guint64
 954 mono_amd64_get_original_ip (void)
 955 {
 956         MonoLMF *lmf = mono_get_lmf ();
 957
 958         g_assert (lmf);
 959
 960         /* Reset the change to previous_lmf */
 961         lmf->previous_lmf = (gpointer)((guint64)lmf->previous_lmf & ~1);
 962
 963         return lmf->rip;
 964 }
 965
 966 gpointer
 967 mono_arch_get_throw_pending_exception (MonoTrampInfo **info, gboolean aot)
 968 {
 969         guint8 *code, *start;
 970         guint8 *br[1];
 971         gpointer throw_trampoline;
 972         MonoJumpInfo *ji = NULL;
 973         GSList *unwind_ops = NULL;
 974         const guint kMaxCodeSize = NACL_SIZE (128, 256);
 975
 976         start = code = mono_global_codeman_reserve (kMaxCodeSize);
 977
 978         /* We are in the frame of a managed method after a call */
 979         /*
 980          * We would like to throw the pending exception in such a way that it looks to
 981          * be thrown from the managed method.
 982          */
 983
 984         /* Save registers which might contain the return value of the call */
 985         amd64_push_reg (code, AMD64_RAX);
 986         amd64_push_reg (code, AMD64_RDX);
 987
 988         amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_RSP, 8);
 989         amd64_movsd_membase_reg (code, AMD64_RSP, 0, AMD64_XMM0);
 990
 991         /* Align stack */
 992         amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_RSP, 8);
 993
 994         /* Obtain the pending exception */
 995         if (aot) {
 996                 ji = mono_patch_info_list_prepend (ji, code - start, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "mono_thread_get_and_clear_pending_exception");
 997                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
 998         } else {
 999                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, mono_thread_get_and_clear_pending_exception);
1000         }
1001         amd64_call_reg (code, AMD64_R11);
1002
1003         /* Check if it is NULL, and branch */
1004         amd64_alu_reg_imm (code, X86_CMP, AMD64_RAX, 0);
1005         br[0] = code; x86_branch8 (code, X86_CC_EQ, 0, FALSE);
1006
1007         /* exc != NULL branch */
1008
1009         /* Save the exc on the stack */
1010         amd64_push_reg (code, AMD64_RAX);
1011         /* Align stack */
1012         amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_RSP, 8);
1013
1014         /* Obtain the original ip and clear the flag in previous_lmf */
1015         if (aot) {
1016                 ji = mono_patch_info_list_prepend (ji, code - start, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "mono_amd64_get_original_ip");
1017                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
1018         } else {
1019                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, mono_amd64_get_original_ip);
1020         }
1021         amd64_call_reg (code, AMD64_R11);
1022
1023         /* Load exc */
1024         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RSP, 8, 8);
1025
1026         /* Pop saved stuff from the stack */
1027         amd64_alu_reg_imm (code, X86_ADD, AMD64_RSP, 6 * 8);
1028
1029         /* Setup arguments for the throw trampoline */
1030         /* Exception */
1031         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_ARG_REG1, AMD64_R11, 8);
1032         /* The trampoline expects the caller ip to be pushed on the stack */
1033         amd64_push_reg (code, AMD64_RAX);
1034
1035         /* Call the throw trampoline */
1036         if (aot) {
1037                 ji = mono_patch_info_list_prepend (ji, code - start, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "mono_amd64_throw_exception");
1038                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
1039         } else {
1040                 throw_trampoline = mono_get_throw_exception ();
1041                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, throw_trampoline);
1042         }
1043         /* We use a jump instead of a call so we can push the original ip on the stack */
1044         amd64_jump_reg (code, AMD64_R11);
1045
1046         /* ex == NULL branch */
1047         mono_amd64_patch (br [0], code);
1048
1049         /* Obtain the original ip and clear the flag in previous_lmf */
1050         if (aot) {
1051                 ji = mono_patch_info_list_prepend (ji, code - start, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "mono_amd64_get_original_ip");
1052                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
1053         } else {
1054                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, mono_amd64_get_original_ip);
1055         }
1056         amd64_call_reg (code, AMD64_R11);
1057         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_R11, AMD64_RAX, 8);
1058
1059         /* Restore registers */
1060         amd64_alu_reg_imm (code, X86_ADD, AMD64_RSP, 8);
1061         amd64_movsd_reg_membase (code, AMD64_XMM0, AMD64_RSP, 0);
1062         amd64_alu_reg_imm (code, X86_ADD, AMD64_RSP, 8);
1063         amd64_pop_reg (code, AMD64_RDX);
1064         amd64_pop_reg (code, AMD64_RAX);
1065
1066         /* Return to original code */
1067         amd64_jump_reg (code, AMD64_R11);
1068
1069         g_assert ((code - start) < kMaxCodeSize);
1070
1071         nacl_global_codeman_validate(&start, kMaxCodeSize, &code);
1072
1073         if (info)
1074                 *info = mono_tramp_info_create ("throw_pending_exception", start, code - start, ji, unwind_ops);
1075
1076         return start;
1077 }
1078
1079 static gpointer throw_pending_exception;
1080
1081 /*
1082  * Called when a thread receives an async exception while executing unmanaged code.
1083  * Instead of checking for this exception in the managed-to-native wrapper, we hijack
1084  * the return address on the stack to point to a helper routine which throws the
1085  * exception.
1086  */
1087 void
1088 mono_arch_notify_pending_exc (void)
1089 {
1090         MonoLMF *lmf = mono_get_lmf ();
1091
1092         if (!lmf)
1093                 /* Not yet started */
1094                 return;
1095
1096         if (lmf->rsp == 0)
1097                 /* Initial LMF */
1098                 return;
1099
1100         if ((guint64)lmf->previous_lmf & 1)
1101                 /* Already hijacked or trampoline LMF entry */
1102                 return;
1103
1104         /* lmf->rsp is set just before making the call which transitions to unmanaged code */
1105         lmf->rip = *(guint64*)(lmf->rsp - 8);
1106         /* Signal that lmf->rip is set */
1107         lmf->previous_lmf = (gpointer)((guint64)lmf->previous_lmf | 1);
1108
1109         *(gpointer*)(lmf->rsp - 8) = throw_pending_exception;
1110 }
1111
1112 GSList*
1113 mono_amd64_get_exception_trampolines (gboolean aot)
1114 {
1115         MonoTrampInfo *info;
1116         GSList *tramps = NULL;
1117
1118         mono_arch_get_throw_pending_exception (&info, aot);
1119         tramps = g_slist_prepend (tramps, info);
1120
1121         /* LLVM needs different throw trampolines */
1122         get_throw_trampoline (&info, FALSE, TRUE, FALSE, FALSE, "llvm_throw_corlib_exception_trampoline", aot);
1123         tramps = g_slist_prepend (tramps, info);
1124
1125         get_throw_trampoline (&info, FALSE, TRUE, TRUE, FALSE, "llvm_throw_corlib_exception_abs_trampoline", aot);
1126         tramps = g_slist_prepend (tramps, info);
1127
1128         get_throw_trampoline (&info, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, "llvm_resume_unwind_trampoline", FALSE);
1129         tramps = g_slist_prepend (tramps, info);
1130
1131         return tramps;
1132 }
1133
1134 void
1135 mono_arch_exceptions_init (void)
1136 {
1137         GSList *tramps, *l;
1138         gpointer tramp;
1139
1140         if (mono_aot_only) {
1141                 throw_pending_exception = mono_aot_get_trampoline ("throw_pending_exception");
1142                 tramp = mono_aot_get_trampoline ("llvm_throw_corlib_exception_trampoline");
1143                 mono_register_jit_icall (tramp, "llvm_throw_corlib_exception_trampoline", NULL, TRUE);
1144                 tramp = mono_aot_get_trampoline ("llvm_throw_corlib_exception_abs_trampoline");
1145                 mono_register_jit_icall (tramp, "llvm_throw_corlib_exception_abs_trampoline", NULL, TRUE);
1146                 tramp = mono_aot_get_trampoline ("llvm_resume_unwind_trampoline");
1147                 mono_register_jit_icall (tramp, "llvm_resume_unwind_trampoline", NULL, TRUE);
1148         } else {
1149                 /* Call this to avoid initialization races */
1150                 throw_pending_exception = mono_arch_get_throw_pending_exception (NULL, FALSE);
1151
1152                 tramps = mono_amd64_get_exception_trampolines (FALSE);
1153                 for (l = tramps; l; l = l->next) {
1154                         MonoTrampInfo *info = l->data;
1155
1156                         mono_register_jit_icall (info->code, g_strdup (info->name), NULL, TRUE);
1157                         mono_tramp_info_register (info);
1158                 }
1159                 g_slist_free (tramps);
1160         }
1161 }
1162
1163 #ifdef TARGET_WIN32
1164
1165 /*
1166  * The mono_arch_unwindinfo* methods are used to build and add
1167  * function table info for each emitted method from mono.  On Winx64
1168  * the seh handler will not be called if the mono methods are not
1169  * added to the function table.
1170  *
1171  * We should not need to add non-volatile register info to the
1172  * table since mono stores that info elsewhere. (Except for the register
1173  * used for the fp.)
1174  */
1175
1176 #define MONO_MAX_UNWIND_CODES 22
1177
1178 typedef union _UNWIND_CODE {
1179     struct {
1180         guchar CodeOffset;
1181         guchar UnwindOp : 4;
1182         guchar OpInfo   : 4;
1183     };
1184     gushort FrameOffset;
1185 } UNWIND_CODE, *PUNWIND_CODE;
1186
1187 typedef struct _UNWIND_INFO {
1188         guchar Version       : 3;
1189         guchar Flags         : 5;
1190         guchar SizeOfProlog;
1191         guchar CountOfCodes;
1192         guchar FrameRegister : 4;
1193         guchar FrameOffset   : 4;
1194         /* custom size for mono allowing for mono allowing for*/
1195         /*UWOP_PUSH_NONVOL ebp offset = 21*/
1196         /*UWOP_ALLOC_LARGE : requires 2 or 3 offset = 20*/
1197         /*UWOP_SET_FPREG : requires 2 offset = 17*/
1198         /*UWOP_PUSH_NONVOL offset = 15-0*/
1199         UNWIND_CODE UnwindCode[MONO_MAX_UNWIND_CODES];
1200
1201 /*      UNWIND_CODE MoreUnwindCode[((CountOfCodes + 1) & ~1) - 1];
1202  *      union {
1203  *          OPTIONAL ULONG ExceptionHandler;
1204  *          OPTIONAL ULONG FunctionEntry;
1205  *      };
1206  *      OPTIONAL ULONG ExceptionData[]; */
1207 } UNWIND_INFO, *PUNWIND_INFO;
1208
1209 typedef struct
1210 {
1211         RUNTIME_FUNCTION runtimeFunction;
1212         UNWIND_INFO unwindInfo;
1213 } MonoUnwindInfo, *PMonoUnwindInfo;
1214
1215 static void
1216 mono_arch_unwindinfo_create (gpointer* monoui)
1217 {
1218         PMonoUnwindInfo newunwindinfo;
1219         *monoui = newunwindinfo = g_new0 (MonoUnwindInfo, 1);
1220         newunwindinfo->unwindInfo.Version = 1;
1221 }
1222
1223 void
1224 mono_arch_unwindinfo_add_push_nonvol (gpointer* monoui, gpointer codebegin, gpointer nextip, guchar reg )
1225 {
1226         PMonoUnwindInfo unwindinfo;
1227         PUNWIND_CODE unwindcode;
1228         guchar codeindex;
1229         if (!*monoui)
1230                 mono_arch_unwindinfo_create (monoui);
1231
1232         unwindinfo = (MonoUnwindInfo*)*monoui;
1233
1234         if (unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes >= MONO_MAX_UNWIND_CODES)
1235                 g_error ("Larger allocation needed for the unwind information.");
1236
1237         codeindex = MONO_MAX_UNWIND_CODES - (++unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes);
1238         unwindcode = &unwindinfo->unwindInfo.UnwindCode[codeindex];
1239         unwindcode->UnwindOp = 0; /*UWOP_PUSH_NONVOL*/
1240         unwindcode->CodeOffset = (((guchar*)nextip)-((guchar*)codebegin));
1241         unwindcode->OpInfo = reg;
1242
1243         if (unwindinfo->unwindInfo.SizeOfProlog >= unwindcode->CodeOffset)
1244                 g_error ("Adding unwind info in wrong order.");
1245
1246         unwindinfo->unwindInfo.SizeOfProlog = unwindcode->CodeOffset;
1247 }
1248
1249 void
1250 mono_arch_unwindinfo_add_set_fpreg (gpointer* monoui, gpointer codebegin, gpointer nextip, guchar reg )
1251 {
1252         PMonoUnwindInfo unwindinfo;
1253         PUNWIND_CODE unwindcode;
1254         guchar codeindex;
1255         if (!*monoui)
1256                 mono_arch_unwindinfo_create (monoui);
1257
1258         unwindinfo = (MonoUnwindInfo*)*monoui;
1259
1260         if (unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes + 1 >= MONO_MAX_UNWIND_CODES)
1261                 g_error ("Larger allocation needed for the unwind information.");
1262
1263         codeindex = MONO_MAX_UNWIND_CODES - (unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes += 2);
1264         unwindcode = &unwindinfo->unwindInfo.UnwindCode[codeindex];
1265         unwindcode->FrameOffset = 0; /*Assuming no frame pointer offset for mono*/
1266         unwindcode++;
1267         unwindcode->UnwindOp = 3; /*UWOP_SET_FPREG*/
1268         unwindcode->CodeOffset = (((guchar*)nextip)-((guchar*)codebegin));
1269         unwindcode->OpInfo = reg;
1270
1271         unwindinfo->unwindInfo.FrameRegister = reg;
1272
1273         if (unwindinfo->unwindInfo.SizeOfProlog >= unwindcode->CodeOffset)
1274                 g_error ("Adding unwind info in wrong order.");
1275
1276         unwindinfo->unwindInfo.SizeOfProlog = unwindcode->CodeOffset;
1277 }
1278
1279 void
1280 mono_arch_unwindinfo_add_alloc_stack (gpointer* monoui, gpointer codebegin, gpointer nextip, guint size )
1281 {
1282         PMonoUnwindInfo unwindinfo;
1283         PUNWIND_CODE unwindcode;
1284         guchar codeindex;
1285         guchar codesneeded;
1286         if (!*monoui)
1287                 mono_arch_unwindinfo_create (monoui);
1288
1289         unwindinfo = (MonoUnwindInfo*)*monoui;
1290
1291         if (size < 0x8)
1292                 g_error ("Stack allocation must be equal to or greater than 0x8.");
1293
1294         if (size <= 0x80)
1295                 codesneeded = 1;
1296         else if (size <= 0x7FFF8)
1297                 codesneeded = 2;
1298         else
1299                 codesneeded = 3;
1300
1301         if (unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes + codesneeded > MONO_MAX_UNWIND_CODES)
1302                 g_error ("Larger allocation needed for the unwind information.");
1303
1304         codeindex = MONO_MAX_UNWIND_CODES - (unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes += codesneeded);
1305         unwindcode = &unwindinfo->unwindInfo.UnwindCode[codeindex];
1306
1307         if (codesneeded == 1) {
1308                 /*The size of the allocation is
1309                   (the number in the OpInfo member) times 8 plus 8*/
1310                 unwindcode->OpInfo = (size - 8)/8;
1311                 unwindcode->UnwindOp = 2; /*UWOP_ALLOC_SMALL*/
1312         }
1313         else {
1314                 if (codesneeded == 3) {
1315                         /*the unscaled size of the allocation is recorded
1316                           in the next two slots in little-endian format*/
1317                         *((unsigned int*)(&unwindcode->FrameOffset)) = size;
1318                         unwindcode += 2;
1319                         unwindcode->OpInfo = 1;
1320                 }
1321                 else {
1322                         /*the size of the allocation divided by 8
1323                           is recorded in the next slot*/
1324                         unwindcode->FrameOffset = size/8;
1325                         unwindcode++;
1326                         unwindcode->OpInfo = 0;
1327
1328                 }
1329                 unwindcode->UnwindOp = 1; /*UWOP_ALLOC_LARGE*/
1330         }
1331
1332         unwindcode->CodeOffset = (((guchar*)nextip)-((guchar*)codebegin));
1333
1334         if (unwindinfo->unwindInfo.SizeOfProlog >= unwindcode->CodeOffset)
1335                 g_error ("Adding unwind info in wrong order.");
1336
1337         unwindinfo->unwindInfo.SizeOfProlog = unwindcode->CodeOffset;
1338 }
1339
1340 guint
1341 mono_arch_unwindinfo_get_size (gpointer monoui)
1342 {
1343         PMonoUnwindInfo unwindinfo;
1344         if (!monoui)
1345                 return 0;
1346
1347         unwindinfo = (MonoUnwindInfo*)monoui;
1348         return (8 + sizeof (MonoUnwindInfo)) -
1349                 (sizeof (UNWIND_CODE) * (MONO_MAX_UNWIND_CODES - unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes));
1350 }
1351
1352 PRUNTIME_FUNCTION
1353 MONO_GET_RUNTIME_FUNCTION_CALLBACK ( DWORD64 ControlPc, IN PVOID Context )
1354 {
1355         MonoJitInfo *ji;
1356         guint64 pos;
1357         PMonoUnwindInfo targetinfo;
1358         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
1359
1360         ji = mini_jit_info_table_find (domain, (char*)ControlPc, NULL);
1361         if (!ji)
1362                 return 0;
1363
1364         pos = (guint64)(((char*)ji->code_start) + ji->code_size);
1365
1366         targetinfo = (PMonoUnwindInfo)ALIGN_TO (pos, 8);
1367
1368         targetinfo->runtimeFunction.UnwindData = ((DWORD64)&targetinfo->unwindInfo) - ((DWORD64)Context);
1369
1370         return &targetinfo->runtimeFunction;
1371 }
1372
1373 void
1374 mono_arch_unwindinfo_install_unwind_info (gpointer* monoui, gpointer code, guint code_size)
1375 {
1376         PMonoUnwindInfo unwindinfo, targetinfo;
1377         guchar codecount;
1378         guint64 targetlocation;
1379         if (!*monoui)
1380                 return;
1381
1382         unwindinfo = (MonoUnwindInfo*)*monoui;
1383         targetlocation = (guint64)&(((guchar*)code)[code_size]);
1384         targetinfo = (PMonoUnwindInfo) ALIGN_TO(targetlocation, 8);
1385
1386         unwindinfo->runtimeFunction.EndAddress = code_size;
1387         unwindinfo->runtimeFunction.UnwindData = ((guchar*)&targetinfo->unwindInfo) - ((guchar*)code);
1388
1389         memcpy (targetinfo, unwindinfo, sizeof (MonoUnwindInfo) - (sizeof (UNWIND_CODE) * MONO_MAX_UNWIND_CODES));
1390
1391         codecount = unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes;
1392         if (codecount) {
1393                 memcpy (&targetinfo->unwindInfo.UnwindCode[0], &unwindinfo->unwindInfo.UnwindCode[MONO_MAX_UNWIND_CODES-codecount],
1394                         sizeof (UNWIND_CODE) * unwindinfo->unwindInfo.CountOfCodes);
1395         }
1396
1397         g_free (unwindinfo);
1398         *monoui = 0;
1399
1400         RtlInstallFunctionTableCallback (((DWORD64)code) | 0x3, (DWORD64)code, code_size, MONO_GET_RUNTIME_FUNCTION_CALLBACK, code, NULL);
1401 }
1402
1403 #endif
1404
1405 #if MONO_SUPPORT_TASKLETS
1406 MonoContinuationRestore
1407 mono_tasklets_arch_restore (void)
1408 {
1409         static guint8* saved = NULL;
1410         guint8 *code, *start;
1411         int cont_reg = AMD64_R9; /* register usable on both call conventions */
1412         const guint kMaxCodeSize = NACL_SIZE (64, 128);
1413
1414
1415         if (saved)
1416                 return (MonoContinuationRestore)saved;
1417         code = start = mono_global_codeman_reserve (kMaxCodeSize);
1418         /* the signature is: restore (MonoContinuation *cont, int state, MonoLMF **lmf_addr) */
1419         /* cont is in AMD64_ARG_REG1 ($rcx or $rdi)
1420          * state is in AMD64_ARG_REG2 ($rdx or $rsi)
1421          * lmf_addr is in AMD64_ARG_REG3 ($r8 or $rdx)
1422          * We move cont to cont_reg since we need both rcx and rdi for the copy
1423          * state is moved to $rax so it's setup as the return value and we can overwrite $rsi
1424          */
1425         amd64_mov_reg_reg (code, cont_reg, MONO_AMD64_ARG_REG1, 8);
1426         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_RAX, MONO_AMD64_ARG_REG2, 8);
1427         /* setup the copy of the stack */
1428         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RCX, cont_reg, G_STRUCT_OFFSET (MonoContinuation, stack_used_size), sizeof (int));
1429         amd64_shift_reg_imm (code, X86_SHR, AMD64_RCX, 3);
1430         x86_cld (code);
1431         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RSI, cont_reg, G_STRUCT_OFFSET (MonoContinuation, saved_stack), sizeof (gpointer));
1432         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RDI, cont_reg, G_STRUCT_OFFSET (MonoContinuation, return_sp), sizeof (gpointer));
1433         amd64_prefix (code, X86_REP_PREFIX);
1434         amd64_movsl (code);
1435
1436         /* now restore the registers from the LMF */
1437         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RCX, cont_reg, G_STRUCT_OFFSET (MonoContinuation, lmf), 8);
1438         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RBX, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rbx), 8);
1439         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RBP, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rbp), 8);
1440         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R12, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r12), 8);
1441         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R13, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r13), 8);
1442         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R14, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r14), 8);
1443 #if !defined(__native_client_codegen__)
1444         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R15, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r15), 8);
1445 #endif
1446 #ifdef TARGET_WIN32
1447         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RDI, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rdi), 8);
1448         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RSI, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rsi), 8);
1449 #endif
1450         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RSP, AMD64_RCX, G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rsp), 8);
1451
1452         /* restore the lmf chain */
1453         /*x86_mov_reg_membase (code, X86_ECX, X86_ESP, 12, 4);
1454         x86_mov_membase_reg (code, X86_ECX, 0, X86_EDX, 4);*/
1455
1456         /* state is already in rax */
1457         amd64_jump_membase (code, cont_reg, G_STRUCT_OFFSET (MonoContinuation, return_ip));
1458         g_assert ((code - start) <= kMaxCodeSize);
1459
1460         nacl_global_codeman_validate(&start, kMaxCodeSize, &code);
1461
1462         saved = start;
1463         return (MonoContinuationRestore)saved;
1464 }
1465 #endif
1466
1467 /*
1468  * mono_arch_setup_resume_sighandler_ctx:
1469  *
1470  *   Setup CTX so execution continues at FUNC.
1471  */
1472 void
1473 mono_arch_setup_resume_sighandler_ctx (MonoContext *ctx, gpointer func)
1474 {
1475         /*
1476          * When resuming from a signal handler, the stack should be misaligned, just like right after
1477          * a call.
1478          */
1479         if ((((guint64)MONO_CONTEXT_GET_SP (ctx)) % 16) == 0)
1480                 MONO_CONTEXT_SET_SP (ctx, (guint64)MONO_CONTEXT_GET_SP (ctx) - 8);
1481         MONO_CONTEXT_SET_IP (ctx, func);
1482 }