mono/mini/mini-llvm.c

   1 /*
   2  * mini-llvm.c: llvm "Backend" for the mono JIT
   3  *
   4  * Copyright 2009-2011 Novell Inc (http://www.novell.com)
   5  * Copyright 2011 Xamarin Inc (http://www.xamarin.com)
   6  */
   7
   8 #include "mini.h"
   9 #include <mono/metadata/debug-helpers.h>
  10 #include <mono/metadata/mempool-internals.h>
  11 #include <mono/utils/mono-tls.h>
  12 #include <mono/utils/mono-dl.h>
  13
  14 #ifndef __STDC_LIMIT_MACROS
  15 #define __STDC_LIMIT_MACROS
  16 #endif
  17 #ifndef __STDC_CONSTANT_MACROS
  18 #define __STDC_CONSTANT_MACROS
  19 #endif
  20
  21 #include "llvm-c/Core.h"
  22 #include "llvm-c/ExecutionEngine.h"
  23 #include "llvm-c/BitWriter.h"
  24 #include "llvm-c/Analysis.h"
  25
  26 #include "mini-llvm-cpp.h"
  27
  28  /*
  29   * Information associated by mono with LLVM modules.
  30   */
  31 typedef struct {
  32         LLVMModuleRef module;
  33         LLVMValueRef throw, rethrow, throw_corlib_exception;
  34         GHashTable *llvm_types;
  35         LLVMValueRef got_var;
  36         const char *got_symbol;
  37         GHashTable *plt_entries;
  38 } MonoLLVMModule;
  39
  40 /*
  41  * Information associated by the backend with mono basic blocks.
  42  */
  43 typedef struct {
  44         LLVMBasicBlockRef bblock, end_bblock;
  45         LLVMValueRef finally_ind;
  46         gboolean added, invoke_target;
  47         /*
  48          * If this bblock is the start of a finally clause, this is a list of bblocks it
  49          * needs to branch to in ENDFINALLY.
  50          */
  51         GSList *call_handler_return_bbs;
  52         /*
  53          * If this bblock is the start of a finally clause, this is the bblock that
  54          * CALL_HANDLER needs to branch to.
  55          */
  56         LLVMBasicBlockRef call_handler_target_bb;
  57         /* The list of switch statements generated by ENDFINALLY instructions */
  58         GSList *endfinally_switch_ins_list;
  59         GSList *phi_nodes;
  60 } BBInfo;
  61
  62 /*
  63  * Structure containing emit state
  64  */
  65 typedef struct {
  66         MonoMemPool *mempool;
  67
  68         /* Maps method names to the corresponding LLVMValueRef */
  69         GHashTable *emitted_method_decls;
  70
  71         MonoCompile *cfg;
  72         LLVMValueRef lmethod;
  73         MonoLLVMModule *lmodule;
  74         LLVMModuleRef module;
  75         BBInfo *bblocks;
  76         int sindex, default_index, ex_index;
  77         LLVMBuilderRef builder;
  78         LLVMValueRef *values, *addresses;
  79         MonoType **vreg_cli_types;
  80         LLVMCallInfo *linfo;
  81         MonoMethodSignature *sig;
  82         GSList *builders;
  83         GHashTable *region_to_handler;
  84         LLVMBuilderRef alloca_builder;
  85         LLVMValueRef last_alloca;
  86         LLVMValueRef rgctx_arg;
  87         LLVMTypeRef *vreg_types;
  88         gboolean *is_dead;
  89         gboolean *unreachable;
  90         int *pindexes;
  91
  92         char temp_name [32];
  93 } EmitContext;
  94
  95 typedef struct {
  96         MonoBasicBlock *bb;
  97         MonoInst *phi;
  98         MonoBasicBlock *in_bb;
  99         int sreg;
 100 } PhiNode;
 101
 102 /*
 103  * Instruction metadata
 104  * This is the same as ins_info, but LREG != IREG.
 105  */
 106 #ifdef MINI_OP
 107 #undef MINI_OP
 108 #endif
 109 #ifdef MINI_OP3
 110 #undef MINI_OP3
 111 #endif
 112 #define MINI_OP(a,b,dest,src1,src2) dest, src1, src2, ' ',
 113 #define MINI_OP3(a,b,dest,src1,src2,src3) dest, src1, src2, src3,
 114 #define NONE ' '
 115 #define IREG 'i'
 116 #define FREG 'f'
 117 #define VREG 'v'
 118 #define XREG 'x'
 119 #define LREG 'l'
 120 /* keep in sync with the enum in mini.h */
 121 const char
 122 llvm_ins_info[] = {
 123 #include "mini-ops.h"
 124 };
 125 #undef MINI_OP
 126 #undef MINI_OP3
 127
 128 #if SIZEOF_VOID_P == 4
 129 #define GET_LONG_IMM(ins) (((guint64)(ins)->inst_ms_word << 32) | (guint64)(guint32)(ins)->inst_ls_word)
 130 #else
 131 #define GET_LONG_IMM(ins) ((ins)->inst_imm)
 132 #endif
 133
 134 #define LLVM_INS_INFO(opcode) (&llvm_ins_info [((opcode) - OP_START - 1) * 4])
 135
 136 #if 0
 137 #define TRACE_FAILURE(msg) do { printf ("%s\n", msg); } while (0)
 138 #else
 139 #define TRACE_FAILURE(msg)
 140 #endif
 141
 142 #ifdef TARGET_X86
 143 #define IS_TARGET_X86 1
 144 #else
 145 #define IS_TARGET_X86 0
 146 #endif
 147
 148 #define LLVM_FAILURE(ctx, reason) do { \
 149         TRACE_FAILURE (reason); \
 150         (ctx)->cfg->exception_message = g_strdup (reason); \
 151         (ctx)->cfg->disable_llvm = TRUE; \
 152         goto FAILURE; \
 153 } while (0)
 154
 155 #define CHECK_FAILURE(ctx) do { \
 156     if ((ctx)->cfg->disable_llvm) \
 157                 goto FAILURE; \
 158 } while (0)
 159
 160 static LLVMIntPredicate cond_to_llvm_cond [] = {
 161         LLVMIntEQ,
 162         LLVMIntNE,
 163         LLVMIntSLE,
 164         LLVMIntSGE,
 165         LLVMIntSLT,
 166         LLVMIntSGT,
 167         LLVMIntULE,
 168         LLVMIntUGE,
 169         LLVMIntULT,
 170         LLVMIntUGT,
 171 };
 172
 173 static LLVMRealPredicate fpcond_to_llvm_cond [] = {
 174         LLVMRealOEQ,
 175         LLVMRealUNE,
 176         LLVMRealOLE,
 177         LLVMRealOGE,
 178         LLVMRealOLT,
 179         LLVMRealOGT,
 180         LLVMRealULE,
 181         LLVMRealUGE,
 182         LLVMRealULT,
 183         LLVMRealUGT,
 184 };
 185
 186 static LLVMExecutionEngineRef ee;
 187 static MonoNativeTlsKey current_cfg_tls_id;
 188
 189 static MonoLLVMModule jit_module, aot_module;
 190 static gboolean jit_module_inited;
 191 static int memset_param_count, memcpy_param_count;
 192 static const char *memset_func_name;
 193 static const char *memcpy_func_name;
 194
 195 static void init_jit_module (void);
 196
 197 /*
 198  * IntPtrType:
 199  *
 200  *   The LLVM type with width == sizeof (gpointer)
 201  */
 202 static LLVMTypeRef
 203 IntPtrType (void)
 204 {
 205         return sizeof (gpointer) == 8 ? LLVMInt64Type () : LLVMInt32Type ();
 206 }
 207
 208 /*
 209  * get_vtype_size:
 210  *
 211  *   Return the size of the LLVM representation of the vtype T.
 212  */
 213 static guint32
 214 get_vtype_size (MonoType *t)
 215 {
 216         int size;
 217
 218         size = mono_class_value_size (mono_class_from_mono_type (t), NULL);
 219
 220         while (size < sizeof (gpointer) && mono_is_power_of_two (size) == -1)
 221                 size ++;
 222
 223         return size;
 224 }
 225
 226 /*
 227  * simd_class_to_llvm_type:
 228  *
 229  *   Return the LLVM type corresponding to the Mono.SIMD class KLASS
 230  */
 231 static LLVMTypeRef
 232 simd_class_to_llvm_type (EmitContext *ctx, MonoClass *klass)
 233 {
 234         if (!strcmp (klass->name, "Vector2d")) {
 235                 return LLVMVectorType (LLVMDoubleType (), 2);
 236         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector2l")) {
 237                 return LLVMVectorType (LLVMInt64Type (), 2);
 238         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector2ul")) {
 239                 return LLVMVectorType (LLVMInt64Type (), 2);
 240         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector4i")) {
 241                 return LLVMVectorType (LLVMInt32Type (), 4);
 242         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector4ui")) {
 243                 return LLVMVectorType (LLVMInt32Type (), 4);
 244         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector4f")) {
 245                 return LLVMVectorType (LLVMFloatType (), 4);
 246         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector8s")) {
 247                 return LLVMVectorType (LLVMInt16Type (), 8);
 248         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector8us")) {
 249                 return LLVMVectorType (LLVMInt16Type (), 8);
 250         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector16sb")) {
 251                 return LLVMVectorType (LLVMInt8Type (), 16);
 252         } else if (!strcmp (klass->name, "Vector16b")) {
 253                 return LLVMVectorType (LLVMInt8Type (), 16);
 254         } else {
 255                 printf ("%s\n", klass->name);
 256                 NOT_IMPLEMENTED;
 257                 return NULL;
 258         }
 259 }
 260
 261 /* Return the 128 bit SIMD type corresponding to the mono type TYPE */
 262 static inline G_GNUC_UNUSED LLVMTypeRef
 263 type_to_simd_type (int type)
 264 {
 265         switch (type) {
 266         case MONO_TYPE_I1:
 267                 return LLVMVectorType (LLVMInt8Type (), 16);
 268         case MONO_TYPE_I2:
 269                 return LLVMVectorType (LLVMInt16Type (), 8);
 270         case MONO_TYPE_I4:
 271                 return LLVMVectorType (LLVMInt32Type (), 4);
 272         case MONO_TYPE_I8:
 273                 return LLVMVectorType (LLVMInt64Type (), 2);
 274         case MONO_TYPE_R8:
 275                 return LLVMVectorType (LLVMDoubleType (), 2);
 276         case MONO_TYPE_R4:
 277                 return LLVMVectorType (LLVMFloatType (), 4);
 278         default:
 279                 g_assert_not_reached ();
 280                 return NULL;
 281         }
 282 }
 283
 284 /*
 285  * type_to_llvm_type:
 286  *
 287  *   Return the LLVM type corresponding to T.
 288  */
 289 static LLVMTypeRef
 290 type_to_llvm_type (EmitContext *ctx, MonoType *t)
 291 {
 292         if (t->byref)
 293                 return LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0);
 294         switch (t->type) {
 295         case MONO_TYPE_VOID:
 296                 return LLVMVoidType ();
 297         case MONO_TYPE_I1:
 298                 return LLVMInt8Type ();
 299         case MONO_TYPE_I2:
 300                 return LLVMInt16Type ();
 301         case MONO_TYPE_I4:
 302                 return LLVMInt32Type ();
 303         case MONO_TYPE_U1:
 304                 return LLVMInt8Type ();
 305         case MONO_TYPE_U2:
 306                 return LLVMInt16Type ();
 307         case MONO_TYPE_U4:
 308                 return LLVMInt32Type ();
 309         case MONO_TYPE_BOOLEAN:
 310                 return LLVMInt8Type ();
 311         case MONO_TYPE_I8:
 312         case MONO_TYPE_U8:
 313                 return LLVMInt64Type ();
 314         case MONO_TYPE_CHAR:
 315                 return LLVMInt16Type ();
 316         case MONO_TYPE_R4:
 317                 return LLVMFloatType ();
 318         case MONO_TYPE_R8:
 319                 return LLVMDoubleType ();
 320         case MONO_TYPE_I:
 321         case MONO_TYPE_U:
 322                 return IntPtrType ();
 323         case MONO_TYPE_OBJECT:
 324         case MONO_TYPE_CLASS:
 325         case MONO_TYPE_ARRAY:
 326         case MONO_TYPE_SZARRAY:
 327         case MONO_TYPE_STRING:
 328         case MONO_TYPE_PTR:
 329                 return IntPtrType ();
 330         case MONO_TYPE_VAR:
 331         case MONO_TYPE_MVAR:
 332                 /* Because of generic sharing */
 333                 return IntPtrType ();
 334         case MONO_TYPE_GENERICINST:
 335                 if (!mono_type_generic_inst_is_valuetype (t))
 336                         return IntPtrType ();
 337                 /* Fall through */
 338         case MONO_TYPE_VALUETYPE:
 339         case MONO_TYPE_TYPEDBYREF: {
 340                 MonoClass *klass;
 341                 LLVMTypeRef ltype;
 342
 343                 klass = mono_class_from_mono_type (t);
 344
 345                 if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, klass))
 346                         return simd_class_to_llvm_type (ctx, klass);
 347
 348                 if (klass->enumtype)
 349                         return type_to_llvm_type (ctx, mono_class_enum_basetype (klass));
 350                 ltype = g_hash_table_lookup (ctx->lmodule->llvm_types, klass);
 351                 if (!ltype) {
 352                         int i, size;
 353                         LLVMTypeRef *eltypes;
 354                         char *name;
 355
 356                         size = get_vtype_size (t);
 357
 358                         eltypes = g_new (LLVMTypeRef, size);
 359                         for (i = 0; i < size; ++i)
 360                                 eltypes [i] = LLVMInt8Type ();
 361
 362                         name = mono_type_full_name (&klass->byval_arg);
 363                         ltype = LLVMStructCreateNamed (LLVMGetGlobalContext (), name);
 364                         LLVMStructSetBody (ltype, eltypes, size, FALSE);
 365                         g_hash_table_insert (ctx->lmodule->llvm_types, klass, ltype);
 366                         g_free (eltypes);
 367                 }
 368                 return ltype;
 369         }
 370
 371         default:
 372                 printf ("X: %d\n", t->type);
 373                 ctx->cfg->exception_message = g_strdup_printf ("type %s", mono_type_full_name (t));
 374                 ctx->cfg->disable_llvm = TRUE;
 375                 return NULL;
 376         }
 377 }
 378
 379 /*
 380  * type_is_unsigned:
 381  *
 382  *   Return whenever T is an unsigned int type.
 383  */
 384 static gboolean
 385 type_is_unsigned (EmitContext *ctx, MonoType *t)
 386 {
 387         if (t->byref)
 388                 return FALSE;
 389         switch (t->type) {
 390         case MONO_TYPE_U1:
 391         case MONO_TYPE_U2:
 392         case MONO_TYPE_U4:
 393         case MONO_TYPE_U8:
 394                 return TRUE;
 395         default:
 396                 return FALSE;
 397         }
 398 }
 399
 400 /*
 401  * type_to_llvm_arg_type:
 402  *
 403  *   Same as type_to_llvm_type, but treat i8/i16 as i32.
 404  */
 405 static LLVMTypeRef
 406 type_to_llvm_arg_type (EmitContext *ctx, MonoType *t)
 407 {
 408         LLVMTypeRef ptype = type_to_llvm_type (ctx, t);
 409
 410         if (ptype == LLVMInt8Type () || ptype == LLVMInt16Type ()) {
 411                 /*
 412                  * LLVM generates code which only sets the lower bits, while JITted
 413                  * code expects all the bits to be set.
 414                  */
 415                 ptype = LLVMInt32Type ();
 416         }
 417
 418         return ptype;
 419 }
 420
 421 /*
 422  * llvm_type_to_stack_type:
 423  *
 424  *   Return the LLVM type which needs to be used when a value of type TYPE is pushed
 425  * on the IL stack.
 426  */
 427 static G_GNUC_UNUSED LLVMTypeRef
 428 llvm_type_to_stack_type (LLVMTypeRef type)
 429 {
 430         if (type == NULL)
 431                 return NULL;
 432         if (type == LLVMInt8Type ())
 433                 return LLVMInt32Type ();
 434         else if (type == LLVMInt16Type ())
 435                 return LLVMInt32Type ();
 436         else if (type == LLVMFloatType ())
 437                 return LLVMDoubleType ();
 438         else
 439                 return type;
 440 }
 441
 442 /*
 443  * regtype_to_llvm_type:
 444  *
 445  *   Return the LLVM type corresponding to the regtype C used in instruction
 446  * descriptions.
 447  */
 448 static LLVMTypeRef
 449 regtype_to_llvm_type (char c)
 450 {
 451         switch (c) {
 452         case 'i':
 453                 return LLVMInt32Type ();
 454         case 'l':
 455                 return LLVMInt64Type ();
 456         case 'f':
 457                 return LLVMDoubleType ();
 458         default:
 459                 return NULL;
 460         }
 461 }
 462
 463 /*
 464  * op_to_llvm_type:
 465  *
 466  *   Return the LLVM type corresponding to the unary/binary opcode OPCODE.
 467  */
 468 static LLVMTypeRef
 469 op_to_llvm_type (int opcode)
 470 {
 471         switch (opcode) {
 472         case OP_ICONV_TO_I1:
 473         case OP_LCONV_TO_I1:
 474                 return LLVMInt8Type ();
 475         case OP_ICONV_TO_U1:
 476         case OP_LCONV_TO_U1:
 477                 return LLVMInt8Type ();
 478         case OP_ICONV_TO_I2:
 479         case OP_LCONV_TO_I2:
 480                 return LLVMInt16Type ();
 481         case OP_ICONV_TO_U2:
 482         case OP_LCONV_TO_U2:
 483                 return LLVMInt16Type ();
 484         case OP_ICONV_TO_I4:
 485         case OP_LCONV_TO_I4:
 486                 return LLVMInt32Type ();
 487         case OP_ICONV_TO_U4:
 488         case OP_LCONV_TO_U4:
 489                 return LLVMInt32Type ();
 490         case OP_ICONV_TO_I8:
 491                 return LLVMInt64Type ();
 492         case OP_ICONV_TO_R4:
 493                 return LLVMFloatType ();
 494         case OP_ICONV_TO_R8:
 495                 return LLVMDoubleType ();
 496         case OP_ICONV_TO_U8:
 497                 return LLVMInt64Type ();
 498         case OP_FCONV_TO_I4:
 499                 return LLVMInt32Type ();
 500         case OP_FCONV_TO_I8:
 501                 return LLVMInt64Type ();
 502         case OP_FCONV_TO_I1:
 503         case OP_FCONV_TO_U1:
 504                 return LLVMInt8Type ();
 505         case OP_FCONV_TO_I2:
 506         case OP_FCONV_TO_U2:
 507                 return LLVMInt16Type ();
 508         case OP_FCONV_TO_I:
 509         case OP_FCONV_TO_U:
 510                 return sizeof (gpointer) == 8 ? LLVMInt64Type () : LLVMInt32Type ();
 511         case OP_IADD_OVF:
 512         case OP_IADD_OVF_UN:
 513         case OP_ISUB_OVF:
 514         case OP_ISUB_OVF_UN:
 515         case OP_IMUL_OVF:
 516         case OP_IMUL_OVF_UN:
 517                 return LLVMInt32Type ();
 518         case OP_LADD_OVF:
 519         case OP_LADD_OVF_UN:
 520         case OP_LSUB_OVF:
 521         case OP_LSUB_OVF_UN:
 522         case OP_LMUL_OVF:
 523         case OP_LMUL_OVF_UN:
 524                 return LLVMInt64Type ();
 525         default:
 526                 printf ("%s\n", mono_inst_name (opcode));
 527                 g_assert_not_reached ();
 528                 return NULL;
 529         }
 530 }
 531
 532 /*
 533  * load_store_to_llvm_type:
 534  *
 535  *   Return the size/sign/zero extension corresponding to the load/store opcode
 536  * OPCODE.
 537  */
 538 static LLVMTypeRef
 539 load_store_to_llvm_type (int opcode, int *size, gboolean *sext, gboolean *zext)
 540 {
 541         *sext = FALSE;
 542         *zext = FALSE;
 543
 544         switch (opcode) {
 545         case OP_LOADI1_MEMBASE:
 546         case OP_STOREI1_MEMBASE_REG:
 547         case OP_STOREI1_MEMBASE_IMM:
 548                 *size = 1;
 549                 *sext = TRUE;
 550                 return LLVMInt8Type ();
 551         case OP_LOADU1_MEMBASE:
 552         case OP_LOADU1_MEM:
 553                 *size = 1;
 554                 *zext = TRUE;
 555                 return LLVMInt8Type ();
 556         case OP_LOADI2_MEMBASE:
 557         case OP_STOREI2_MEMBASE_REG:
 558         case OP_STOREI2_MEMBASE_IMM:
 559                 *size = 2;
 560                 *sext = TRUE;
 561                 return LLVMInt16Type ();
 562         case OP_LOADU2_MEMBASE:
 563         case OP_LOADU2_MEM:
 564                 *size = 2;
 565                 *zext = TRUE;
 566                 return LLVMInt16Type ();
 567         case OP_LOADI4_MEMBASE:
 568         case OP_LOADU4_MEMBASE:
 569         case OP_LOADI4_MEM:
 570         case OP_LOADU4_MEM:
 571         case OP_STOREI4_MEMBASE_REG:
 572         case OP_STOREI4_MEMBASE_IMM:
 573                 *size = 4;
 574                 return LLVMInt32Type ();
 575         case OP_LOADI8_MEMBASE:
 576         case OP_LOADI8_MEM:
 577         case OP_STOREI8_MEMBASE_REG:
 578         case OP_STOREI8_MEMBASE_IMM:
 579                 *size = 8;
 580                 return LLVMInt64Type ();
 581         case OP_LOADR4_MEMBASE:
 582         case OP_STORER4_MEMBASE_REG:
 583                 *size = 4;
 584                 return LLVMFloatType ();
 585         case OP_LOADR8_MEMBASE:
 586         case OP_STORER8_MEMBASE_REG:
 587                 *size = 8;
 588                 return LLVMDoubleType ();
 589         case OP_LOAD_MEMBASE:
 590         case OP_LOAD_MEM:
 591         case OP_STORE_MEMBASE_REG:
 592         case OP_STORE_MEMBASE_IMM:
 593                 *size = sizeof (gpointer);
 594                 return IntPtrType ();
 595         default:
 596                 g_assert_not_reached ();
 597                 return NULL;
 598         }
 599 }
 600
 601 /*
 602  * ovf_op_to_intrins:
 603  *
 604  *   Return the LLVM intrinsics corresponding to the overflow opcode OPCODE.
 605  */
 606 static const char*
 607 ovf_op_to_intrins (int opcode)
 608 {
 609         switch (opcode) {
 610         case OP_IADD_OVF:
 611                 return "llvm.sadd.with.overflow.i32";
 612         case OP_IADD_OVF_UN:
 613                 return "llvm.uadd.with.overflow.i32";
 614         case OP_ISUB_OVF:
 615                 return "llvm.ssub.with.overflow.i32";
 616         case OP_ISUB_OVF_UN:
 617                 return "llvm.usub.with.overflow.i32";
 618         case OP_IMUL_OVF:
 619                 return "llvm.smul.with.overflow.i32";
 620         case OP_IMUL_OVF_UN:
 621                 return "llvm.umul.with.overflow.i32";
 622         case OP_LADD_OVF:
 623                 return "llvm.sadd.with.overflow.i64";
 624         case OP_LADD_OVF_UN:
 625                 return "llvm.uadd.with.overflow.i64";
 626         case OP_LSUB_OVF:
 627                 return "llvm.ssub.with.overflow.i64";
 628         case OP_LSUB_OVF_UN:
 629                 return "llvm.usub.with.overflow.i64";
 630         case OP_LMUL_OVF:
 631                 return "llvm.smul.with.overflow.i64";
 632         case OP_LMUL_OVF_UN:
 633                 return "llvm.umul.with.overflow.i64";
 634         default:
 635                 g_assert_not_reached ();
 636                 return NULL;
 637         }
 638 }
 639
 640 static const char*
 641 simd_op_to_intrins (int opcode)
 642 {
 643         switch (opcode) {
 644 #if defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)
 645         case OP_MINPD:
 646                 return "llvm.x86.sse2.min.pd";
 647         case OP_MINPS:
 648                 return "llvm.x86.sse.min.ps";
 649         case OP_PMIND_UN:
 650                 return "llvm.x86.sse41.pminud";
 651         case OP_PMINW_UN:
 652                 return "llvm.x86.sse41.pminuw";
 653         case OP_PMINB_UN:
 654                 return "llvm.x86.sse2.pminu.b";
 655         case OP_PMINW:
 656                 return "llvm.x86.sse2.pmins.w";
 657         case OP_MAXPD:
 658                 return "llvm.x86.sse2.max.pd";
 659         case OP_MAXPS:
 660                 return "llvm.x86.sse.max.ps";
 661         case OP_HADDPD:
 662                 return "llvm.x86.sse3.hadd.pd";
 663         case OP_HADDPS:
 664                 return "llvm.x86.sse3.hadd.ps";
 665         case OP_HSUBPD:
 666                 return "llvm.x86.sse3.hsub.pd";
 667         case OP_HSUBPS:
 668                 return "llvm.x86.sse3.hsub.ps";
 669         case OP_PMAXD_UN:
 670                 return "llvm.x86.sse41.pmaxud";
 671         case OP_PMAXW_UN:
 672                 return "llvm.x86.sse41.pmaxuw";
 673         case OP_PMAXB_UN:
 674                 return "llvm.x86.sse2.pmaxu.b";
 675         case OP_ADDSUBPS:
 676                 return "llvm.x86.sse3.addsub.ps";
 677         case OP_ADDSUBPD:
 678                 return "llvm.x86.sse3.addsub.pd";
 679         case OP_EXTRACT_MASK:
 680                 return "llvm.x86.sse2.pmovmskb.128";
 681         case OP_PSHRW:
 682         case OP_PSHRW_REG:
 683                 return "llvm.x86.sse2.psrli.w";
 684         case OP_PSHRD:
 685         case OP_PSHRD_REG:
 686                 return "llvm.x86.sse2.psrli.d";
 687         case OP_PSHRQ:
 688         case OP_PSHRQ_REG:
 689                 return "llvm.x86.sse2.psrli.q";
 690         case OP_PSHLW:
 691         case OP_PSHLW_REG:
 692                 return "llvm.x86.sse2.pslli.w";
 693         case OP_PSHLD:
 694         case OP_PSHLD_REG:
 695                 return "llvm.x86.sse2.pslli.d";
 696         case OP_PSHLQ:
 697         case OP_PSHLQ_REG:
 698                 return "llvm.x86.sse2.pslli.q";
 699         case OP_PSARW:
 700         case OP_PSARW_REG:
 701                 return "llvm.x86.sse2.psrai.w";
 702         case OP_PSARD:
 703         case OP_PSARD_REG:
 704                 return "llvm.x86.sse2.psrai.d";
 705         case OP_PADDB_SAT:
 706                 return "llvm.x86.sse2.padds.b";
 707         case OP_PADDW_SAT:
 708                 return "llvm.x86.sse2.padds.w";
 709         case OP_PSUBB_SAT:
 710                 return "llvm.x86.sse2.psubs.b";
 711         case OP_PSUBW_SAT:
 712                 return "llvm.x86.sse2.psubs.w";
 713         case OP_PADDB_SAT_UN:
 714                 return "llvm.x86.sse2.paddus.b";
 715         case OP_PADDW_SAT_UN:
 716                 return "llvm.x86.sse2.paddus.w";
 717         case OP_PSUBB_SAT_UN:
 718                 return "llvm.x86.sse2.psubus.b";
 719         case OP_PSUBW_SAT_UN:
 720                 return "llvm.x86.sse2.psubus.w";
 721         case OP_PAVGB_UN:
 722                 return "llvm.x86.sse2.pavg.b";
 723         case OP_PAVGW_UN:
 724                 return "llvm.x86.sse2.pavg.w";
 725         case OP_SQRTPS:
 726                 return "llvm.x86.sse.sqrt.ps";
 727         case OP_SQRTPD:
 728                 return "llvm.x86.sse2.sqrt.pd";
 729         case OP_RSQRTPS:
 730                 return "llvm.x86.sse.rsqrt.ps";
 731         case OP_RCPPS:
 732                 return "llvm.x86.sse.rcp.ps";
 733         case OP_CVTDQ2PD:
 734                 return "llvm.x86.sse2.cvtdq2pd";
 735         case OP_CVTDQ2PS:
 736                 return "llvm.x86.sse2.cvtdq2ps";
 737         case OP_CVTPD2DQ:
 738                 return "llvm.x86.sse2.cvtpd2dq";
 739         case OP_CVTPS2DQ:
 740                 return "llvm.x86.sse2.cvtps2dq";
 741         case OP_CVTPD2PS:
 742                 return "llvm.x86.sse2.cvtpd2ps";
 743         case OP_CVTPS2PD:
 744                 return "llvm.x86.sse2.cvtps2pd";
 745         case OP_CVTTPD2DQ:
 746                 return "llvm.x86.sse2.cvttpd2dq";
 747         case OP_CVTTPS2DQ:
 748                 return "llvm.x86.sse2.cvttps2dq";
 749         case OP_COMPPS:
 750                 return "llvm.x86.sse.cmp.ps";
 751         case OP_COMPPD:
 752                 return "llvm.x86.sse2.cmp.pd";
 753         case OP_PACKW:
 754                 return "llvm.x86.sse2.packsswb.128";
 755         case OP_PACKD:
 756                 return "llvm.x86.sse2.packssdw.128";
 757         case OP_PACKW_UN:
 758                 return "llvm.x86.sse2.packuswb.128";
 759         case OP_PACKD_UN:
 760                 return "llvm.x86.sse41.packusdw";
 761         case OP_PMULW_HIGH:
 762                 return "llvm.x86.sse2.pmulh.w";
 763         case OP_PMULW_HIGH_UN:
 764                 return "llvm.x86.sse2.pmulhu.w";
 765 #endif
 766         default:
 767                 g_assert_not_reached ();
 768                 return NULL;
 769         }
 770 }
 771
 772 static LLVMTypeRef
 773 simd_op_to_llvm_type (int opcode)
 774 {
 775 #if defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)
 776         switch (opcode) {
 777         case OP_EXTRACT_R8:
 778         case OP_EXPAND_R8:
 779                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
 780         case OP_EXTRACT_I8:
 781         case OP_EXPAND_I8:
 782                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_I8);
 783         case OP_EXTRACT_I4:
 784         case OP_EXPAND_I4:
 785                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
 786         case OP_EXTRACT_I2:
 787         case OP_EXTRACT_U2:
 788         case OP_EXTRACTX_U2:
 789         case OP_EXPAND_I2:
 790                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
 791         case OP_EXTRACT_I1:
 792         case OP_EXTRACT_U1:
 793         case OP_EXPAND_I1:
 794                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
 795         case OP_EXPAND_R4:
 796                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
 797         case OP_CVTDQ2PD:
 798         case OP_CVTDQ2PS:
 799                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
 800         case OP_CVTPD2DQ:
 801         case OP_CVTPD2PS:
 802         case OP_CVTTPD2DQ:
 803                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
 804         case OP_CVTPS2DQ:
 805         case OP_CVTPS2PD:
 806         case OP_CVTTPS2DQ:
 807                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
 808         case OP_EXTRACT_MASK:
 809                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
 810         case OP_SQRTPS:
 811         case OP_RSQRTPS:
 812         case OP_RCPPS:
 813         case OP_DUPPS_LOW:
 814         case OP_DUPPS_HIGH:
 815                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
 816         case OP_SQRTPD:
 817         case OP_DUPPD:
 818                 return type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
 819         default:
 820                 g_assert_not_reached ();
 821                 return NULL;
 822         }
 823 #else
 824         return NULL;
 825 #endif
 826 }
 827
 828 /*
 829  * get_bb:
 830  *
 831  *   Return the LLVM basic block corresponding to BB.
 832  */
 833 static LLVMBasicBlockRef
 834 get_bb (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb)
 835 {
 836         char bb_name [128];
 837
 838         if (ctx->bblocks [bb->block_num].bblock == NULL) {
 839                 if (bb->flags & BB_EXCEPTION_HANDLER) {
 840                         int clause_index = (mono_get_block_region_notry (ctx->cfg, bb->region) >> 8) - 1;
 841                         sprintf (bb_name, "EH_CLAUSE%d_BB%d", clause_index, bb->block_num);
 842                 } else {
 843                         sprintf (bb_name, "BB%d", bb->block_num);
 844                 }
 845
 846                 ctx->bblocks [bb->block_num].bblock = LLVMAppendBasicBlock (ctx->lmethod, bb_name);
 847                 ctx->bblocks [bb->block_num].end_bblock = ctx->bblocks [bb->block_num].bblock;
 848         }
 849
 850         return ctx->bblocks [bb->block_num].bblock;
 851 }
 852
 853 /*
 854  * get_end_bb:
 855  *
 856  *   Return the last LLVM bblock corresponding to BB.
 857  * This might not be equal to the bb returned by get_bb () since we need to generate
 858  * multiple LLVM bblocks for a mono bblock to handle throwing exceptions.
 859  */
 860 static LLVMBasicBlockRef
 861 get_end_bb (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb)
 862 {
 863         get_bb (ctx, bb);
 864         return ctx->bblocks [bb->block_num].end_bblock;
 865 }
 866
 867 static LLVMBasicBlockRef
 868 gen_bb (EmitContext *ctx, const char *prefix)
 869 {
 870         char bb_name [128];
 871
 872         sprintf (bb_name, "%s%d", prefix, ++ ctx->ex_index);
 873         return LLVMAppendBasicBlock (ctx->lmethod, bb_name);
 874 }
 875
 876 /*
 877  * resolve_patch:
 878  *
 879  *   Return the target of the patch identified by TYPE and TARGET.
 880  */
 881 static gpointer
 882 resolve_patch (MonoCompile *cfg, MonoJumpInfoType type, gconstpointer target)
 883 {
 884         MonoJumpInfo ji;
 885
 886         memset (&ji, 0, sizeof (ji));
 887         ji.type = type;
 888         ji.data.target = target;
 889
 890         return mono_resolve_patch_target (cfg->method, cfg->domain, NULL, &ji, FALSE);
 891 }
 892
 893 /*
 894  * convert_full:
 895  *
 896  *   Emit code to convert the LLVM value V to DTYPE.
 897  */
 898 static LLVMValueRef
 899 convert_full (EmitContext *ctx, LLVMValueRef v, LLVMTypeRef dtype, gboolean is_unsigned)
 900 {
 901         LLVMTypeRef stype = LLVMTypeOf (v);
 902
 903         if (stype != dtype) {
 904                 gboolean ext = FALSE;
 905
 906                 /* Extend */
 907                 if (dtype == LLVMInt64Type () && (stype == LLVMInt32Type () || stype == LLVMInt16Type () || stype == LLVMInt8Type ()))
 908                         ext = TRUE;
 909                 else if (dtype == LLVMInt32Type () && (stype == LLVMInt16Type () || stype == LLVMInt8Type ()))
 910                         ext = TRUE;
 911                 else if (dtype == LLVMInt16Type () && (stype == LLVMInt8Type ()))
 912                         ext = TRUE;
 913
 914                 if (ext)
 915                         return is_unsigned ? LLVMBuildZExt (ctx->builder, v, dtype, "") : LLVMBuildSExt (ctx->builder, v, dtype, "");
 916
 917                 if (dtype == LLVMDoubleType () && stype == LLVMFloatType ())
 918                         return LLVMBuildFPExt (ctx->builder, v, dtype, "");
 919
 920                 /* Trunc */
 921                 if (stype == LLVMInt64Type () && (dtype == LLVMInt32Type () || dtype == LLVMInt16Type () || dtype == LLVMInt8Type ()))
 922                         return LLVMBuildTrunc (ctx->builder, v, dtype, "");
 923                 if (stype == LLVMInt32Type () && (dtype == LLVMInt16Type () || dtype == LLVMInt8Type ()))
 924                         return LLVMBuildTrunc (ctx->builder, v, dtype, "");
 925                 if (stype == LLVMInt16Type () && dtype == LLVMInt8Type ())
 926                         return LLVMBuildTrunc (ctx->builder, v, dtype, "");
 927                 if (stype == LLVMDoubleType () && dtype == LLVMFloatType ())
 928                         return LLVMBuildFPTrunc (ctx->builder, v, dtype, "");
 929
 930                 if (LLVMGetTypeKind (stype) == LLVMPointerTypeKind && LLVMGetTypeKind (dtype) == LLVMPointerTypeKind)
 931                         return LLVMBuildBitCast (ctx->builder, v, dtype, "");
 932                 if (LLVMGetTypeKind (dtype) == LLVMPointerTypeKind)
 933                         return LLVMBuildIntToPtr (ctx->builder, v, dtype, "");
 934                 if (LLVMGetTypeKind (stype) == LLVMPointerTypeKind)
 935                         return LLVMBuildPtrToInt (ctx->builder, v, dtype, "");
 936
 937 #ifdef MONO_ARCH_SOFT_FLOAT
 938                 if (stype == LLVMInt32Type () && dtype == LLVMFloatType ())
 939                         return LLVMBuildBitCast (ctx->builder, v, dtype, "");
 940                 if (stype == LLVMInt32Type () && dtype == LLVMDoubleType ())
 941                         return LLVMBuildBitCast (ctx->builder, LLVMBuildZExt (ctx->builder, v, LLVMInt64Type (), ""), dtype, "");
 942 #endif
 943
 944                 if (LLVMGetTypeKind (stype) == LLVMVectorTypeKind && LLVMGetTypeKind (dtype) == LLVMVectorTypeKind)
 945                         return LLVMBuildBitCast (ctx->builder, v, dtype, "");
 946
 947                 LLVMDumpValue (v);
 948                 LLVMDumpValue (LLVMConstNull (dtype));
 949                 g_assert_not_reached ();
 950                 return NULL;
 951         } else {
 952                 return v;
 953         }
 954 }
 955
 956 static LLVMValueRef
 957 convert (EmitContext *ctx, LLVMValueRef v, LLVMTypeRef dtype)
 958 {
 959         return convert_full (ctx, v, dtype, FALSE);
 960 }
 961
 962 /*
 963  * emit_volatile_load:
 964  *
 965  *   If vreg is volatile, emit a load from its address.
 966  */
 967 static LLVMValueRef
 968 emit_volatile_load (EmitContext *ctx, int vreg)
 969 {
 970         MonoType *t;
 971
 972         LLVMValueRef v = LLVMBuildLoad (ctx->builder, ctx->addresses [vreg], "");
 973         t = ctx->vreg_cli_types [vreg];
 974         if (t && !t->byref) {
 975                 /*
 976                  * Might have to zero extend since llvm doesn't have
 977                  * unsigned types.
 978                  */
 979                 if (t->type == MONO_TYPE_U1 || t->type == MONO_TYPE_U2 || t->type == MONO_TYPE_CHAR || t->type == MONO_TYPE_BOOLEAN)
 980                         v = LLVMBuildZExt (ctx->builder, v, LLVMInt32Type (), "");
 981                 else if (t->type == MONO_TYPE_U8)
 982                         v = LLVMBuildZExt (ctx->builder, v, LLVMInt64Type (), "");
 983         }
 984
 985         return v;
 986 }
 987
 988 /*
 989  * emit_volatile_store:
 990  *
 991  *   If VREG is volatile, emit a store from its value to its address.
 992  */
 993 static void
 994 emit_volatile_store (EmitContext *ctx, int vreg)
 995 {
 996         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (ctx->cfg, vreg);
 997
 998         if (var && var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)) {
 999                 g_assert (ctx->addresses [vreg]);
1000                 LLVMBuildStore (ctx->builder, convert (ctx, ctx->values [vreg], type_to_llvm_type (ctx, var->inst_vtype)), ctx->addresses [vreg]);
1001         }
1002 }
1003
1004 typedef struct {
1005         /*
1006          * Maps parameter indexes in the original signature to parameter indexes
1007          * in the LLVM signature.
1008          */
1009         int *pindexes;
1010         /* The indexes of various special arguments in the LLVM signature */
1011         int vret_arg_pindex, this_arg_pindex, rgctx_arg_pindex, imt_arg_pindex;
1012 } LLVMSigInfo;
1013
1014 /*
1015  * sig_to_llvm_sig_full:
1016  *
1017  *   Return the LLVM signature corresponding to the mono signature SIG using the
1018  * calling convention information in CINFO. Return parameter mapping information in SINFO.
1019  */
1020 static LLVMTypeRef
1021 sig_to_llvm_sig_full (EmitContext *ctx, MonoMethodSignature *sig, LLVMCallInfo *cinfo,
1022                                           LLVMSigInfo *sinfo)
1023 {
1024         LLVMTypeRef ret_type;
1025         LLVMTypeRef *param_types = NULL;
1026         LLVMTypeRef res;
1027         int i, j, pindex, vret_arg_pindex = 0;
1028         int *pindexes;
1029         gboolean vretaddr = FALSE;
1030
1031         if (sinfo)
1032                 memset (sinfo, 0, sizeof (LLVMSigInfo));
1033
1034         ret_type = type_to_llvm_type (ctx, sig->ret);
1035         CHECK_FAILURE (ctx);
1036
1037         if (cinfo && cinfo->ret.storage == LLVMArgVtypeInReg) {
1038                 /* LLVM models this by returning an aggregate value */
1039                 if (cinfo->ret.pair_storage [0] == LLVMArgInIReg && cinfo->ret.pair_storage [1] == LLVMArgNone) {
1040                         LLVMTypeRef members [2];
1041
1042                         members [0] = IntPtrType ();
1043                         ret_type = LLVMStructType (members, 1, FALSE);
1044                 } else {
1045                         g_assert_not_reached ();
1046                 }
1047         } else if (cinfo && MONO_TYPE_ISSTRUCT (sig->ret)) {
1048                 g_assert (cinfo->ret.storage == LLVMArgVtypeRetAddr);
1049                 vretaddr = TRUE;
1050                 ret_type = LLVMVoidType ();
1051         }
1052
1053         pindexes = g_new0 (int, sig->param_count);
1054         param_types = g_new0 (LLVMTypeRef, (sig->param_count * 2) + 3);
1055         pindex = 0;
1056         if (cinfo && cinfo->rgctx_arg) {
1057                 if (sinfo)
1058                         sinfo->rgctx_arg_pindex = pindex;
1059                 param_types [pindex] = IntPtrType ();
1060                 pindex ++;
1061         }
1062         if (cinfo && cinfo->imt_arg) {
1063                 if (sinfo)
1064                         sinfo->imt_arg_pindex = pindex;
1065                 param_types [pindex] = IntPtrType ();
1066                 pindex ++;
1067         }
1068         if (vretaddr) {
1069                 /* Compute the index in the LLVM signature where the vret arg needs to be passed */
1070                 vret_arg_pindex = pindex;
1071                 if (cinfo->vret_arg_index == 1) {
1072                         /* Add the slots consumed by the first argument */
1073                         LLVMArgInfo *ainfo = &cinfo->args [0];
1074                         switch (ainfo->storage) {
1075                         case LLVMArgVtypeInReg:
1076                                 for (j = 0; j < 2; ++j) {
1077                                         if (ainfo->pair_storage [j] == LLVMArgInIReg)
1078                                                 vret_arg_pindex ++;
1079                                 }
1080                                 break;
1081                         default:
1082                                 vret_arg_pindex ++;
1083                         }
1084                 }
1085
1086                 if (sinfo)
1087                         sinfo->vret_arg_pindex = vret_arg_pindex;
1088         }
1089
1090         if (vretaddr && vret_arg_pindex == pindex)
1091                 param_types [pindex ++] = IntPtrType ();
1092         if (sig->hasthis) {
1093                 if (sinfo)
1094                         sinfo->this_arg_pindex = pindex;
1095                 param_types [pindex ++] = IntPtrType ();
1096         }
1097         if (vretaddr && vret_arg_pindex == pindex)
1098                 param_types [pindex ++] = IntPtrType ();
1099         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i) {
1100                 if (vretaddr && vret_arg_pindex == pindex)
1101                         param_types [pindex ++] = IntPtrType ();
1102                 pindexes [i] = pindex;
1103                 if (cinfo && cinfo->args [i + sig->hasthis].storage == LLVMArgVtypeInReg) {
1104                         for (j = 0; j < 2; ++j) {
1105                                 switch (cinfo->args [i + sig->hasthis].pair_storage [j]) {
1106                                 case LLVMArgInIReg:
1107                                         param_types [pindex ++] = LLVMIntType (sizeof (gpointer) * 8);
1108                                         break;
1109                                 case LLVMArgNone:
1110                                         break;
1111                                 default:
1112                                         g_assert_not_reached ();
1113                                 }
1114                         }
1115                 } else if (cinfo && cinfo->args [i + sig->hasthis].storage == LLVMArgVtypeByVal) {
1116                         param_types [pindex] = type_to_llvm_arg_type (ctx, sig->params [i]);
1117                         CHECK_FAILURE (ctx);
1118                         param_types [pindex] = LLVMPointerType (param_types [pindex], 0);
1119                         pindex ++;
1120                 } else {
1121                         param_types [pindex ++] = type_to_llvm_arg_type (ctx, sig->params [i]);
1122                 }
1123         }
1124         if (vretaddr && vret_arg_pindex == pindex)
1125                 param_types [pindex ++] = IntPtrType ();
1126
1127         CHECK_FAILURE (ctx);
1128
1129         res = LLVMFunctionType (ret_type, param_types, pindex, FALSE);
1130         g_free (param_types);
1131
1132         if (sinfo) {
1133                 sinfo->pindexes = pindexes;
1134         } else {
1135                 g_free (pindexes);
1136         }
1137
1138         return res;
1139
1140  FAILURE:
1141         g_free (param_types);
1142
1143         return NULL;
1144 }
1145
1146 static LLVMTypeRef
1147 sig_to_llvm_sig (EmitContext *ctx, MonoMethodSignature *sig)
1148 {
1149         return sig_to_llvm_sig_full (ctx, sig, NULL, NULL);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * LLVMFunctionType1:
1154  *
1155  *   Create an LLVM function type from the arguments.
1156  */
1157 static G_GNUC_UNUSED LLVMTypeRef
1158 LLVMFunctionType1(LLVMTypeRef ReturnType,
1159                                   LLVMTypeRef ParamType1,
1160                                   int IsVarArg)
1161 {
1162         LLVMTypeRef param_types [1];
1163
1164         param_types [0] = ParamType1;
1165
1166         return LLVMFunctionType (ReturnType, param_types, 1, IsVarArg);
1167 }
1168
1169 /*
1170  * LLVMFunctionType2:
1171  *
1172  *   Create an LLVM function type from the arguments.
1173  */
1174 static G_GNUC_UNUSED LLVMTypeRef
1175 LLVMFunctionType2(LLVMTypeRef ReturnType,
1176                                   LLVMTypeRef ParamType1,
1177                                   LLVMTypeRef ParamType2,
1178                                   int IsVarArg)
1179 {
1180         LLVMTypeRef param_types [2];
1181
1182         param_types [0] = ParamType1;
1183         param_types [1] = ParamType2;
1184
1185         return LLVMFunctionType (ReturnType, param_types, 2, IsVarArg);
1186 }
1187
1188 /*
1189  * LLVMFunctionType3:
1190  *
1191  *   Create an LLVM function type from the arguments.
1192  */
1193 static G_GNUC_UNUSED LLVMTypeRef
1194 LLVMFunctionType3(LLVMTypeRef ReturnType,
1195                                   LLVMTypeRef ParamType1,
1196                                   LLVMTypeRef ParamType2,
1197                                   LLVMTypeRef ParamType3,
1198                                   int IsVarArg)
1199 {
1200         LLVMTypeRef param_types [3];
1201
1202         param_types [0] = ParamType1;
1203         param_types [1] = ParamType2;
1204         param_types [2] = ParamType3;
1205
1206         return LLVMFunctionType (ReturnType, param_types, 3, IsVarArg);
1207 }
1208
1209 /*
1210  * create_builder:
1211  *
1212  *   Create an LLVM builder and remember it so it can be freed later.
1213  */
1214 static LLVMBuilderRef
1215 create_builder (EmitContext *ctx)
1216 {
1217         LLVMBuilderRef builder = LLVMCreateBuilder ();
1218
1219         ctx->builders = g_slist_prepend_mempool (ctx->cfg->mempool, ctx->builders, builder);
1220
1221         return builder;
1222 }
1223
1224 static LLVMValueRef
1225 get_plt_entry (EmitContext *ctx, LLVMTypeRef llvm_sig, MonoJumpInfoType type, gconstpointer data)
1226 {
1227         char *callee_name = mono_aot_get_plt_symbol (type, data);
1228         LLVMValueRef callee;
1229
1230         if (!callee_name)
1231                 return NULL;
1232
1233         if (ctx->cfg->compile_aot)
1234                 /* Add a patch so referenced wrappers can be compiled in full aot mode */
1235                 mono_add_patch_info (ctx->cfg, 0, type, data);
1236
1237         // FIXME: Locking
1238         callee = g_hash_table_lookup (ctx->lmodule->plt_entries, callee_name);
1239         if (!callee) {
1240                 callee = LLVMAddFunction (ctx->module, callee_name, llvm_sig);
1241
1242                 LLVMSetVisibility (callee, LLVMHiddenVisibility);
1243
1244                 g_hash_table_insert (ctx->lmodule->plt_entries, (char*)callee_name, callee);
1245         }
1246
1247         return callee;
1248 }
1249
1250 static int
1251 get_handler_clause (MonoCompile *cfg, MonoBasicBlock *bb)
1252 {
1253         MonoMethodHeader *header = cfg->header;
1254         MonoExceptionClause *clause;
1255         int i;
1256
1257         /* Directly */
1258         if (bb->region != -1 && MONO_BBLOCK_IS_IN_REGION (bb, MONO_REGION_TRY))
1259                 return (bb->region >> 8) - 1;
1260
1261         /* Indirectly */
1262         for (i = 0; i < header->num_clauses; ++i) {
1263                 clause = &header->clauses [i];
1264
1265                 if (MONO_OFFSET_IN_CLAUSE (clause, bb->real_offset) && clause->flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE)
1266                         return i;
1267         }
1268
1269         return -1;
1270 }
1271
1272 static void
1273 set_metadata_flag (LLVMValueRef v, const char *flag_name)
1274 {
1275         LLVMValueRef md_arg;
1276         int md_kind;
1277
1278         md_kind = LLVMGetMDKindID (flag_name, strlen (flag_name));
1279         md_arg = LLVMMDString ("mono", 4);
1280         LLVMSetMetadata (v, md_kind, LLVMMDNode (&md_arg, 1));
1281 }
1282
1283 /*
1284  * emit_call:
1285  *
1286  *   Emit an LLVM call or invoke instruction depending on whenever the call is inside
1287  * a try region.
1288  */
1289 static LLVMValueRef
1290 emit_call (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb, LLVMBuilderRef *builder_ref, LLVMValueRef callee, LLVMValueRef *args, int pindex)
1291 {
1292         MonoCompile *cfg = ctx->cfg;
1293         LLVMValueRef lcall;
1294         LLVMBuilderRef builder = *builder_ref;
1295         int clause_index;
1296
1297         clause_index = get_handler_clause (cfg, bb);
1298
1299         if (clause_index != -1) {
1300                 MonoMethodHeader *header = cfg->header;
1301                 MonoExceptionClause *ec = &header->clauses [clause_index];
1302                 MonoBasicBlock *tblock;
1303                 LLVMBasicBlockRef ex_bb, noex_bb;
1304
1305                 /*
1306                  * Have to use an invoke instead of a call, branching to the
1307                  * handler bblock of the clause containing this bblock.
1308                  */
1309
1310                 g_assert (ec->flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE || ec->flags == MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY);
1311
1312                 tblock = cfg->cil_offset_to_bb [ec->handler_offset];
1313                 g_assert (tblock);
1314
1315                 ctx->bblocks [tblock->block_num].invoke_target = TRUE;
1316
1317                 ex_bb = get_bb (ctx, tblock);
1318
1319                 noex_bb = gen_bb (ctx, "NOEX_BB");
1320
1321                 /* Use an invoke */
1322                 lcall = LLVMBuildInvoke (builder, callee, args, pindex, noex_bb, ex_bb, "");
1323
1324                 builder = ctx->builder = create_builder (ctx);
1325                 LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, noex_bb);
1326
1327                 ctx->bblocks [bb->block_num].end_bblock = noex_bb;
1328         } else {
1329                 lcall = LLVMBuildCall (builder, callee, args, pindex, "");
1330                 ctx->builder = builder;
1331         }
1332
1333         *builder_ref = ctx->builder;
1334
1335         return lcall;
1336 }
1337
1338 static LLVMValueRef
1339 emit_load (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb, LLVMBuilderRef *builder_ref, int size, LLVMValueRef addr, const char *name, gboolean is_faulting)
1340 {
1341         const char *intrins_name;
1342         LLVMValueRef args [16], res;
1343         LLVMTypeRef addr_type;
1344
1345         if (is_faulting && bb->region != -1) {
1346                 /*
1347                  * We handle loads which can fault by calling a mono specific intrinsic
1348                  * using an invoke, so they are handled properly inside try blocks.
1349                  * We can't use this outside clauses, since LLVM optimizes intrinsics which
1350                  * are marked with IntrReadArgMem.
1351                  */
1352                 switch (size) {
1353                 case 1:
1354                         intrins_name = "llvm.mono.load.i8.p0i8";
1355                         break;
1356                 case 2:
1357                         intrins_name = "llvm.mono.load.i16.p0i16";
1358                         break;
1359                 case 4:
1360                         intrins_name = "llvm.mono.load.i32.p0i32";
1361                         break;
1362                 case 8:
1363                         intrins_name = "llvm.mono.load.i64.p0i64";
1364                         break;
1365                 default:
1366                         g_assert_not_reached ();
1367                 }
1368
1369                 addr_type = LLVMTypeOf (addr);
1370                 if (addr_type == LLVMPointerType (LLVMDoubleType (), 0) || addr_type == LLVMPointerType (LLVMFloatType (), 0))
1371                         addr = LLVMBuildBitCast (*builder_ref, addr, LLVMPointerType (LLVMIntType (size * 8), 0), "");
1372
1373                 args [0] = addr;
1374                 args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
1375                 args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), TRUE, FALSE);
1376                 res = emit_call (ctx, bb, builder_ref, LLVMGetNamedFunction (ctx->module, intrins_name), args, 3);
1377
1378                 if (addr_type == LLVMPointerType (LLVMDoubleType (), 0))
1379                         res = LLVMBuildBitCast (*builder_ref, res, LLVMDoubleType (), "");
1380                 else if (addr_type == LLVMPointerType (LLVMFloatType (), 0))
1381                         res = LLVMBuildBitCast (*builder_ref, res, LLVMFloatType (), "");
1382
1383                 return res;
1384         } else {
1385                 LLVMValueRef res;
1386
1387                 /*
1388                  * We emit volatile loads for loads which can fault, because otherwise
1389                  * LLVM will generate invalid code when encountering a load from a
1390                  * NULL address.
1391                  */
1392                  res = mono_llvm_build_load (*builder_ref, addr, name, is_faulting);
1393
1394                  /* Mark it with a custom metadata */
1395                  /*
1396                  if (is_faulting)
1397                          set_metadata_flag (res, "mono.faulting.load");
1398                  */
1399
1400                  return res;
1401         }
1402 }
1403
1404 static void
1405 emit_store (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb, LLVMBuilderRef *builder_ref, int size, LLVMValueRef value, LLVMValueRef addr, gboolean is_faulting)
1406 {
1407         const char *intrins_name;
1408         LLVMValueRef args [16];
1409
1410         if (is_faulting && bb->region != -1) {
1411                 switch (size) {
1412                 case 1:
1413                         intrins_name = "llvm.mono.store.i8.p0i8";
1414                         break;
1415                 case 2:
1416                         intrins_name = "llvm.mono.store.i16.p0i16";
1417                         break;
1418                 case 4:
1419                         intrins_name = "llvm.mono.store.i32.p0i32";
1420                         break;
1421                 case 8:
1422                         intrins_name = "llvm.mono.store.i64.p0i64";
1423                         break;
1424                 default:
1425                         g_assert_not_reached ();
1426                 }
1427
1428                 if (LLVMTypeOf (value) == LLVMDoubleType () || LLVMTypeOf (value) == LLVMFloatType ()) {
1429                         value = LLVMBuildBitCast (*builder_ref, value, LLVMIntType (size * 8), "");
1430                         addr = LLVMBuildBitCast (*builder_ref, addr, LLVMPointerType (LLVMIntType (size * 8), 0), "");
1431                 }
1432
1433                 args [0] = value;
1434                 args [1] = addr;
1435                 args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
1436                 args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), TRUE, FALSE);
1437                 emit_call (ctx, bb, builder_ref, LLVMGetNamedFunction (ctx->module, intrins_name), args, 4);
1438         } else {
1439                 LLVMBuildStore (*builder_ref, value, addr);
1440         }
1441 }
1442
1443 /*
1444  * emit_cond_system_exception:
1445  *
1446  *   Emit code to throw the exception EXC_TYPE if the condition CMP is false.
1447  * Might set the ctx exception.
1448  */
1449 static void
1450 emit_cond_system_exception (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb, const char *exc_type, LLVMValueRef cmp)
1451 {
1452         LLVMBasicBlockRef ex_bb, noex_bb;
1453         LLVMBuilderRef builder;
1454         MonoClass *exc_class;
1455         LLVMValueRef args [2];
1456
1457         ex_bb = gen_bb (ctx, "EX_BB");
1458         noex_bb = gen_bb (ctx, "NOEX_BB");
1459
1460         LLVMBuildCondBr (ctx->builder, cmp, ex_bb, noex_bb);
1461
1462         exc_class = mono_class_from_name (mono_get_corlib (), "System", exc_type);
1463         g_assert (exc_class);
1464
1465         /* Emit exception throwing code */
1466         builder = create_builder (ctx);
1467         LLVMPositionBuilderAtEnd (builder, ex_bb);
1468
1469         if (!ctx->lmodule->throw_corlib_exception) {
1470                 LLVMValueRef callee;
1471                 LLVMTypeRef sig;
1472                 const char *icall_name;
1473
1474                 MonoMethodSignature *throw_sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_get_corlib (), 2);
1475                 throw_sig->ret = &mono_get_void_class ()->byval_arg;
1476                 throw_sig->params [0] = &mono_get_int32_class ()->byval_arg;
1477                 icall_name = "llvm_throw_corlib_exception_abs_trampoline";
1478                 throw_sig->params [1] = &mono_get_intptr_class ()->byval_arg;
1479                 sig = sig_to_llvm_sig (ctx, throw_sig);
1480
1481                 if (ctx->cfg->compile_aot) {
1482                         callee = get_plt_entry (ctx, sig, MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, icall_name);
1483                 } else {
1484                         callee = LLVMAddFunction (ctx->module, "llvm_throw_corlib_exception_trampoline", sig_to_llvm_sig (ctx, throw_sig));
1485
1486                         /*
1487                          * Differences between the LLVM/non-LLVM throw corlib exception trampoline:
1488                          * - On x86, LLVM generated code doesn't push the arguments
1489                          * - When using the LLVM mono branch, the trampoline takes the throw address as an
1490                          *   arguments, not a pc offset.
1491                          */
1492                         LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, resolve_patch (ctx->cfg, MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, icall_name));
1493                 }
1494
1495                 mono_memory_barrier ();
1496                 ctx->lmodule->throw_corlib_exception = callee;
1497         }
1498
1499         if (IS_TARGET_X86)
1500                 args [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), exc_class->type_token - MONO_TOKEN_TYPE_DEF, FALSE);
1501         else
1502                 args [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), exc_class->type_token, FALSE);
1503
1504         /*
1505          * The LLVM mono branch contains changes so a block address can be passed as an
1506          * argument to a call.
1507          */
1508         args [1] = LLVMBuildPtrToInt (builder, LLVMBlockAddress (ctx->lmethod, ex_bb), IntPtrType (), "");
1509         emit_call (ctx, bb, &builder, ctx->lmodule->throw_corlib_exception, args, 2);
1510
1511         LLVMBuildUnreachable (builder);
1512
1513         ctx->builder = create_builder (ctx);
1514         LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, noex_bb);
1515
1516         ctx->bblocks [bb->block_num].end_bblock = noex_bb;
1517
1518         ctx->ex_index ++;
1519         return;
1520 }
1521
1522 /*
1523  * emit_reg_to_vtype:
1524  *
1525  *   Emit code to store the vtype in the registers REGS to the address ADDRESS.
1526  */
1527 static void
1528 emit_reg_to_vtype (EmitContext *ctx, LLVMBuilderRef builder, MonoType *t, LLVMValueRef address, LLVMArgInfo *ainfo, LLVMValueRef *regs)
1529 {
1530         int j, size;
1531
1532         size = get_vtype_size (t);
1533
1534         if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, mono_class_from_mono_type (t))) {
1535                 address = LLVMBuildBitCast (ctx->builder, address, LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
1536         }
1537
1538         for (j = 0; j < 2; ++j) {
1539                 LLVMValueRef index [2], addr;
1540                 int part_size = size > sizeof (gpointer) ? sizeof (gpointer) : size;
1541                 LLVMTypeRef part_type;
1542
1543                 if (ainfo->pair_storage [j] == LLVMArgNone)
1544                         continue;
1545
1546                 part_type = LLVMIntType (part_size * 8);
1547                 if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, mono_class_from_mono_type (t))) {
1548                         index [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), j * sizeof (gpointer), FALSE);
1549                         addr = LLVMBuildGEP (builder, address, index, 1, "");
1550                 } else {
1551                         index [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
1552                         index [1] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), j * sizeof (gpointer), FALSE);
1553                         addr = LLVMBuildGEP (builder, address, index, 2, "");
1554                 }
1555                 switch (ainfo->pair_storage [j]) {
1556                 case LLVMArgInIReg:
1557                         LLVMBuildStore (builder, convert (ctx, regs [j], part_type), LLVMBuildBitCast (ctx->builder, addr, LLVMPointerType (part_type, 0), ""));
1558                         break;
1559                 case LLVMArgNone:
1560                         break;
1561                 default:
1562                         g_assert_not_reached ();
1563                 }
1564
1565                 size -= sizeof (gpointer);
1566         }
1567 }
1568
1569 /*
1570  * emit_vtype_to_reg:
1571  *
1572  *   Emit code to load a vtype at address ADDRESS into registers. Store the registers
1573  * into REGS, and the number of registers into NREGS.
1574  */
1575 static void
1576 emit_vtype_to_reg (EmitContext *ctx, LLVMBuilderRef builder, MonoType *t, LLVMValueRef address, LLVMArgInfo *ainfo, LLVMValueRef *regs, guint32 *nregs)
1577 {
1578         int pindex = 0;
1579         int j, size;
1580
1581         size = get_vtype_size (t);
1582
1583         if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, mono_class_from_mono_type (t))) {
1584                 address = LLVMBuildBitCast (ctx->builder, address, LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
1585         }
1586
1587         for (j = 0; j < 2; ++j) {
1588                 LLVMValueRef index [2], addr;
1589                 int partsize = size > sizeof (gpointer) ? sizeof (gpointer) : size;
1590
1591                 if (ainfo->pair_storage [j] == LLVMArgNone)
1592                         continue;
1593
1594                 if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, mono_class_from_mono_type (t))) {
1595                         index [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), j * sizeof (gpointer), FALSE);
1596                         addr = LLVMBuildGEP (builder, address, index, 1, "");
1597                 } else {
1598                         index [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
1599                         index [1] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), j * sizeof (gpointer), FALSE);
1600                         addr = LLVMBuildGEP (builder, address, index, 2, "");
1601                 }
1602                 switch (ainfo->pair_storage [j]) {
1603                 case LLVMArgInIReg:
1604                         regs [pindex ++] = convert (ctx, LLVMBuildLoad (builder, LLVMBuildBitCast (ctx->builder, addr, LLVMPointerType (LLVMIntType (partsize * 8), 0), ""), ""), IntPtrType ());
1605                         break;
1606                 case LLVMArgNone:
1607                         break;
1608                 default:
1609                         g_assert_not_reached ();
1610                 }
1611                 size -= sizeof (gpointer);
1612         }
1613
1614         *nregs = pindex;
1615 }
1616
1617 static LLVMValueRef
1618 build_alloca (EmitContext *ctx, MonoType *t)
1619 {
1620         MonoClass *k = mono_class_from_mono_type (t);
1621         int align;
1622
1623         if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, k))
1624                 align = 16;
1625         else
1626                 align = mono_class_min_align (k);
1627
1628         /* Sometimes align is not a power of 2 */
1629         while (mono_is_power_of_two (align) == -1)
1630                 align ++;
1631
1632         /*
1633          * Have to place all alloca's at the end of the entry bb, since otherwise they would
1634          * get executed every time control reaches them.
1635          */
1636         LLVMPositionBuilder (ctx->alloca_builder, get_bb (ctx, ctx->cfg->bb_entry), ctx->last_alloca);
1637
1638         ctx->last_alloca = mono_llvm_build_alloca (ctx->alloca_builder, type_to_llvm_type (ctx, t), NULL, align, "");
1639         return ctx->last_alloca;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Put the global into the 'llvm.used' array to prevent it from being optimized away.
1644  */
1645 static void
1646 mark_as_used (LLVMModuleRef module, LLVMValueRef global)
1647 {
1648         LLVMTypeRef used_type;
1649         LLVMValueRef used, used_elem;
1650
1651         used_type = LLVMArrayType (LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), 1);
1652         used = LLVMAddGlobal (module, used_type, "llvm.used");
1653         used_elem = LLVMConstBitCast (global, LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0));
1654         LLVMSetInitializer (used, LLVMConstArray (LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), &used_elem, 1));
1655         LLVMSetLinkage (used, LLVMAppendingLinkage);
1656         LLVMSetSection (used, "llvm.metadata");
1657 }
1658
1659 /*
1660  * emit_entry_bb:
1661  *
1662  *   Emit code to load/convert arguments.
1663  */
1664 static void
1665 emit_entry_bb (EmitContext *ctx, LLVMBuilderRef builder)
1666 {
1667         int i, pindex;
1668         MonoCompile *cfg = ctx->cfg;
1669         MonoMethodSignature *sig = ctx->sig;
1670         LLVMCallInfo *linfo = ctx->linfo;
1671         MonoBasicBlock *bb;
1672
1673         ctx->alloca_builder = create_builder (ctx);
1674
1675         /*
1676          * Handle indirect/volatile variables by allocating memory for them
1677          * using 'alloca', and storing their address in a temporary.
1678          */
1679         for (i = 0; i < cfg->num_varinfo; ++i) {
1680                 MonoInst *var = cfg->varinfo [i];
1681                 LLVMTypeRef vtype;
1682
1683                 if (var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT) || MONO_TYPE_ISSTRUCT (var->inst_vtype)) {
1684                         vtype = type_to_llvm_type (ctx, var->inst_vtype);
1685                         CHECK_FAILURE (ctx);
1686                         /* Could be already created by an OP_VPHI */
1687                         if (!ctx->addresses [var->dreg])
1688                                 ctx->addresses [var->dreg] = build_alloca (ctx, var->inst_vtype);
1689                         ctx->vreg_cli_types [var->dreg] = var->inst_vtype;
1690                 }
1691         }
1692
1693         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i) {
1694                 LLVMArgInfo *ainfo = &linfo->args [i + sig->hasthis];
1695                 int reg = cfg->args [i + sig->hasthis]->dreg;
1696
1697                 if (ainfo->storage == LLVMArgVtypeInReg) {
1698                         LLVMValueRef regs [2];
1699
1700                         /*
1701                          * Emit code to save the argument from the registers to
1702                          * the real argument.
1703                          */
1704                         pindex = ctx->pindexes [i];
1705                         regs [0] = LLVMGetParam (ctx->lmethod, pindex);
1706                         if (ainfo->pair_storage [1] != LLVMArgNone)
1707                                 regs [1] = LLVMGetParam (ctx->lmethod, pindex + 1);
1708                         else
1709                                 regs [1] = NULL;
1710
1711                         ctx->addresses [reg] = build_alloca (ctx, sig->params [i]);
1712
1713                         emit_reg_to_vtype (ctx, builder, sig->params [i], ctx->addresses [reg], ainfo, regs);
1714
1715                         if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, mono_class_from_mono_type (sig->params [i]))) {
1716                                 /* Treat these as normal values */
1717                                 ctx->values [reg] = LLVMBuildLoad (builder, ctx->addresses [reg], "");
1718                         }
1719                 } else if (ainfo->storage == LLVMArgVtypeByVal) {
1720                         ctx->addresses [reg] = LLVMGetParam (ctx->lmethod, ctx->pindexes [i]);
1721
1722                         if (MONO_CLASS_IS_SIMD (ctx->cfg, mono_class_from_mono_type (sig->params [i]))) {
1723                                 /* Treat these as normal values */
1724                                 ctx->values [reg] = LLVMBuildLoad (builder, ctx->addresses [reg], "");
1725                         }
1726                 } else {
1727                         ctx->values [reg] = convert (ctx, ctx->values [reg], llvm_type_to_stack_type (type_to_llvm_type (ctx, sig->params [i])));
1728                 }
1729         }
1730
1731         if (cfg->vret_addr)
1732                 emit_volatile_store (ctx, cfg->vret_addr->dreg);
1733         if (sig->hasthis)
1734                 emit_volatile_store (ctx, cfg->args [0]->dreg);
1735         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i)
1736                 if (!MONO_TYPE_ISSTRUCT (sig->params [i]))
1737                         emit_volatile_store (ctx, cfg->args [i + sig->hasthis]->dreg);
1738
1739         if (sig->hasthis && !cfg->rgctx_var && cfg->generic_sharing_context) {
1740                 LLVMValueRef this_alloc;
1741
1742                 /*
1743                  * The exception handling code needs the location where the this argument was
1744                  * stored for gshared methods. We create a separate alloca to hold it, and mark it
1745                  * with the "mono.this" custom metadata to tell llvm that it needs to save its
1746                  * location into the LSDA.
1747                  */
1748                 this_alloc = mono_llvm_build_alloca (builder, IntPtrType (), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 1, FALSE), 0, "");
1749                 /* This volatile store will keep the alloca alive */
1750                 mono_llvm_build_store (builder, ctx->values [cfg->args [0]->dreg], this_alloc, TRUE);
1751
1752                 set_metadata_flag (this_alloc, "mono.this");
1753         }
1754
1755         if (cfg->rgctx_var) {
1756                 LLVMValueRef rgctx_alloc, store;
1757
1758                 /*
1759                  * We handle the rgctx arg similarly to the this pointer.
1760                  */
1761                 g_assert (ctx->addresses [cfg->rgctx_var->dreg]);
1762                 rgctx_alloc = ctx->addresses [cfg->rgctx_var->dreg];
1763                 /* This volatile store will keep the alloca alive */
1764                 store = mono_llvm_build_store (builder, ctx->rgctx_arg, rgctx_alloc, TRUE);
1765
1766                 set_metadata_flag (rgctx_alloc, "mono.this");
1767         }
1768
1769         /*
1770          * For finally clauses, create an indicator variable telling OP_ENDFINALLY whenever
1771          * it needs to continue normally, or return back to the exception handling system.
1772          */
1773         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
1774                 if (bb->region != -1 && (bb->flags & BB_EXCEPTION_HANDLER))
1775                         g_hash_table_insert (ctx->region_to_handler, GUINT_TO_POINTER (mono_get_block_region_notry (cfg, bb->region)), bb);
1776                 if (bb->region != -1 && (bb->flags & BB_EXCEPTION_HANDLER) && bb->in_scount == 0) {
1777                         char name [128];
1778                         LLVMValueRef val;
1779
1780                         sprintf (name, "finally_ind_bb%d", bb->block_num);
1781                         val = LLVMBuildAlloca (builder, LLVMInt32Type (), name);
1782                         LLVMBuildStore (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), val);
1783
1784                         ctx->bblocks [bb->block_num].finally_ind = val;
1785
1786                         /*
1787                          * Create a new bblock which CALL_HANDLER can branch to, because branching to the
1788                          * LLVM bblock containing the call to llvm.eh.selector causes problems for the
1789                          * LLVM optimizer passes.
1790                          */
1791                         sprintf (name, "BB_%d_CALL_HANDLER_TARGET", bb->block_num);
1792                         ctx->bblocks [bb->block_num].call_handler_target_bb = LLVMAppendBasicBlock (ctx->lmethod, name);
1793                 }
1794         }
1795
1796  FAILURE:
1797         ;
1798 }
1799
1800 /* Have to export this for AOT */
1801 void
1802 mono_personality (void);
1803
1804 void
1805 mono_personality (void)
1806 {
1807         /* Not used */
1808         g_assert_not_reached ();
1809 }
1810
1811 static void
1812 process_call (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb, LLVMBuilderRef *builder_ref, MonoInst *ins)
1813 {
1814         MonoCompile *cfg = ctx->cfg;
1815         LLVMModuleRef module = ctx->module;
1816         LLVMValueRef *values = ctx->values;
1817         LLVMValueRef *addresses = ctx->addresses;
1818         MonoCallInst *call = (MonoCallInst*)ins;
1819         MonoMethodSignature *sig = call->signature;
1820         LLVMValueRef callee = NULL, lcall;
1821         LLVMValueRef *args;
1822         LLVMCallInfo *cinfo;
1823         GSList *l;
1824         int i, len, nargs;
1825         gboolean vretaddr;
1826         LLVMTypeRef llvm_sig;
1827         gpointer target;
1828         gboolean virtual, calli;
1829         LLVMBuilderRef builder = *builder_ref;
1830         LLVMSigInfo sinfo;
1831
1832         if (call->signature->call_convention != MONO_CALL_DEFAULT)
1833                 LLVM_FAILURE (ctx, "non-default callconv");
1834
1835         cinfo = call->cinfo;
1836         if (call->rgctx_arg_reg)
1837                 cinfo->rgctx_arg = TRUE;
1838         if (call->imt_arg_reg)
1839                 cinfo->imt_arg = TRUE;
1840
1841         vretaddr = cinfo && cinfo->ret.storage == LLVMArgVtypeRetAddr;
1842
1843         llvm_sig = sig_to_llvm_sig_full (ctx, sig, cinfo, &sinfo);
1844         CHECK_FAILURE (ctx);
1845
1846         virtual = (ins->opcode == OP_VOIDCALL_MEMBASE || ins->opcode == OP_CALL_MEMBASE || ins->opcode == OP_VCALL_MEMBASE || ins->opcode == OP_LCALL_MEMBASE || ins->opcode == OP_FCALL_MEMBASE);
1847         calli = (ins->opcode == OP_VOIDCALL_REG || ins->opcode == OP_CALL_REG || ins->opcode == OP_VCALL_REG || ins->opcode == OP_LCALL_REG || ins->opcode == OP_FCALL_REG);
1848
1849         /* FIXME: Avoid creating duplicate methods */
1850
1851         if (ins->flags & MONO_INST_HAS_METHOD) {
1852                 if (virtual) {
1853                         callee = NULL;
1854                 } else {
1855                         if (cfg->compile_aot) {
1856                                 callee = get_plt_entry (ctx, llvm_sig, MONO_PATCH_INFO_METHOD, call->method);
1857                                 if (!callee)
1858                                         LLVM_FAILURE (ctx, "can't encode patch");
1859                         } else {
1860                                 callee = LLVMAddFunction (module, "", llvm_sig);
1861
1862                                 target =
1863                                         mono_create_jit_trampoline_in_domain (mono_domain_get (),
1864                                                                                                                   call->method);
1865                                 LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, target);
1866                         }
1867                 }
1868         } else if (calli) {
1869         } else {
1870                 MonoJitICallInfo *info = mono_find_jit_icall_by_addr (call->fptr);
1871
1872                 if (info) {
1873                         /*
1874                           MonoJumpInfo ji;
1875
1876                           memset (&ji, 0, sizeof (ji));
1877                           ji.type = MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR;
1878                           ji.data.target = info->name;
1879
1880                           target = mono_resolve_patch_target (cfg->method, cfg->domain, NULL, &ji, FALSE);
1881                         */
1882                         if (cfg->compile_aot) {
1883                                 callee = get_plt_entry (ctx, llvm_sig, MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, (char*)info->name);
1884                                 if (!callee)
1885                                         LLVM_FAILURE (ctx, "can't encode patch");
1886                         } else {
1887                                 callee = LLVMAddFunction (module, "", llvm_sig);
1888                                 target = (gpointer)mono_icall_get_wrapper (info);
1889                                 LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, target);
1890                         }
1891                 } else {
1892                         if (cfg->compile_aot) {
1893                                 callee = NULL;
1894                                 if (cfg->abs_patches) {
1895                                         MonoJumpInfo *abs_ji = g_hash_table_lookup (cfg->abs_patches, call->fptr);
1896                                         if (abs_ji) {
1897                                                 callee = get_plt_entry (ctx, llvm_sig, abs_ji->type, abs_ji->data.target);
1898                                                 if (!callee)
1899                                                         LLVM_FAILURE (ctx, "can't encode patch");
1900                                         }
1901                                 }
1902                                 if (!callee)
1903                                         LLVM_FAILURE (ctx, "aot");
1904                         } else {
1905                                 callee = LLVMAddFunction (module, "", llvm_sig);
1906                                 target = NULL;
1907                                 if (cfg->abs_patches) {
1908                                         MonoJumpInfo *abs_ji = g_hash_table_lookup (cfg->abs_patches, call->fptr);
1909                                         if (abs_ji) {
1910                                                 /*
1911                                                  * FIXME: Some trampolines might have
1912                                                  * their own calling convention on some platforms.
1913                                                  */
1914 #ifndef TARGET_AMD64
1915                                                 if (abs_ji->type == MONO_PATCH_INFO_MONITOR_ENTER || abs_ji->type == MONO_PATCH_INFO_MONITOR_EXIT || abs_ji->type == MONO_PATCH_INFO_GENERIC_CLASS_INIT)
1916                                                         LLVM_FAILURE (ctx, "trampoline with own cconv");
1917 #endif
1918                                                 target = mono_resolve_patch_target (cfg->method, cfg->domain, NULL, abs_ji, FALSE);
1919                                                 LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, target);
1920                                         }
1921                                 }
1922                                 if (!target)
1923                                         LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, (gpointer)call->fptr);
1924                         }
1925                 }
1926         }
1927
1928         if (virtual) {
1929                 int size = sizeof (gpointer);
1930                 LLVMValueRef index;
1931
1932                 g_assert (ins->inst_offset % size == 0);
1933                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset / size, FALSE);
1934
1935                 callee = convert (ctx, LLVMBuildLoad (builder, LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_basereg], LLVMPointerType (LLVMPointerType (IntPtrType (), 0), 0)), &index, 1, ""), ""), LLVMPointerType (llvm_sig, 0));
1936         } else if (calli) {
1937                 callee = convert (ctx, values [ins->sreg1], LLVMPointerType (llvm_sig, 0));
1938         } else {
1939                 if (ins->flags & MONO_INST_HAS_METHOD) {
1940                 }
1941         }
1942
1943         /*
1944          * Collect and convert arguments
1945          */
1946         nargs = (sig->param_count * 2) + sig->hasthis + vretaddr + call->rgctx_reg + call->imt_arg_reg;
1947         len = sizeof (LLVMValueRef) * nargs;
1948         args = alloca (len);
1949         memset (args, 0, len);
1950         l = call->out_ireg_args;
1951
1952         if (call->rgctx_arg_reg) {
1953                 g_assert (values [call->rgctx_arg_reg]);
1954                 g_assert (sinfo.rgctx_arg_pindex < nargs);
1955                 args [sinfo.rgctx_arg_pindex] = values [call->rgctx_arg_reg];
1956         }
1957         if (call->imt_arg_reg) {
1958                 g_assert (values [call->imt_arg_reg]);
1959                 g_assert (sinfo.imt_arg_pindex < nargs);
1960                 args [sinfo.imt_arg_pindex] = values [call->imt_arg_reg];
1961         }
1962
1963         if (vretaddr) {
1964                 if (!addresses [call->inst.dreg])
1965                         addresses [call->inst.dreg] = build_alloca (ctx, sig->ret);
1966                 g_assert (sinfo.vret_arg_pindex < nargs);
1967                 args [sinfo.vret_arg_pindex] = LLVMBuildPtrToInt (builder, addresses [call->inst.dreg], IntPtrType (), "");
1968         }
1969
1970         for (i = 0; i < sig->param_count + sig->hasthis; ++i) {
1971                 guint32 regpair;
1972                 int reg, pindex;
1973                 LLVMArgInfo *ainfo = call->cinfo ? &call->cinfo->args [i] : NULL;
1974
1975                 if (sig->hasthis) {
1976                         if (i == 0)
1977                                 pindex = sinfo.this_arg_pindex;
1978                         else
1979                                 pindex = sinfo.pindexes [i - 1];
1980                 } else {
1981                         pindex = sinfo.pindexes [i];
1982                 }
1983
1984                 regpair = (guint32)(gssize)(l->data);
1985                 reg = regpair & 0xffffff;
1986                 args [pindex] = values [reg];
1987                 if (ainfo->storage == LLVMArgVtypeInReg) {
1988                         int j;
1989                         LLVMValueRef regs [2];
1990                         guint32 nregs;
1991
1992                         g_assert (ainfo);
1993
1994                         g_assert (addresses [reg]);
1995
1996                         emit_vtype_to_reg (ctx, builder, sig->params [i - sig->hasthis], addresses [reg], ainfo, regs, &nregs);
1997                         for (j = 0; j < nregs; ++j)
1998                                 args [pindex ++] = regs [j];
1999
2000                         // FIXME: alignment
2001                         // FIXME: Get rid of the VMOVE
2002                 } else if (ainfo->storage == LLVMArgVtypeByVal) {
2003                         g_assert (addresses [reg]);
2004                         args [pindex] = addresses [reg];
2005                 } else {
2006                         g_assert (args [pindex]);
2007                         if (i == 0 && sig->hasthis)
2008                                 args [pindex] = convert (ctx, args [pindex], IntPtrType ());
2009                         else
2010                                 args [pindex] = convert (ctx, args [pindex], type_to_llvm_arg_type (ctx, sig->params [i - sig->hasthis]));
2011                 }
2012
2013                 l = l->next;
2014         }
2015
2016         // FIXME: Align call sites
2017
2018         /*
2019          * Emit the call
2020          */
2021
2022         lcall = emit_call (ctx, bb, &builder, callee, args, LLVMCountParamTypes (llvm_sig));
2023
2024 #ifdef LLVM_MONO_BRANCH
2025         /*
2026          * Modify cconv and parameter attributes to pass rgctx/imt correctly.
2027          */
2028 #if defined(MONO_ARCH_IMT_REG) && defined(MONO_ARCH_RGCTX_REG)
2029         g_assert (MONO_ARCH_IMT_REG == MONO_ARCH_RGCTX_REG);
2030 #endif
2031         /* The two can't be used together, so use only one LLVM calling conv to pass them */
2032         g_assert (!(call->rgctx_arg_reg && call->imt_arg_reg));
2033         if (!sig->pinvoke)
2034                 LLVMSetInstructionCallConv (lcall, LLVMMono1CallConv);
2035
2036         if (call->rgctx_arg_reg)
2037                 LLVMAddInstrAttribute (lcall, 1 + sinfo.rgctx_arg_pindex, LLVMInRegAttribute);
2038         if (call->imt_arg_reg)
2039                 LLVMAddInstrAttribute (lcall, 1 + sinfo.imt_arg_pindex, LLVMInRegAttribute);
2040 #endif
2041
2042         /* Add byval attributes if needed */
2043         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i) {
2044                 LLVMArgInfo *ainfo = call->cinfo ? &call->cinfo->args [i + sig->hasthis] : NULL;
2045
2046                 if (ainfo && ainfo->storage == LLVMArgVtypeByVal) {
2047                         LLVMAddInstrAttribute (lcall, 1 + sinfo.pindexes [i], LLVMByValAttribute);
2048                 }
2049         }
2050
2051         /*
2052          * Convert the result
2053          */
2054         if (cinfo && cinfo->ret.storage == LLVMArgVtypeInReg) {
2055                 LLVMValueRef regs [2];
2056
2057                 if (!addresses [ins->dreg])
2058                         addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, sig->ret);
2059
2060                 regs [0] = LLVMBuildExtractValue (builder, lcall, 0, "");
2061                 if (cinfo->ret.pair_storage [1] != LLVMArgNone)
2062                         regs [1] = LLVMBuildExtractValue (builder, lcall, 1, "");
2063
2064                 emit_reg_to_vtype (ctx, builder, sig->ret, addresses [ins->dreg], &cinfo->ret, regs);
2065         } else if (sig->ret->type != MONO_TYPE_VOID && !vretaddr) {
2066                 /* If the method returns an unsigned value, need to zext it */
2067
2068                 values [ins->dreg] = convert_full (ctx, lcall, llvm_type_to_stack_type (type_to_llvm_type (ctx, sig->ret)), type_is_unsigned (ctx, sig->ret));
2069         }
2070
2071         *builder_ref = ctx->builder;
2072
2073         g_free (sinfo.pindexes);
2074
2075         return;
2076  FAILURE:
2077         return;
2078 }
2079
2080 static void
2081 process_bb (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb)
2082 {
2083         MonoCompile *cfg = ctx->cfg;
2084         MonoMethodSignature *sig = ctx->sig;
2085         LLVMValueRef method = ctx->lmethod;
2086         LLVMValueRef *values = ctx->values;
2087         LLVMValueRef *addresses = ctx->addresses;
2088         int i;
2089         LLVMCallInfo *linfo = ctx->linfo;
2090         LLVMModuleRef module = ctx->module;
2091         BBInfo *bblocks = ctx->bblocks;
2092         MonoInst *ins;
2093         LLVMBasicBlockRef cbb;
2094         LLVMBuilderRef builder, starting_builder;
2095         gboolean has_terminator;
2096         LLVMValueRef v;
2097         LLVMValueRef lhs, rhs;
2098         int nins = 0;
2099
2100         cbb = get_bb (ctx, bb);
2101         builder = create_builder (ctx);
2102         ctx->builder = builder;
2103         LLVMPositionBuilderAtEnd (builder, cbb);
2104
2105         if (bb == cfg->bb_entry)
2106                 emit_entry_bb (ctx, builder);
2107         CHECK_FAILURE (ctx);
2108
2109         if (bb->flags & BB_EXCEPTION_HANDLER) {
2110                 LLVMTypeRef i8ptr;
2111                 LLVMValueRef personality;
2112                 LLVMBasicBlockRef target_bb;
2113                 MonoInst *exvar;
2114                 static gint32 mapping_inited;
2115                 static int ti_generator;
2116                 char ti_name [128];
2117                 MonoClass **ti;
2118                 LLVMValueRef type_info;
2119                 int clause_index;
2120
2121                 if (!bblocks [bb->block_num].invoke_target) {
2122                         /*
2123                          * LLVM asserts if llvm.eh.selector is called from a bblock which
2124                          * doesn't have an invoke pointing at it.
2125                          * Update: LLVM no longer asserts, but some tests in exceptions.exe now fail.
2126                          */
2127                         LLVM_FAILURE (ctx, "handler without invokes");
2128                 }
2129
2130                 // <resultval> = landingpad <somety> personality <type> <pers_fn> <clause>+
2131
2132                 if (cfg->compile_aot) {
2133                         /* Use a dummy personality function */
2134                         personality = LLVMGetNamedFunction (module, "mono_aot_personality");
2135                         g_assert (personality);
2136                 } else {
2137                         personality = LLVMGetNamedFunction (module, "mono_personality");
2138                         if (InterlockedCompareExchange (&mapping_inited, 1, 0) == 0)
2139                                 LLVMAddGlobalMapping (ee, personality, mono_personality);
2140                 }
2141
2142                 i8ptr = LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0);
2143
2144                 clause_index = (mono_get_block_region_notry (cfg, bb->region) >> 8) - 1;
2145
2146                 /*
2147                  * Create the type info
2148                  */
2149                 sprintf (ti_name, "type_info_%d", ti_generator);
2150                 ti_generator ++;
2151
2152                 if (cfg->compile_aot) {
2153                         /* decode_eh_frame () in aot-runtime.c will decode this */
2154                         type_info = LLVMAddGlobal (module, LLVMInt32Type (), ti_name);
2155                         LLVMSetInitializer (type_info, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), clause_index, FALSE));
2156
2157                         LLVMSetLinkage (type_info, LLVMPrivateLinkage);
2158                         LLVMSetVisibility (type_info, LLVMHiddenVisibility);
2159
2160                         /*
2161                          * Enabling this causes llc to crash:
2162                          * http://llvm.org/bugs/show_bug.cgi?id=6102
2163                          */
2164                         //LLVM_FAILURE (ctx, "aot+clauses");
2165 #ifdef TARGET_ARM
2166                         // test_0_invalid_unbox_arrays () fails
2167                         LLVM_FAILURE (ctx, "aot+clauses");
2168 #endif
2169                 } else {
2170                         /*
2171                          * After the cfg mempool is freed, the type info will point to stale memory,
2172                          * but this is not a problem, since we decode it once in exception_cb during
2173                          * compilation.
2174                          */
2175                         ti = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (gint32));
2176                         *(gint32*)ti = clause_index;
2177
2178                         type_info = LLVMAddGlobal (module, i8ptr, ti_name);
2179
2180                         LLVMAddGlobalMapping (ee, type_info, ti);
2181                 }
2182
2183                 {
2184                         LLVMTypeRef members [2], ret_type;
2185                         LLVMValueRef landing_pad;
2186
2187                         members [0] = i8ptr;
2188                         members [1] = LLVMInt32Type ();
2189                         ret_type = LLVMStructType (members, 2, FALSE);
2190
2191                         landing_pad = LLVMBuildLandingPad (builder, ret_type, personality, 1, "");
2192                         LLVMAddClause (landing_pad, type_info);
2193
2194                         /* Store the exception into the exvar */
2195                         if (bb->in_scount == 1) {
2196                                 g_assert (bb->in_scount == 1);
2197                                 exvar = bb->in_stack [0];
2198
2199                                 // FIXME: This is shared with filter clauses ?
2200                                 g_assert (!values [exvar->dreg]);
2201
2202                                 values [exvar->dreg] = LLVMBuildExtractValue (builder, landing_pad, 0, "ex_obj");
2203                                 emit_volatile_store (ctx, exvar->dreg);
2204                         }
2205                 }
2206
2207                 /* Start a new bblock which CALL_HANDLER can branch to */
2208                 target_bb = bblocks [bb->block_num].call_handler_target_bb;
2209                 if (target_bb) {
2210                         LLVMBuildBr (builder, target_bb);
2211
2212                         ctx->builder = builder = create_builder (ctx);
2213                         LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, target_bb);
2214
2215                         ctx->bblocks [bb->block_num].end_bblock = target_bb;
2216                 }
2217         }
2218
2219         has_terminator = FALSE;
2220         starting_builder = builder;
2221         for (ins = bb->code; ins; ins = ins->next) {
2222                 const char *spec = LLVM_INS_INFO (ins->opcode);
2223                 char *dname = NULL;
2224                 char dname_buf [128];
2225
2226                 nins ++;
2227                 if (nins > 5000 && builder == starting_builder) {
2228                         /* some steps in llc are non-linear in the size of basic blocks, see #5714 */
2229                         LLVM_FAILURE (ctx, "basic block too long");
2230                 }
2231
2232                 if (has_terminator)
2233                         /* There could be instructions after a terminator, skip them */
2234                         break;
2235
2236                 if (spec [MONO_INST_DEST] != ' ' && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
2237                         sprintf (dname_buf, "t%d", ins->dreg);
2238                         dname = dname_buf;
2239                 }
2240
2241                 if (spec [MONO_INST_SRC1] != ' ' && spec [MONO_INST_SRC1] != 'v') {
2242                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->sreg1);
2243
2244                         if (var && var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)) {
2245                                 lhs = emit_volatile_load (ctx, ins->sreg1);
2246                         } else {
2247                                 /* It is ok for SETRET to have an uninitialized argument */
2248                                 if (!values [ins->sreg1] && ins->opcode != OP_SETRET)
2249                                         LLVM_FAILURE (ctx, "sreg1");
2250                                 lhs = values [ins->sreg1];
2251                         }
2252                 } else {
2253                         lhs = NULL;
2254                 }
2255
2256                 if (spec [MONO_INST_SRC2] != ' ' && spec [MONO_INST_SRC2] != ' ') {
2257                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->sreg2);
2258                         if (var && var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)) {
2259                                 rhs = emit_volatile_load (ctx, ins->sreg2);
2260                         } else {
2261                                 if (!values [ins->sreg2])
2262                                         LLVM_FAILURE (ctx, "sreg2");
2263                                 rhs = values [ins->sreg2];
2264                         }
2265                 } else {
2266                         rhs = NULL;
2267                 }
2268
2269                 //mono_print_ins (ins);
2270                 switch (ins->opcode) {
2271                 case OP_NOP:
2272                 case OP_NOT_NULL:
2273                 case OP_LIVERANGE_START:
2274                 case OP_LIVERANGE_END:
2275                         break;
2276                 case OP_ICONST:
2277                         values [ins->dreg] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE);
2278                         break;
2279                 case OP_I8CONST:
2280 #if SIZEOF_VOID_P == 4
2281                         values [ins->dreg] = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), GET_LONG_IMM (ins), FALSE);
2282 #else
2283                         values [ins->dreg] = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), (gint64)ins->inst_c0, FALSE);
2284 #endif
2285                         break;
2286                 case OP_R8CONST:
2287                         values [ins->dreg] = LLVMConstReal (LLVMDoubleType (), *(double*)ins->inst_p0);
2288                         break;
2289                 case OP_R4CONST:
2290                         values [ins->dreg] = LLVMConstFPExt (LLVMConstReal (LLVMFloatType (), *(float*)ins->inst_p0), LLVMDoubleType ());
2291                         break;
2292                 case OP_BR:
2293                         LLVMBuildBr (builder, get_bb (ctx, ins->inst_target_bb));
2294                         has_terminator = TRUE;
2295                         break;
2296                 case OP_SWITCH: {
2297                         int i;
2298                         LLVMValueRef v;
2299                         char bb_name [128];
2300                         LLVMBasicBlockRef new_bb;
2301                         LLVMBuilderRef new_builder;
2302
2303                         // The default branch is already handled
2304                         // FIXME: Handle it here
2305
2306                         /* Start new bblock */
2307                         sprintf (bb_name, "SWITCH_DEFAULT_BB%d", ctx->default_index ++);
2308                         new_bb = LLVMAppendBasicBlock (ctx->lmethod, bb_name);
2309
2310                         lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2311                         v = LLVMBuildSwitch (builder, lhs, new_bb, GPOINTER_TO_UINT (ins->klass));
2312                         for (i = 0; i < GPOINTER_TO_UINT (ins->klass); ++i) {
2313                                 MonoBasicBlock *target_bb = ins->inst_many_bb [i];
2314
2315                                 LLVMAddCase (v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), i, FALSE), get_bb (ctx, target_bb));
2316                         }
2317
2318                         new_builder = create_builder (ctx);
2319                         LLVMPositionBuilderAtEnd (new_builder, new_bb);
2320                         LLVMBuildUnreachable (new_builder);
2321
2322                         has_terminator = TRUE;
2323                         g_assert (!ins->next);
2324
2325                         break;
2326                 }
2327
2328                 case OP_SETRET:
2329                         if (linfo->ret.storage == LLVMArgVtypeInReg) {
2330                                 LLVMTypeRef ret_type = LLVMGetReturnType (LLVMGetElementType (LLVMTypeOf (method)));
2331                                 LLVMValueRef part1, retval;
2332                                 int size;
2333
2334                                 size = get_vtype_size (sig->ret);
2335
2336                                 g_assert (addresses [ins->sreg1]);
2337
2338                                 g_assert (linfo->ret.pair_storage [0] == LLVMArgInIReg);
2339                                 g_assert (linfo->ret.pair_storage [1] == LLVMArgNone);
2340
2341                                 part1 = convert (ctx, LLVMBuildLoad (builder, LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->sreg1], LLVMPointerType (LLVMIntType (size * 8), 0), ""), ""), IntPtrType ());
2342
2343                                 retval = LLVMBuildInsertValue (builder, LLVMGetUndef (ret_type), part1, 0, "");
2344
2345                                 LLVMBuildRet (builder, retval);
2346                                 break;
2347                         }
2348
2349                         if (linfo->ret.storage == LLVMArgVtypeRetAddr) {
2350                                 LLVMBuildRetVoid (builder);
2351                                 break;
2352                         }
2353
2354                         if (!lhs || ctx->is_dead [ins->sreg1]) {
2355                                 /*
2356                                  * The method did not set its return value, probably because it
2357                                  * ends with a throw.
2358                                  */
2359                                 if (cfg->vret_addr)
2360                                         LLVMBuildRetVoid (builder);
2361                                 else
2362                                         LLVMBuildRet (builder, LLVMConstNull (type_to_llvm_type (ctx, sig->ret)));
2363                         } else {
2364                                 LLVMBuildRet (builder, convert (ctx, lhs, type_to_llvm_type (ctx, sig->ret)));
2365                         }
2366                         has_terminator = TRUE;
2367                         break;
2368                 case OP_ICOMPARE:
2369                 case OP_FCOMPARE:
2370                 case OP_LCOMPARE:
2371                 case OP_COMPARE:
2372                 case OP_ICOMPARE_IMM:
2373                 case OP_LCOMPARE_IMM:
2374                 case OP_COMPARE_IMM: {
2375                         CompRelation rel;
2376                         LLVMValueRef cmp;
2377
2378                         if (ins->next->opcode == OP_NOP)
2379                                 break;
2380
2381                         if (ins->next->opcode == OP_BR)
2382                                 /* The comparison result is not needed */
2383                                 continue;
2384
2385                         rel = mono_opcode_to_cond (ins->next->opcode);
2386
2387                         if (ins->opcode == OP_ICOMPARE_IMM) {
2388                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2389                                 rhs = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
2390                         }
2391                         if (ins->opcode == OP_LCOMPARE_IMM) {
2392                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ());
2393                                 rhs = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), GET_LONG_IMM (ins), FALSE);
2394                         }
2395                         if (ins->opcode == OP_LCOMPARE) {
2396                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ());
2397                                 rhs = convert (ctx, rhs, LLVMInt64Type ());
2398                         }
2399                         if (ins->opcode == OP_ICOMPARE) {
2400                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2401                                 rhs = convert (ctx, rhs, LLVMInt32Type ());
2402                         }
2403
2404                         if (lhs && rhs) {
2405                                 if (LLVMGetTypeKind (LLVMTypeOf (lhs)) == LLVMPointerTypeKind)
2406                                         rhs = convert (ctx, rhs, LLVMTypeOf (lhs));
2407                                 else if (LLVMGetTypeKind (LLVMTypeOf (rhs)) == LLVMPointerTypeKind)
2408                                         lhs = convert (ctx, lhs, LLVMTypeOf (rhs));
2409                         }
2410
2411                         /* We use COMPARE+SETcc/Bcc, llvm uses SETcc+br cond */
2412                         if (ins->opcode == OP_FCOMPARE)
2413                                 cmp = LLVMBuildFCmp (builder, fpcond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ()), convert (ctx, rhs, LLVMDoubleType ()), "");
2414                         else if (ins->opcode == OP_COMPARE_IMM)
2415                                 cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE), "");
2416                         else if (ins->opcode == OP_LCOMPARE_IMM) {
2417                                 if (SIZEOF_REGISTER == 4 && COMPILE_LLVM (cfg))  {
2418                                         /* The immediate is encoded in two fields */
2419                                         guint64 l = ((guint64)(guint32)ins->inst_offset << 32) | ((guint32)ins->inst_imm);
2420                                         cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), l, FALSE), "");
2421                                 } else {
2422                                         cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), ins->inst_imm, FALSE), "");
2423                                 }
2424                         }
2425                         else if (ins->opcode == OP_COMPARE)
2426                                 cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, IntPtrType ()), convert (ctx, rhs, IntPtrType ()), "");
2427                         else
2428                                 cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], lhs, rhs, "");
2429
2430                         if (MONO_IS_COND_BRANCH_OP (ins->next)) {
2431                                 if (ins->next->inst_true_bb == ins->next->inst_false_bb) {
2432                                         /*
2433                                          * If the target bb contains PHI instructions, LLVM requires
2434                                          * two PHI entries for this bblock, while we only generate one.
2435                                          * So convert this to an unconditional bblock. (bxc #171).
2436                                          */
2437                                         LLVMBuildBr (builder, get_bb (ctx, ins->next->inst_true_bb));
2438                                 } else {
2439                                         LLVMBuildCondBr (builder, cmp, get_bb (ctx, ins->next->inst_true_bb), get_bb (ctx, ins->next->inst_false_bb));
2440                                 }
2441                                 has_terminator = TRUE;
2442                         } else if (MONO_IS_SETCC (ins->next)) {
2443                                 sprintf (dname_buf, "t%d", ins->next->dreg);
2444                                 dname = dname_buf;
2445                                 values [ins->next->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, cmp, LLVMInt32Type (), dname);
2446
2447                                 /* Add stores for volatile variables */
2448                                 emit_volatile_store (ctx, ins->next->dreg);
2449                         } else if (MONO_IS_COND_EXC (ins->next)) {
2450                                 emit_cond_system_exception (ctx, bb, ins->next->inst_p1, cmp);
2451                                 CHECK_FAILURE (ctx);
2452                                 builder = ctx->builder;
2453                         } else {
2454                                 LLVM_FAILURE (ctx, "next");
2455                         }
2456
2457                         ins = ins->next;
2458                         break;
2459                 }
2460                 case OP_FCEQ:
2461                 case OP_FCLT:
2462                 case OP_FCLT_UN:
2463                 case OP_FCGT:
2464                 case OP_FCGT_UN: {
2465                         CompRelation rel;
2466                         LLVMValueRef cmp;
2467
2468                         rel = mono_opcode_to_cond (ins->opcode);
2469
2470                         cmp = LLVMBuildFCmp (builder, fpcond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ()), convert (ctx, rhs, LLVMDoubleType ()), "");
2471                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, cmp, LLVMInt32Type (), dname);
2472                         break;
2473                 }
2474                 case OP_PHI:
2475                 case OP_FPHI:
2476                 case OP_VPHI:
2477                 case OP_XPHI: {
2478                         int i;
2479                         gboolean empty = TRUE;
2480
2481                         /* Check that all input bblocks really branch to us */
2482                         for (i = 0; i < bb->in_count; ++i) {
2483                                 if (bb->in_bb [i]->last_ins && bb->in_bb [i]->last_ins->opcode == OP_NOT_REACHED)
2484                                         ins->inst_phi_args [i + 1] = -1;
2485                                 else
2486                                         empty = FALSE;
2487                         }
2488
2489                         if (empty) {
2490                                 /* LLVM doesn't like phi instructions with zero operands */
2491                                 ctx->is_dead [ins->dreg] = TRUE;
2492                                 break;
2493                         }
2494
2495                         /* Created earlier, insert it now */
2496                         LLVMInsertIntoBuilder (builder, values [ins->dreg]);
2497
2498                         for (i = 0; i < ins->inst_phi_args [0]; i++) {
2499                                 int sreg1 = ins->inst_phi_args [i + 1];
2500                                 int count, j;
2501
2502                                 /*
2503                                  * Count the number of times the incoming bblock branches to us,
2504                                  * since llvm requires a separate entry for each.
2505                                  */
2506                                 if (bb->in_bb [i]->last_ins && bb->in_bb [i]->last_ins->opcode == OP_SWITCH) {
2507                                         MonoInst *switch_ins = bb->in_bb [i]->last_ins;
2508
2509                                         count = 0;
2510                                         for (j = 0; j < GPOINTER_TO_UINT (switch_ins->klass); ++j) {
2511                                                 if (switch_ins->inst_many_bb [j] == bb)
2512                                                         count ++;
2513                                         }
2514                                 } else {
2515                                         count = 1;
2516                                 }
2517
2518                                 /* Remember for later */
2519                                 for (j = 0; j < count; ++j) {
2520                                         PhiNode *node = mono_mempool_alloc0 (ctx->mempool, sizeof (PhiNode));
2521                                         node->bb = bb;
2522                                         node->phi = ins;
2523                                         node->in_bb = bb->in_bb [i];
2524                                         node->sreg = sreg1;
2525                                         bblocks [bb->in_bb [i]->block_num].phi_nodes = g_slist_prepend_mempool (ctx->mempool, bblocks [bb->in_bb [i]->block_num].phi_nodes, node);
2526                                 }
2527                         }
2528                         break;
2529                 }
2530                 case OP_MOVE:
2531                 case OP_LMOVE:
2532                 case OP_XMOVE:
2533                 case OP_SETFRET:
2534                         g_assert (lhs);
2535                         values [ins->dreg] = lhs;
2536                         break;
2537                 case OP_FMOVE: {
2538                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
2539
2540                         g_assert (lhs);
2541                         values [ins->dreg] = lhs;
2542
2543                         if (var && var->klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_R4) {
2544                                 /*
2545                                  * This is added by the spilling pass in case of the JIT,
2546                                  * but we have to do it ourselves.
2547                                  */
2548                                 values [ins->dreg] = convert (ctx, values [ins->dreg], LLVMFloatType ());
2549                         }
2550                         break;
2551                 }
2552                 case OP_IADD:
2553                 case OP_ISUB:
2554                 case OP_IAND:
2555                 case OP_IMUL:
2556                 case OP_IDIV:
2557                 case OP_IDIV_UN:
2558                 case OP_IREM:
2559                 case OP_IREM_UN:
2560                 case OP_IOR:
2561                 case OP_IXOR:
2562                 case OP_ISHL:
2563                 case OP_ISHR:
2564                 case OP_ISHR_UN:
2565                 case OP_FADD:
2566                 case OP_FSUB:
2567                 case OP_FMUL:
2568                 case OP_FDIV:
2569                 case OP_LADD:
2570                 case OP_LSUB:
2571                 case OP_LMUL:
2572                 case OP_LDIV:
2573                 case OP_LDIV_UN:
2574                 case OP_LREM:
2575                 case OP_LREM_UN:
2576                 case OP_LAND:
2577                 case OP_LOR:
2578                 case OP_LXOR:
2579                 case OP_LSHL:
2580                 case OP_LSHR:
2581                 case OP_LSHR_UN:
2582                         lhs = convert (ctx, lhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
2583                         rhs = convert (ctx, rhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
2584
2585                         switch (ins->opcode) {
2586                         case OP_IADD:
2587                         case OP_LADD:
2588                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, lhs, rhs, dname);
2589                                 break;
2590                         case OP_ISUB:
2591                         case OP_LSUB:
2592                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, lhs, rhs, dname);
2593                                 break;
2594                         case OP_IMUL:
2595                         case OP_LMUL:
2596                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildMul (builder, lhs, rhs, dname);
2597                                 break;
2598                         case OP_IREM:
2599                         case OP_LREM:
2600                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSRem (builder, lhs, rhs, dname);
2601                                 break;
2602                         case OP_IREM_UN:
2603                         case OP_LREM_UN:
2604                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildURem (builder, lhs, rhs, dname);
2605                                 break;
2606                         case OP_IDIV:
2607                         case OP_LDIV:
2608                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSDiv (builder, lhs, rhs, dname);
2609                                 break;
2610                         case OP_IDIV_UN:
2611                         case OP_LDIV_UN:
2612                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildUDiv (builder, lhs, rhs, dname);
2613                                 break;
2614                         case OP_FDIV:
2615                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFDiv (builder, lhs, rhs, dname);
2616                                 break;
2617                         case OP_IAND:
2618                         case OP_LAND:
2619                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAnd (builder, lhs, rhs, dname);
2620                                 break;
2621                         case OP_IOR:
2622                         case OP_LOR:
2623                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildOr (builder, lhs, rhs, dname);
2624                                 break;
2625                         case OP_IXOR:
2626                         case OP_LXOR:
2627                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, lhs, rhs, dname);
2628                                 break;
2629                         case OP_ISHL:
2630                         case OP_LSHL:
2631                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildShl (builder, lhs, rhs, dname);
2632                                 break;
2633                         case OP_ISHR:
2634                         case OP_LSHR:
2635                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAShr (builder, lhs, rhs, dname);
2636                                 break;
2637                         case OP_ISHR_UN:
2638                         case OP_LSHR_UN:
2639                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildLShr (builder, lhs, rhs, dname);
2640                                 break;
2641
2642                         case OP_FADD:
2643                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFAdd (builder, lhs, rhs, dname);
2644                                 break;
2645                         case OP_FSUB:
2646                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFSub (builder, lhs, rhs, dname);
2647                                 break;
2648                         case OP_FMUL:
2649                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFMul (builder, lhs, rhs, dname);
2650                                 break;
2651
2652                         default:
2653                                 g_assert_not_reached ();
2654                         }
2655                         break;
2656                 case OP_IADD_IMM:
2657                 case OP_ISUB_IMM:
2658                 case OP_IMUL_IMM:
2659                 case OP_IREM_IMM:
2660                 case OP_IREM_UN_IMM:
2661                 case OP_IDIV_IMM:
2662                 case OP_IDIV_UN_IMM:
2663                 case OP_IAND_IMM:
2664                 case OP_IOR_IMM:
2665                 case OP_IXOR_IMM:
2666                 case OP_ISHL_IMM:
2667                 case OP_ISHR_IMM:
2668                 case OP_ISHR_UN_IMM:
2669                 case OP_LADD_IMM:
2670                 case OP_LSUB_IMM:
2671                 case OP_LREM_IMM:
2672                 case OP_LAND_IMM:
2673                 case OP_LOR_IMM:
2674                 case OP_LXOR_IMM:
2675                 case OP_LSHL_IMM:
2676                 case OP_LSHR_IMM:
2677                 case OP_LSHR_UN_IMM:
2678                 case OP_ADD_IMM:
2679                 case OP_AND_IMM:
2680                 case OP_MUL_IMM:
2681                 case OP_SHL_IMM:
2682                 case OP_SHR_IMM: {
2683                         LLVMValueRef imm;
2684
2685                         if (spec [MONO_INST_SRC1] == 'l') {
2686                                 imm = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), GET_LONG_IMM (ins), FALSE);
2687                         } else {
2688                                 imm = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
2689                         }
2690
2691 #if SIZEOF_VOID_P == 4
2692                         if (ins->opcode == OP_LSHL_IMM || ins->opcode == OP_LSHR_IMM || ins->opcode == OP_LSHR_UN_IMM)
2693                                 imm = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
2694 #endif
2695
2696                         if (LLVMGetTypeKind (LLVMTypeOf (lhs)) == LLVMPointerTypeKind)
2697                                 lhs = convert (ctx, lhs, IntPtrType ());
2698                         imm = convert (ctx, imm, LLVMTypeOf (lhs));
2699                         switch (ins->opcode) {
2700                         case OP_IADD_IMM:
2701                         case OP_LADD_IMM:
2702                         case OP_ADD_IMM:
2703                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, lhs, imm, dname);
2704                                 break;
2705                         case OP_ISUB_IMM:
2706                         case OP_LSUB_IMM:
2707                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, lhs, imm, dname);
2708                                 break;
2709                         case OP_IMUL_IMM:
2710                         case OP_MUL_IMM:
2711                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildMul (builder, lhs, imm, dname);
2712                                 break;
2713                         case OP_IDIV_IMM:
2714                         case OP_LDIV_IMM:
2715                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSDiv (builder, lhs, imm, dname);
2716                                 break;
2717                         case OP_IDIV_UN_IMM:
2718                         case OP_LDIV_UN_IMM:
2719                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildUDiv (builder, lhs, imm, dname);
2720                                 break;
2721                         case OP_IREM_IMM:
2722                         case OP_LREM_IMM:
2723                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSRem (builder, lhs, imm, dname);
2724                                 break;
2725                         case OP_IREM_UN_IMM:
2726                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildURem (builder, lhs, imm, dname);
2727                                 break;
2728                         case OP_IAND_IMM:
2729                         case OP_LAND_IMM:
2730                         case OP_AND_IMM:
2731                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAnd (builder, lhs, imm, dname);
2732                                 break;
2733                         case OP_IOR_IMM:
2734                         case OP_LOR_IMM:
2735                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildOr (builder, lhs, imm, dname);
2736                                 break;
2737                         case OP_IXOR_IMM:
2738                         case OP_LXOR_IMM:
2739                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, lhs, imm, dname);
2740                                 break;
2741                         case OP_ISHL_IMM:
2742                         case OP_LSHL_IMM:
2743                         case OP_SHL_IMM:
2744                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildShl (builder, lhs, imm, dname);
2745                                 break;
2746                         case OP_ISHR_IMM:
2747                         case OP_LSHR_IMM:
2748                         case OP_SHR_IMM:
2749                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAShr (builder, lhs, imm, dname);
2750                                 break;
2751                         case OP_ISHR_UN_IMM:
2752                                 /* This is used to implement conv.u4, so the lhs could be an i8 */
2753                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2754                                 imm = convert (ctx, imm, LLVMInt32Type ());
2755                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildLShr (builder, lhs, imm, dname);
2756                                 break;
2757                         case OP_LSHR_UN_IMM:
2758                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildLShr (builder, lhs, imm, dname);
2759                                 break;
2760                         default:
2761                                 g_assert_not_reached ();
2762                         }
2763                         break;
2764                 }
2765                 case OP_INEG:
2766                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ()), dname);
2767                         break;
2768                 case OP_LNEG:
2769                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), 0, FALSE), lhs, dname);
2770                         break;
2771                 case OP_FNEG:
2772                         lhs = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
2773                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFSub (builder, LLVMConstReal (LLVMDoubleType (), 0.0), lhs, dname);
2774                         break;
2775                 case OP_INOT: {
2776                         guint32 v = 0xffffffff;
2777                         values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), v, FALSE), convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ()), dname);
2778                         break;
2779                 }
2780                 case OP_LNOT: {
2781                         guint64 v = 0xffffffffffffffffLL;
2782                         values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), v, FALSE), lhs, dname);
2783                         break;
2784                 }
2785 #if defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)
2786                 case OP_X86_LEA: {
2787                         LLVMValueRef v1, v2;
2788
2789                         v1 = LLVMBuildMul (builder, convert (ctx, rhs, IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), (1 << ins->backend.shift_amount), FALSE), "");
2790                         v2 = LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, lhs, IntPtrType ()), v1, "");
2791                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, v2, LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE), dname);
2792                         break;
2793                 }
2794 #endif
2795
2796                 case OP_ICONV_TO_I1:
2797                 case OP_ICONV_TO_I2:
2798                 case OP_ICONV_TO_I4:
2799                 case OP_ICONV_TO_U1:
2800                 case OP_ICONV_TO_U2:
2801                 case OP_ICONV_TO_U4:
2802                 case OP_LCONV_TO_I1:
2803                 case OP_LCONV_TO_I2:
2804                 case OP_LCONV_TO_U1:
2805                 case OP_LCONV_TO_U2:
2806                 case OP_LCONV_TO_U4: {
2807                         gboolean sign;
2808
2809                         sign = (ins->opcode == OP_ICONV_TO_I1) || (ins->opcode == OP_ICONV_TO_I2) || (ins->opcode == OP_ICONV_TO_I4) || (ins->opcode == OP_LCONV_TO_I1) || (ins->opcode == OP_LCONV_TO_I2);
2810
2811                         /* Have to do two casts since our vregs have type int */
2812                         v = LLVMBuildTrunc (builder, lhs, op_to_llvm_type (ins->opcode), "");
2813                         if (sign)
2814                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, v, LLVMInt32Type (), dname);
2815                         else
2816                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, v, LLVMInt32Type (), dname);
2817                         break;
2818                 }
2819                 case OP_ICONV_TO_I8:
2820                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2821                         break;
2822                 case OP_ICONV_TO_U8:
2823                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2824                         break;
2825                 case OP_FCONV_TO_I4:
2826                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt32Type (), dname);
2827                         break;
2828                 case OP_FCONV_TO_I1:
2829                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt8Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2830                         break;
2831                 case OP_FCONV_TO_U1:
2832                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, LLVMBuildFPToUI (builder, lhs, LLVMInt8Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2833                         break;
2834                 case OP_FCONV_TO_I2:
2835                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt16Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2836                         break;
2837                 case OP_FCONV_TO_U2:
2838                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, LLVMBuildFPToUI (builder, lhs, LLVMInt16Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2839                         break;
2840                 case OP_FCONV_TO_I8:
2841                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2842                         break;
2843                 case OP_FCONV_TO_I:
2844                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, IntPtrType (), dname);
2845                         break;
2846                 case OP_ICONV_TO_R8:
2847                 case OP_LCONV_TO_R8:
2848                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSIToFP (builder, lhs, LLVMDoubleType (), dname);
2849                         break;
2850                 case OP_LCONV_TO_R_UN:
2851                         values [ins->dreg] = LLVMBuildUIToFP (builder, lhs, LLVMDoubleType (), dname);
2852                         break;
2853 #if SIZEOF_VOID_P == 4
2854                 case OP_LCONV_TO_U:
2855 #endif
2856                 case OP_LCONV_TO_I4:
2857                         values [ins->dreg] = LLVMBuildTrunc (builder, lhs, LLVMInt32Type (), dname);
2858                         break;
2859                 case OP_ICONV_TO_R4:
2860                 case OP_LCONV_TO_R4:
2861                         v = LLVMBuildSIToFP (builder, lhs, LLVMFloatType (), "");
2862                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPExt (builder, v, LLVMDoubleType (), dname);
2863                         break;
2864                 case OP_FCONV_TO_R4:
2865                         v = LLVMBuildFPTrunc (builder, lhs, LLVMFloatType (), "");
2866                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPExt (builder, v, LLVMDoubleType (), dname);
2867                         break;
2868                 case OP_SEXT_I4:
2869                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2870                         break;
2871                 case OP_ZEXT_I4:
2872                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2873                         break;
2874                 case OP_TRUNC_I4:
2875                         values [ins->dreg] = LLVMBuildTrunc (builder, lhs, LLVMInt32Type (), dname);
2876                         break;
2877                 case OP_LOCALLOC_IMM: {
2878                         LLVMValueRef v;
2879
2880                         guint32 size = ins->inst_imm;
2881                         size = (size + (MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1)) & ~ (MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1);
2882
2883                         v = mono_llvm_build_alloca (builder, LLVMInt8Type (), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), size, FALSE), MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, "");
2884
2885                         if (ins->flags & MONO_INST_INIT) {
2886                                 LLVMValueRef args [5];
2887
2888                                 args [0] = v;
2889                                 args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), 0, FALSE);
2890                                 args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), size, FALSE);
2891                                 args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, FALSE);
2892                                 args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
2893                                 LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memset_func_name), args, memset_param_count, "");
2894                         }
2895
2896                         values [ins->dreg] = v;
2897                         break;
2898                 }
2899                 case OP_LOCALLOC: {
2900                         LLVMValueRef v, size;
2901
2902                         size = LLVMBuildAnd (builder, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1, FALSE), ""), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ~ (MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1), FALSE), "");
2903
2904                         v = mono_llvm_build_alloca (builder, LLVMInt8Type (), size, MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, "");
2905
2906                         if (ins->flags & MONO_INST_INIT) {
2907                                 LLVMValueRef args [5];
2908
2909                                 args [0] = v;
2910                                 args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), 0, FALSE);
2911                                 args [2] = size;
2912                                 args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, FALSE);
2913                                 args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
2914                                 LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memset_func_name), args, memset_param_count, "");
2915                         }
2916                         values [ins->dreg] = v;
2917                         break;
2918                 }
2919
2920                 case OP_LOADI1_MEMBASE:
2921                 case OP_LOADU1_MEMBASE:
2922                 case OP_LOADI2_MEMBASE:
2923                 case OP_LOADU2_MEMBASE:
2924                 case OP_LOADI4_MEMBASE:
2925                 case OP_LOADU4_MEMBASE:
2926                 case OP_LOADI8_MEMBASE:
2927                 case OP_LOADR4_MEMBASE:
2928                 case OP_LOADR8_MEMBASE:
2929                 case OP_LOAD_MEMBASE:
2930                 case OP_LOADI8_MEM:
2931                 case OP_LOADU1_MEM:
2932                 case OP_LOADU2_MEM:
2933                 case OP_LOADI4_MEM:
2934                 case OP_LOADU4_MEM:
2935                 case OP_LOAD_MEM: {
2936                         int size = 8;
2937                         LLVMValueRef base, index, addr;
2938                         LLVMTypeRef t;
2939                         gboolean sext = FALSE, zext = FALSE;
2940                         gboolean is_volatile = (ins->flags & MONO_INST_FAULT);
2941
2942                         t = load_store_to_llvm_type (ins->opcode, &size, &sext, &zext);
2943
2944                         if (sext || zext)
2945                                 dname = (char*)"";
2946
2947                         if ((ins->opcode == OP_LOADI8_MEM) || (ins->opcode == OP_LOAD_MEM) || (ins->opcode == OP_LOADI4_MEM) || (ins->opcode == OP_LOADU4_MEM) || (ins->opcode == OP_LOADU1_MEM) || (ins->opcode == OP_LOADU2_MEM)) {
2948                                 addr = LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE);
2949                         } else {
2950                                 /* _MEMBASE */
2951                                 base = lhs;
2952
2953                                 if (ins->inst_offset == 0) {
2954                                         addr = base;
2955                                 } else if (ins->inst_offset % size != 0) {
2956                                         /* Unaligned load */
2957                                         index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset, FALSE);
2958                                         addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, base, LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0)), &index, 1, "");
2959                                 } else {
2960                                         index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset / size, FALSE);
2961                                         addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, base, LLVMPointerType (t, 0)), &index, 1, "");
2962                                 }
2963                         }
2964
2965                         addr = convert (ctx, addr, LLVMPointerType (t, 0));
2966
2967                         values [ins->dreg] = emit_load (ctx, bb, &builder, size, addr, dname, is_volatile);
2968
2969                         if (!is_volatile && (ins->flags & MONO_INST_CONSTANT_LOAD)) {
2970                                 /*
2971                                  * These will signal LLVM that these loads do not alias any stores, and
2972                                  * they can't fail, allowing them to be hoisted out of loops.
2973                                  */
2974                                 set_metadata_flag (values [ins->dreg], "mono.noalias");
2975                                 set_metadata_flag (values [ins->dreg], "mono.nofail.load");
2976                         }
2977
2978                         if (sext)
2979                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, values [ins->dreg], LLVMInt32Type (), dname);
2980                         else if (zext)
2981                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, values [ins->dreg], LLVMInt32Type (), dname);
2982                         else if (ins->opcode == OP_LOADR4_MEMBASE)
2983                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFPExt (builder, values [ins->dreg], LLVMDoubleType (), dname);
2984                         break;
2985                 }
2986
2987                 case OP_STOREI1_MEMBASE_REG:
2988                 case OP_STOREI2_MEMBASE_REG:
2989                 case OP_STOREI4_MEMBASE_REG:
2990                 case OP_STOREI8_MEMBASE_REG:
2991                 case OP_STORER4_MEMBASE_REG:
2992                 case OP_STORER8_MEMBASE_REG:
2993                 case OP_STORE_MEMBASE_REG: {
2994                         int size = 8;
2995                         LLVMValueRef index, addr;
2996                         LLVMTypeRef t;
2997                         gboolean sext = FALSE, zext = FALSE;
2998                         gboolean is_volatile = (ins->flags & MONO_INST_FAULT);
2999
3000                         if (!values [ins->inst_destbasereg])
3001                                 LLVM_FAILURE (ctx, "inst_destbasereg");
3002
3003                         t = load_store_to_llvm_type (ins->opcode, &size, &sext, &zext);
3004
3005                         if (ins->inst_offset % size != 0) {
3006                                 /* Unaligned store */
3007                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset, FALSE);
3008                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0)), &index, 1, "");
3009                         } else {
3010                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset / size, FALSE);
3011                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (t, 0)), &index, 1, "");
3012                         }
3013                         emit_store (ctx, bb, &builder, size, convert (ctx, values [ins->sreg1], t), convert (ctx, addr, LLVMPointerType (t, 0)), is_volatile);
3014                         break;
3015                 }
3016
3017                 case OP_STOREI1_MEMBASE_IMM:
3018                 case OP_STOREI2_MEMBASE_IMM:
3019                 case OP_STOREI4_MEMBASE_IMM:
3020                 case OP_STOREI8_MEMBASE_IMM:
3021                 case OP_STORE_MEMBASE_IMM: {
3022                         int size = 8;
3023                         LLVMValueRef index, addr;
3024                         LLVMTypeRef t;
3025                         gboolean sext = FALSE, zext = FALSE;
3026                         gboolean is_volatile = (ins->flags & MONO_INST_FAULT);
3027
3028                         t = load_store_to_llvm_type (ins->opcode, &size, &sext, &zext);
3029
3030                         if (ins->inst_offset % size != 0) {
3031                                 /* Unaligned store */
3032                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset, FALSE);
3033                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0)), &index, 1, "");
3034                         } else {
3035                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset / size, FALSE);
3036                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (t, 0)), &index, 1, "");
3037                         }
3038                         emit_store (ctx, bb, &builder, size, convert (ctx, LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE), t), addr, is_volatile);
3039                         break;
3040                 }
3041
3042                 case OP_CHECK_THIS:
3043                         emit_load (ctx, bb, &builder, sizeof (gpointer), convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (IntPtrType (), 0)), "", TRUE);
3044                         break;
3045                 case OP_OUTARG_VTRETADDR:
3046                         break;
3047                 case OP_VOIDCALL:
3048                 case OP_CALL:
3049                 case OP_LCALL:
3050                 case OP_FCALL:
3051                 case OP_VCALL:
3052                 case OP_VOIDCALL_MEMBASE:
3053                 case OP_CALL_MEMBASE:
3054                 case OP_LCALL_MEMBASE:
3055                 case OP_FCALL_MEMBASE:
3056                 case OP_VCALL_MEMBASE:
3057                 case OP_VOIDCALL_REG:
3058                 case OP_CALL_REG:
3059                 case OP_LCALL_REG:
3060                 case OP_FCALL_REG:
3061                 case OP_VCALL_REG: {
3062                         process_call (ctx, bb, &builder, ins);
3063                         CHECK_FAILURE (ctx);
3064                         break;
3065                 }
3066                 case OP_AOTCONST: {
3067                         guint32 got_offset;
3068                         LLVMValueRef indexes [2];
3069                         MonoJumpInfo *ji;
3070                         LLVMValueRef got_entry_addr;
3071
3072                         /*
3073                          * FIXME: Can't allocate from the cfg mempool since that is freed if
3074                          * the LLVM compile fails.
3075                          */
3076                         ji = g_new0 (MonoJumpInfo, 1);
3077                         ji->type = (MonoJumpInfoType)ins->inst_i1;
3078                         ji->data.target = ins->inst_p0;
3079
3080                         ji = mono_aot_patch_info_dup (ji);
3081
3082                         ji->next = cfg->patch_info;
3083                         cfg->patch_info = ji;
3084
3085                         //mono_add_patch_info (cfg, 0, (MonoJumpInfoType)ins->inst_i1, ins->inst_p0);
3086                         got_offset = mono_aot_get_got_offset (cfg->patch_info);
3087
3088                         indexes [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3089                         indexes [1] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), (gssize)got_offset, FALSE);
3090                         got_entry_addr = LLVMBuildGEP (builder, ctx->lmodule->got_var, indexes, 2, "");
3091
3092                         // FIXME: This doesn't work right now, because it must be
3093                         // paired with an invariant.end, and even then, its only in effect
3094                         // inside its basic block
3095 #if 0
3096                         {
3097                                 LLVMValueRef args [3];
3098                                 LLVMValueRef ptr, val;
3099
3100                                 ptr = LLVMBuildBitCast (builder, got_entry_addr, LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "ptr");
3101
3102                                 args [0] = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), sizeof (gpointer), FALSE);
3103                                 args [1] = ptr;
3104                                 val = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.invariant.start"), args, 2, "");
3105                         }
3106 #endif
3107
3108                         values [ins->dreg] = LLVMBuildLoad (builder, got_entry_addr, dname);
3109                         break;
3110                 }
3111                 case OP_NOT_REACHED:
3112                         LLVMBuildUnreachable (builder);
3113                         has_terminator = TRUE;
3114                         g_assert (bb->block_num < cfg->max_block_num);
3115                         ctx->unreachable [bb->block_num] = TRUE;
3116                         /* Might have instructions after this */
3117                         while (ins->next) {
3118                                 MonoInst *next = ins->next;
3119                                 /*
3120                                  * FIXME: If later code uses the regs defined by these instructions,
3121                                  * compilation will fail.
3122                                  */
3123                                 MONO_DELETE_INS (bb, next);
3124                         }
3125                         break;
3126                 case OP_LDADDR: {
3127                         MonoInst *var = ins->inst_p0;
3128
3129                         values [ins->dreg] = addresses [var->dreg];
3130                         break;
3131                 }
3132                 case OP_SIN: {
3133                         LLVMValueRef args [1];
3134
3135                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3136                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.sin.f64"), args, 1, dname);
3137                         break;
3138                 }
3139                 case OP_COS: {
3140                         LLVMValueRef args [1];
3141
3142                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3143                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.cos.f64"), args, 1, dname);
3144                         break;
3145                 }
3146                 case OP_SQRT: {
3147                         LLVMValueRef args [1];
3148
3149 #if 0
3150                         /* This no longer seems to happen */
3151                         /*
3152                          * LLVM optimizes sqrt(nan) into undefined in
3153                          * lib/Analysis/ConstantFolding.cpp
3154                          * Also, sqrt(NegativeInfinity) is optimized into 0.
3155                          */
3156                         LLVM_FAILURE (ctx, "sqrt");
3157 #endif
3158                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3159                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.sqrt.f64"), args, 1, dname);
3160                         break;
3161                 }
3162                 case OP_ABS: {
3163                         LLVMValueRef args [1];
3164
3165                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3166                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "fabs"), args, 1, dname);
3167                         break;
3168                 }
3169
3170                 case OP_IMIN:
3171                 case OP_LMIN:
3172                 case OP_IMAX:
3173                 case OP_LMAX:
3174                 case OP_IMIN_UN:
3175                 case OP_LMIN_UN:
3176                 case OP_IMAX_UN:
3177                 case OP_LMAX_UN: {
3178                         LLVMValueRef v;
3179
3180                         lhs = convert (ctx, lhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
3181                         rhs = convert (ctx, rhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
3182
3183                         switch (ins->opcode) {
3184                         case OP_IMIN:
3185                         case OP_LMIN:
3186                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntSLE, lhs, rhs, "");
3187                                 break;
3188                         case OP_IMAX:
3189                         case OP_LMAX:
3190                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntSGE, lhs, rhs, "");
3191                                 break;
3192                         case OP_IMIN_UN:
3193                         case OP_LMIN_UN:
3194                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntULE, lhs, rhs, "");
3195                                 break;
3196                         case OP_IMAX_UN:
3197                         case OP_LMAX_UN:
3198                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntUGE, lhs, rhs, "");
3199                                 break;
3200                         default:
3201                                 g_assert_not_reached ();
3202                                 break;
3203                         }
3204                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSelect (builder, v, lhs, rhs, dname);
3205                         break;
3206                 }
3207                 case OP_ATOMIC_EXCHANGE_I4: {
3208                         LLVMValueRef args [2];
3209
3210                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3211
3212                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt32Type (), 0));
3213                         args [1] = rhs;
3214
3215                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_XCHG, args [0], args [1]);
3216                         break;
3217                 }
3218                 case OP_ATOMIC_EXCHANGE_I8: {
3219                         LLVMValueRef args [2];
3220
3221                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3222
3223                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt64Type (), 0));
3224                         args [1] = convert (ctx, rhs, LLVMInt64Type ());
3225                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_XCHG, args [0], args [1]);
3226                         break;
3227                 }
3228                 case OP_ATOMIC_ADD_NEW_I4: {
3229                         LLVMValueRef args [2];
3230
3231                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3232
3233                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt32Type (), 0));
3234                         args [1] = rhs;
3235                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_ADD, args [0], args [1]), args [1], dname);
3236                         break;
3237                 }
3238                 case OP_ATOMIC_ADD_NEW_I8: {
3239                         LLVMValueRef args [2];
3240
3241                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3242
3243                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt64Type (), 0));
3244                         args [1] = convert (ctx, rhs, LLVMInt64Type ());
3245                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_ADD, args [0], args [1]), args [1], dname);
3246                         break;
3247                 }
3248                 case OP_ATOMIC_CAS_I4:
3249                 case OP_ATOMIC_CAS_I8: {
3250                         LLVMValueRef args [3];
3251                         LLVMTypeRef t;
3252
3253                         if (ins->opcode == OP_ATOMIC_CAS_I4) {
3254                                 t = LLVMInt32Type ();
3255                         } else {
3256                                 t = LLVMInt64Type ();
3257                         }
3258
3259                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (t, 0));
3260                         /* comparand */
3261                         args [1] = convert (ctx, values [ins->sreg3], t);
3262                         /* new value */
3263                         args [2] = convert (ctx, values [ins->sreg2], t);
3264                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_cmpxchg (builder, args [0], args [1], args [2]);
3265                         break;
3266                 }
3267                 case OP_MEMORY_BARRIER: {
3268                         mono_llvm_build_fence (builder);
3269                         break;
3270                 }
3271                 case OP_RELAXED_NOP: {
3272 #if defined(TARGET_AMD64) || defined(TARGET_X86)
3273                         emit_call (ctx, bb, &builder, LLVMGetNamedFunction (ctx->module, "llvm.x86.sse2.pause"), NULL, 0);
3274                         break;
3275 #else
3276                         break;
3277 #endif
3278                 }
3279                 case OP_TLS_GET: {
3280 #if (defined(TARGET_AMD64) || defined(TARGET_X86)) && defined(__linux__)
3281 #ifdef TARGET_AMD64
3282                         // 257 == FS segment register
3283                         LLVMTypeRef ptrtype = LLVMPointerType (IntPtrType (), 257);
3284 #else
3285                         // 256 == GS segment register
3286                         LLVMTypeRef ptrtype = LLVMPointerType (IntPtrType (), 256);
3287 #endif
3288
3289                         // FIXME: XEN
3290                         values [ins->dreg] = LLVMBuildLoad (builder, LLVMBuildIntToPtr (builder, LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, TRUE), ptrtype, ""), "");
3291 #else
3292                         LLVM_FAILURE (ctx, "opcode tls-get");
3293 #endif
3294
3295                         break;
3296                 }
3297
3298                         /*
3299                          * Overflow opcodes.
3300                          */
3301                 case OP_IADD_OVF:
3302                 case OP_IADD_OVF_UN:
3303                 case OP_ISUB_OVF:
3304                 case OP_ISUB_OVF_UN:
3305                 case OP_IMUL_OVF:
3306                 case OP_IMUL_OVF_UN:
3307 #if SIZEOF_VOID_P == 8
3308                 case OP_LADD_OVF:
3309                 case OP_LADD_OVF_UN:
3310                 case OP_LSUB_OVF:
3311                 case OP_LSUB_OVF_UN:
3312                 case OP_LMUL_OVF:
3313                 case OP_LMUL_OVF_UN:
3314 #endif
3315                         {
3316                                 LLVMValueRef args [2], val, ovf, func;
3317
3318                                 args [0] = convert (ctx, lhs, op_to_llvm_type (ins->opcode));
3319                                 args [1] = convert (ctx, rhs, op_to_llvm_type (ins->opcode));
3320                                 func = LLVMGetNamedFunction (module, ovf_op_to_intrins (ins->opcode));
3321                                 g_assert (func);
3322                                 val = LLVMBuildCall (builder, func, args, 2, "");
3323                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildExtractValue (builder, val, 0, dname);
3324                                 ovf = LLVMBuildExtractValue (builder, val, 1, "");
3325                                 emit_cond_system_exception (ctx, bb, "OverflowException", ovf);
3326                                 CHECK_FAILURE (ctx);
3327                                 builder = ctx->builder;
3328                                 break;
3329                         }
3330
3331                         /*
3332                          * Valuetypes.
3333                          *   We currently model them using arrays. Promotion to local vregs is
3334                          * disabled for them in mono_handle_global_vregs () in the LLVM case,
3335                          * so we always have an entry in cfg->varinfo for them.
3336                          * FIXME: Is this needed ?
3337                          */
3338                 case OP_VZERO: {
3339                         MonoClass *klass = ins->klass;
3340                         LLVMValueRef args [5];
3341
3342                         if (!klass) {
3343                                 // FIXME:
3344                                 LLVM_FAILURE (ctx, "!klass");
3345                                 break;
3346                         }
3347
3348                         if (!addresses [ins->dreg])
3349                                 addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3350                         args [0] = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->dreg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3351                         args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), 0, FALSE);
3352                         args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mono_class_value_size (klass, NULL), FALSE);
3353                         // FIXME: Alignment
3354                         args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3355                         args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
3356                         LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memset_func_name), args, memset_param_count, "");
3357                         break;
3358                 }
3359
3360                 case OP_STOREV_MEMBASE:
3361                 case OP_LOADV_MEMBASE:
3362                 case OP_VMOVE: {
3363                         MonoClass *klass = ins->klass;
3364                         LLVMValueRef src = NULL, dst, args [5];
3365                         gboolean done = FALSE;
3366
3367                         if (!klass) {
3368                                 // FIXME:
3369                                 LLVM_FAILURE (ctx, "!klass");
3370                                 break;
3371                         }
3372
3373                         switch (ins->opcode) {
3374                         case OP_STOREV_MEMBASE:
3375                                 if (cfg->gen_write_barriers && klass->has_references && ins->inst_destbasereg != cfg->frame_reg) {
3376                                         /* FIXME: Emit write barriers like in mini_emit_stobj () */
3377                                         LLVM_FAILURE (ctx, "storev_membase + write barriers");
3378                                         break;
3379                                 }
3380                                 if (!addresses [ins->sreg1]) {
3381                                         /* SIMD */
3382                                         g_assert (values [ins->sreg1]);
3383                                         dst = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (type_to_llvm_type (ctx, &klass->byval_arg), 0));
3384                                         LLVMBuildStore (builder, values [ins->sreg1], dst);
3385                                         done = TRUE;
3386                                 } else {
3387                                         src = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->sreg1], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3388                                         dst = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0));
3389                                 }
3390                                 break;
3391                         case OP_LOADV_MEMBASE:
3392                                 if (!addresses [ins->dreg])
3393                                         addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3394                                 src = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_basereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0));
3395                                 dst = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->dreg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3396                                 break;
3397                         case OP_VMOVE:
3398                                 if (!addresses [ins->sreg1])
3399                                         addresses [ins->sreg1] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3400                                 if (!addresses [ins->dreg])
3401                                         addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3402                                 src = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->sreg1], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3403                                 dst = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->dreg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3404                                 break;
3405                         default:
3406                                 g_assert_not_reached ();
3407                         }
3408                         CHECK_FAILURE (ctx);
3409
3410                         if (done)
3411                                 break;
3412
3413                         args [0] = dst;
3414                         args [1] = src;
3415                         args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mono_class_value_size (klass, NULL), FALSE);
3416                         args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3417                         // FIXME: Alignment
3418                         args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3419                         args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
3420                         LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memcpy_func_name), args, memcpy_param_count, "");
3421                         break;
3422                 }
3423                 case OP_LLVM_OUTARG_VT:
3424                         if (!addresses [ins->sreg1]) {
3425                                 addresses [ins->sreg1] = build_alloca (ctx, &ins->klass->byval_arg);
3426                                 g_assert (values [ins->sreg1]);
3427                                 LLVMBuildStore (builder, values [ins->sreg1], addresses [ins->sreg1]);
3428                         }
3429                         addresses [ins->dreg] = addresses [ins->sreg1];
3430                         break;
3431
3432                         /*
3433                          * SIMD
3434                          */
3435 #if defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)
3436                 case OP_XZERO: {
3437                         values [ins->dreg] = LLVMConstNull (type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg));
3438                         break;
3439                 }
3440                 case OP_LOADX_MEMBASE: {
3441                         LLVMTypeRef t = type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg);
3442                         LLVMValueRef src;
3443
3444                         src = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_basereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (t, 0));
3445                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_aligned_load (builder, src, "", FALSE, 1);
3446                         break;
3447                 }
3448                 case OP_STOREX_MEMBASE: {
3449                         LLVMTypeRef t = LLVMTypeOf (values [ins->sreg1]);
3450                         LLVMValueRef dest;
3451
3452                         dest = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (t, 0));
3453                         mono_llvm_build_aligned_store (builder, values [ins->sreg1], dest, FALSE, 1);
3454                         break;
3455                 }
3456                 case OP_PADDB:
3457                 case OP_PADDW:
3458                 case OP_PADDD:
3459                 case OP_PADDQ:
3460                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, lhs, rhs, "");
3461                         break;
3462                 case OP_ADDPD:
3463                 case OP_ADDPS:
3464                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFAdd (builder, lhs, rhs, "");
3465                         break;
3466                 case OP_PSUBB:
3467                 case OP_PSUBW:
3468                 case OP_PSUBD:
3469                 case OP_PSUBQ:
3470                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, lhs, rhs, "");
3471                         break;
3472                 case OP_SUBPD:
3473                 case OP_SUBPS:
3474                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFSub (builder, lhs, rhs, "");
3475                         break;
3476                 case OP_MULPD:
3477                 case OP_MULPS:
3478                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFMul (builder, lhs, rhs, "");
3479                         break;
3480                 case OP_DIVPD:
3481                 case OP_DIVPS:
3482                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFDiv (builder, lhs, rhs, "");
3483                         break;
3484                 case OP_PAND:
3485                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAnd (builder, lhs, rhs, "");
3486                         break;
3487                 case OP_POR:
3488                         values [ins->dreg] = LLVMBuildOr (builder, lhs, rhs, "");
3489                         break;
3490                 case OP_PXOR:
3491                         values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, lhs, rhs, "");
3492                         break;
3493                 case OP_PMULW:
3494                 case OP_PMULD:
3495                         values [ins->dreg] = LLVMBuildMul (builder, lhs, rhs, "");
3496                         break;
3497                 case OP_ANDPS:
3498                 case OP_ANDNPS:
3499                 case OP_ORPS:
3500                 case OP_XORPS:
3501                 case OP_ANDPD:
3502                 case OP_ANDNPD:
3503                 case OP_ORPD:
3504                 case OP_XORPD: {
3505                         LLVMTypeRef t, rt;
3506                         LLVMValueRef v = NULL;
3507
3508                         switch (ins->opcode) {
3509                         case OP_ANDPS:
3510                         case OP_ANDNPS:
3511                         case OP_ORPS:
3512                         case OP_XORPS:
3513                                 t = LLVMVectorType (LLVMInt32Type (), 4);
3514                                 rt = LLVMVectorType (LLVMFloatType (), 4);
3515                                 break;
3516                         case OP_ANDPD:
3517                         case OP_ANDNPD:
3518                         case OP_ORPD:
3519                         case OP_XORPD:
3520                                 t = LLVMVectorType (LLVMInt64Type (), 2);
3521                                 rt = LLVMVectorType (LLVMDoubleType (), 2);
3522                                 break;
3523                         default:
3524                                 t = LLVMInt32Type ();
3525                                 rt = LLVMInt32Type ();
3526                                 g_assert_not_reached ();
3527                         }
3528
3529                         lhs = LLVMBuildBitCast (builder, lhs, t, "");
3530                         rhs = LLVMBuildBitCast (builder, rhs, t, "");
3531                         switch (ins->opcode) {
3532                         case OP_ANDPS:
3533                         case OP_ANDPD:
3534                                 v = LLVMBuildAnd (builder, lhs, rhs, "");
3535                                 break;
3536                         case OP_ORPS:
3537                         case OP_ORPD:
3538                                 v = LLVMBuildOr (builder, lhs, rhs, "");
3539                                 break;
3540                         case OP_XORPS:
3541                         case OP_XORPD:
3542                                 v = LLVMBuildXor (builder, lhs, rhs, "");
3543                                 break;
3544                         case OP_ANDNPS:
3545                         case OP_ANDNPD:
3546                                 v = LLVMBuildAnd (builder, rhs, LLVMBuildNot (builder, lhs, ""), "");
3547                                 break;
3548                         }
3549                         values [ins->dreg] = LLVMBuildBitCast (builder, v, rt, "");
3550                         break;
3551                 }
3552                 case OP_MINPD:
3553                 case OP_MINPS:
3554                 case OP_MAXPD:
3555                 case OP_MAXPS:
3556                 case OP_ADDSUBPD:
3557                 case OP_ADDSUBPS:
3558                 case OP_PMIND_UN:
3559                 case OP_PMINW_UN:
3560                 case OP_PMINB_UN:
3561                 case OP_PMINW:
3562                 case OP_PMAXD_UN:
3563                 case OP_PMAXW_UN:
3564                 case OP_PMAXB_UN:
3565                 case OP_HADDPD:
3566                 case OP_HADDPS:
3567                 case OP_HSUBPD:
3568                 case OP_HSUBPS:
3569                 case OP_PADDB_SAT:
3570                 case OP_PADDW_SAT:
3571                 case OP_PSUBB_SAT:
3572                 case OP_PSUBW_SAT:
3573                 case OP_PADDB_SAT_UN:
3574                 case OP_PADDW_SAT_UN:
3575                 case OP_PSUBB_SAT_UN:
3576                 case OP_PSUBW_SAT_UN:
3577                 case OP_PAVGB_UN:
3578                 case OP_PAVGW_UN:
3579                 case OP_PACKW:
3580                 case OP_PACKD:
3581                 case OP_PACKW_UN:
3582                 case OP_PACKD_UN:
3583                 case OP_PMULW_HIGH:
3584                 case OP_PMULW_HIGH_UN: {
3585                         LLVMValueRef args [2];
3586
3587                         args [0] = lhs;
3588                         args [1] = rhs;
3589
3590                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 2, dname);
3591                         break;
3592                 }
3593                 case OP_PCMPEQB:
3594                 case OP_PCMPEQW:
3595                 case OP_PCMPEQD:
3596                 case OP_PCMPEQQ: {
3597                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntEQ, lhs, rhs, ""), LLVMTypeOf (lhs), "");
3598                         break;
3599                 }
3600                 case OP_PCMPGTB: {
3601                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntSGT, lhs, rhs, ""), LLVMTypeOf (lhs), "");
3602                         break;
3603                 }
3604                 case OP_EXTRACT_R8:
3605                 case OP_EXTRACT_I8:
3606                 case OP_EXTRACT_I4:
3607                 case OP_EXTRACT_I2:
3608                 case OP_EXTRACT_U2:
3609                 case OP_EXTRACTX_U2:
3610                 case OP_EXTRACT_I1:
3611                 case OP_EXTRACT_U1: {
3612                         LLVMTypeRef t;
3613                         gboolean zext = FALSE;
3614
3615                         t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3616
3617                         switch (ins->opcode) {
3618                         case OP_EXTRACT_R8:
3619                         case OP_EXTRACT_I8:
3620                         case OP_EXTRACT_I4:
3621                         case OP_EXTRACT_I2:
3622                         case OP_EXTRACT_I1:
3623                                 break;
3624                         case OP_EXTRACT_U2:
3625                         case OP_EXTRACTX_U2:
3626                         case OP_EXTRACT_U1:
3627                                 zext = TRUE;
3628                                 break;
3629                         default:
3630                                 t = LLVMInt32Type ();
3631                                 g_assert_not_reached ();
3632                         }
3633
3634                         lhs = LLVMBuildBitCast (builder, lhs, t, "");
3635                         values [ins->dreg] = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), "");
3636                         if (zext)
3637                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, values [ins->dreg], LLVMInt32Type (), "");
3638                         break;
3639                 }
3640
3641                 case OP_EXPAND_I1:
3642                 case OP_EXPAND_I2:
3643                 case OP_EXPAND_I4:
3644                 case OP_EXPAND_I8:
3645                 case OP_EXPAND_R4:
3646                 case OP_EXPAND_R8: {
3647                         LLVMTypeRef t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3648                         LLVMValueRef mask [16], v;
3649
3650                         for (i = 0; i < 16; ++i)
3651                                 mask [i] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3652
3653                         v = convert (ctx, values [ins->sreg1], LLVMGetElementType (t));
3654
3655                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, LLVMConstNull (t), v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3656                         values [ins->dreg] = LLVMBuildShuffleVector (builder, values [ins->dreg], LLVMGetUndef (t), LLVMConstVector (mask, LLVMGetVectorSize (t)), "");
3657                         break;
3658                 }
3659
3660                 case OP_INSERT_I1:
3661                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt8Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3662                         break;
3663                 case OP_INSERT_I2:
3664                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt16Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3665                         break;
3666                 case OP_INSERT_I4:
3667                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt32Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3668                         break;
3669                 case OP_INSERT_I8:
3670                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt64Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3671                         break;
3672                 case OP_INSERT_R4:
3673                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMFloatType ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3674                         break;
3675                 case OP_INSERT_R8:
3676                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMDoubleType ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3677                         break;
3678
3679                 case OP_CVTDQ2PD:
3680                 case OP_CVTDQ2PS:
3681                 case OP_CVTPD2DQ:
3682                 case OP_CVTPS2DQ:
3683                 case OP_CVTPD2PS:
3684                 case OP_CVTPS2PD:
3685                 case OP_CVTTPD2DQ:
3686                 case OP_CVTTPS2DQ:
3687                 case OP_EXTRACT_MASK:
3688                 case OP_SQRTPS:
3689                 case OP_SQRTPD:
3690                 case OP_RSQRTPS:
3691                 case OP_RCPPS: {
3692                         LLVMValueRef v;
3693
3694                         v = convert (ctx, values [ins->sreg1], simd_op_to_llvm_type (ins->opcode));
3695
3696                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), &v, 1, dname);
3697                         break;
3698                 }
3699
3700                 case OP_ICONV_TO_R8_RAW:
3701                         /* Same as OP_ICONV_TO_R8 */
3702                         values [ins->dreg] = convert (ctx, LLVMBuildBitCast (builder, lhs, LLVMFloatType (), ""), LLVMDoubleType ());
3703                         break;
3704
3705                 case OP_COMPPS:
3706                 case OP_COMPPD: {
3707                         LLVMValueRef args [3];
3708
3709                         args [0] = lhs;
3710                         args [1] = rhs;
3711                         args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), ins->inst_c0, FALSE);
3712
3713                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 3, dname);
3714                         break;
3715                 }
3716
3717                 case OP_ICONV_TO_X:
3718                         /* This is only used for implementing shifts by non-immediate */
3719                         values [ins->dreg] = lhs;
3720                         break;
3721
3722                 case OP_PSHRW:
3723                 case OP_PSHRD:
3724                 case OP_PSHRQ:
3725                 case OP_PSARW:
3726                 case OP_PSARD:
3727                 case OP_PSHLW:
3728                 case OP_PSHLD:
3729                 case OP_PSHLQ: {
3730                         LLVMValueRef args [3];
3731
3732                         args [0] = lhs;
3733                         args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
3734
3735                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 2, dname);
3736                         break;
3737                 }
3738
3739                 case OP_PSHRW_REG:
3740                 case OP_PSHRD_REG:
3741                 case OP_PSHRQ_REG:
3742                 case OP_PSARW_REG:
3743                 case OP_PSARD_REG:
3744                 case OP_PSHLW_REG:
3745                 case OP_PSHLD_REG:
3746                 case OP_PSHLQ_REG: {
3747                         LLVMValueRef args [3];
3748
3749                         args [0] = lhs;
3750                         args [1] = values [ins->sreg2];
3751
3752                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 2, dname);
3753                         break;
3754                 }
3755
3756                 case OP_SHUFPS:
3757                 case OP_SHUFPD:
3758                 case OP_PSHUFLED:
3759                 case OP_PSHUFLEW_LOW:
3760                 case OP_PSHUFLEW_HIGH: {
3761                         int mask [16];
3762                         LLVMValueRef v1 = NULL, v2 = NULL, mask_values [16];
3763                         int i, mask_size = 0;
3764                         int imask = ins->inst_c0;
3765
3766                         /* Convert the x86 shuffle mask to LLVM's */
3767                         switch (ins->opcode) {
3768                         case OP_SHUFPS:
3769                                 mask_size = 4;
3770                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 3);
3771                                 mask [1] = ((imask >> 2) & 3);
3772                                 mask [2] = ((imask >> 4) & 3) + 4;
3773                                 mask [3] = ((imask >> 6) & 3) + 4;
3774                                 v1 = values [ins->sreg1];
3775                                 v2 = values [ins->sreg2];
3776                                 break;
3777                         case OP_SHUFPD:
3778                                 mask_size = 2;
3779                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 1);
3780                                 mask [1] = ((imask >> 1) & 1) + 2;
3781                                 v1 = values [ins->sreg1];
3782                                 v2 = values [ins->sreg2];
3783                                 break;
3784                         case OP_PSHUFLEW_LOW:
3785                                 mask_size = 8;
3786                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 3);
3787                                 mask [1] = ((imask >> 2) & 3);
3788                                 mask [2] = ((imask >> 4) & 3);
3789                                 mask [3] = ((imask >> 6) & 3);
3790                                 mask [4] = 4 + 0;
3791                                 mask [5] = 4 + 1;
3792                                 mask [6] = 4 + 2;
3793                                 mask [7] = 4 + 3;
3794                                 v1 = values [ins->sreg1];
3795                                 v2 = LLVMGetUndef (LLVMTypeOf (v1));
3796                                 break;
3797                         case OP_PSHUFLEW_HIGH:
3798                                 mask_size = 8;
3799                                 mask [0] = 0;
3800                                 mask [1] = 1;
3801                                 mask [2] = 2;
3802                                 mask [3] = 3;
3803                                 mask [4] = 4 + ((imask >> 0) & 3);
3804                                 mask [5] = 4 + ((imask >> 2) & 3);
3805                                 mask [6] = 4 + ((imask >> 4) & 3);
3806                                 mask [7] = 4 + ((imask >> 6) & 3);
3807                                 v1 = values [ins->sreg1];
3808                                 v2 = LLVMGetUndef (LLVMTypeOf (v1));
3809                                 break;
3810                         case OP_PSHUFLED:
3811                                 mask_size = 4;
3812                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 3);
3813                                 mask [1] = ((imask >> 2) & 3);
3814                                 mask [2] = ((imask >> 4) & 3);
3815                                 mask [3] = ((imask >> 6) & 3);
3816                                 v1 = values [ins->sreg1];
3817                                 v2 = LLVMGetUndef (LLVMTypeOf (v1));
3818                                 break;
3819                         default:
3820                                 g_assert_not_reached ();
3821                         }
3822                         for (i = 0; i < mask_size; ++i)
3823                                 mask_values [i] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mask [i], FALSE);
3824
3825                         values [ins->dreg] =
3826                                 LLVMBuildShuffleVector (builder, v1, v2,
3827                                                                                 LLVMConstVector (mask_values, mask_size), dname);
3828                         break;
3829                 }
3830
3831                 case OP_UNPACK_LOWB:
3832                 case OP_UNPACK_LOWW:
3833                 case OP_UNPACK_LOWD:
3834                 case OP_UNPACK_LOWQ:
3835                 case OP_UNPACK_LOWPS:
3836                 case OP_UNPACK_LOWPD:
3837                 case OP_UNPACK_HIGHB:
3838                 case OP_UNPACK_HIGHW:
3839                 case OP_UNPACK_HIGHD:
3840                 case OP_UNPACK_HIGHQ:
3841                 case OP_UNPACK_HIGHPS:
3842                 case OP_UNPACK_HIGHPD: {
3843                         int mask [16];
3844                         LLVMValueRef mask_values [16];
3845                         int i, mask_size = 0;
3846                         gboolean low = FALSE;
3847
3848                         switch (ins->opcode) {
3849                         case OP_UNPACK_LOWB:
3850                                 mask_size = 16;
3851                                 low = TRUE;
3852                                 break;
3853                         case OP_UNPACK_LOWW:
3854                                 mask_size = 8;
3855                                 low = TRUE;
3856                                 break;
3857                         case OP_UNPACK_LOWD:
3858                         case OP_UNPACK_LOWPS:
3859                                 mask_size = 4;
3860                                 low = TRUE;
3861                                 break;
3862                         case OP_UNPACK_LOWQ:
3863                         case OP_UNPACK_LOWPD:
3864                                 mask_size = 2;
3865                                 low = TRUE;
3866                                 break;
3867                         case OP_UNPACK_HIGHB:
3868                                 mask_size = 16;
3869                                 break;
3870                         case OP_UNPACK_HIGHW:
3871                                 mask_size = 8;
3872                                 break;
3873                         case OP_UNPACK_HIGHD:
3874                         case OP_UNPACK_HIGHPS:
3875                                 mask_size = 4;
3876                                 break;
3877                         case OP_UNPACK_HIGHQ:
3878                         case OP_UNPACK_HIGHPD:
3879                                 mask_size = 2;
3880                                 break;
3881                         default:
3882                                 g_assert_not_reached ();
3883                         }
3884
3885                         if (low) {
3886                                 for (i = 0; i < (mask_size / 2); ++i) {
3887                                         mask [(i * 2)] = i;
3888                                         mask [(i * 2) + 1] = mask_size + i;
3889                                 }
3890                         } else {
3891                                 for (i = 0; i < (mask_size / 2); ++i) {
3892                                         mask [(i * 2)] = (mask_size / 2) + i;
3893                                         mask [(i * 2) + 1] = mask_size + (mask_size / 2) + i;
3894                                 }
3895                         }
3896
3897                         for (i = 0; i < mask_size; ++i)
3898                                 mask_values [i] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mask [i], FALSE);
3899
3900                         values [ins->dreg] =
3901                                 LLVMBuildShuffleVector (builder, values [ins->sreg1], values [ins->sreg2],
3902                                                                                 LLVMConstVector (mask_values, mask_size), dname);
3903                         break;
3904                 }
3905
3906                 case OP_DUPPD: {
3907                         LLVMTypeRef t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3908                         LLVMValueRef v, val;
3909
3910                         v = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3911                         val = LLVMConstNull (t);
3912                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3913                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 1, FALSE), dname);
3914
3915                         values [ins->dreg] = val;
3916                         break;
3917                 }
3918                 case OP_DUPPS_LOW:
3919                 case OP_DUPPS_HIGH: {
3920                         LLVMTypeRef t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3921                         LLVMValueRef v1, v2, val;
3922
3923
3924                         if (ins->opcode == OP_DUPPS_LOW) {
3925                                 v1 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3926                                 v2 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 2, FALSE), "");
3927                         } else {
3928                                 v1 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 1, FALSE), "");
3929                                 v2 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 3, FALSE), "");
3930                         }
3931                         val = LLVMConstNull (t);
3932                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v1, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3933                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v1, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 1, FALSE), "");
3934                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v2, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 2, FALSE), "");
3935                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v2, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 3, FALSE), "");
3936
3937                         values [ins->dreg] = val;
3938                         break;
3939                 }
3940
3941 #endif /* SIMD */
3942
3943                 case OP_DUMMY_USE:
3944                         break;
3945
3946                         /*
3947                          * EXCEPTION HANDLING
3948                          */
3949                 case OP_IMPLICIT_EXCEPTION:
3950                         /* This marks a place where an implicit exception can happen */
3951                         if (bb->region != -1)
3952                                 LLVM_FAILURE (ctx, "implicit-exception");
3953                         break;
3954                 case OP_THROW:
3955                 case OP_RETHROW: {
3956                         MonoMethodSignature *throw_sig;
3957                         LLVMValueRef callee, arg;
3958                         gboolean rethrow = (ins->opcode == OP_RETHROW);
3959                         const char *icall_name;
3960
3961                         callee = rethrow ? ctx->lmodule->rethrow : ctx->lmodule->throw;
3962                         icall_name = rethrow ? "mono_arch_rethrow_exception" : "mono_arch_throw_exception";
3963
3964                         if (!callee) {
3965                                 throw_sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_get_corlib (), 1);
3966                                 throw_sig->ret = &mono_get_void_class ()->byval_arg;
3967                                 throw_sig->params [0] = &mono_get_object_class ()->byval_arg;
3968                                 if (cfg->compile_aot) {
3969                                         callee = get_plt_entry (ctx, sig_to_llvm_sig (ctx, throw_sig), MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, icall_name);
3970                                 } else {
3971                                         callee = LLVMAddFunction (module, icall_name, sig_to_llvm_sig (ctx, throw_sig));
3972
3973 #ifdef TARGET_X86
3974                                         /*
3975                                          * LLVM doesn't push the exception argument, so we need a different
3976                                          * trampoline.
3977                                          */
3978                                         LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, resolve_patch (cfg, MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, rethrow ? "llvm_rethrow_exception_trampoline" : "llvm_throw_exception_trampoline"));
3979 #else
3980                                         LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, resolve_patch (cfg, MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, icall_name));
3981 #endif
3982                                 }
3983
3984                                 mono_memory_barrier ();
3985                                 if (rethrow)
3986                                         ctx->lmodule->rethrow = callee;
3987                                 else
3988                                         ctx->lmodule->throw = callee;
3989                         }
3990                         arg = convert (ctx, values [ins->sreg1], type_to_llvm_type (ctx, &mono_get_object_class ()->byval_arg));
3991                         emit_call (ctx, bb, &builder, callee, &arg, 1);
3992                         break;
3993                 }
3994                 case OP_CALL_HANDLER: {
3995                         /*
3996                          * We don't 'call' handlers, but instead simply branch to them.
3997                          * The code generated by ENDFINALLY will branch back to us.
3998                          */
3999                         LLVMBasicBlockRef noex_bb;
4000                         GSList *bb_list;
4001                         BBInfo *info = &bblocks [ins->inst_target_bb->block_num];
4002
4003                         bb_list = info->call_handler_return_bbs;
4004
4005                         /*
4006                          * Set the indicator variable for the finally clause.
4007                          */
4008                         lhs = info->finally_ind;
4009                         g_assert (lhs);
4010                         LLVMBuildStore (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), g_slist_length (bb_list) + 1, FALSE), lhs);
4011
4012                         /* Branch to the finally clause */
4013                         LLVMBuildBr (builder, info->call_handler_target_bb);
4014
4015                         noex_bb = gen_bb (ctx, "CALL_HANDLER_CONT_BB");
4016                         info->call_handler_return_bbs = g_slist_append_mempool (cfg->mempool, info->call_handler_return_bbs, noex_bb);
4017
4018                         builder = ctx->builder = create_builder (ctx);
4019                         LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, noex_bb);
4020
4021                         bblocks [bb->block_num].end_bblock = noex_bb;
4022                         break;
4023                 }
4024                 case OP_START_HANDLER: {
4025                         break;
4026                 }
4027                 case OP_ENDFINALLY: {
4028                         LLVMBasicBlockRef resume_bb;
4029                         MonoBasicBlock *handler_bb;
4030                         LLVMValueRef val, switch_ins, callee;
4031                         GSList *bb_list;
4032                         BBInfo *info;
4033
4034                         handler_bb = g_hash_table_lookup (ctx->region_to_handler, GUINT_TO_POINTER (mono_get_block_region_notry (cfg, bb->region)));
4035                         g_assert (handler_bb);
4036                         info = &bblocks [handler_bb->block_num];
4037                         lhs = info->finally_ind;
4038                         g_assert (lhs);
4039
4040                         bb_list = info->call_handler_return_bbs;
4041
4042                         resume_bb = gen_bb (ctx, "ENDFINALLY_RESUME_BB");
4043
4044                         /* Load the finally variable */
4045                         val = LLVMBuildLoad (builder, lhs, "");
4046
4047                         /* Reset the variable */
4048                         LLVMBuildStore (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), lhs);
4049
4050                         /* Branch to either resume_bb, or to the bblocks in bb_list */
4051                         switch_ins = LLVMBuildSwitch (builder, val, resume_bb, g_slist_length (bb_list));
4052                         /*
4053                          * The other targets are added at the end to handle OP_CALL_HANDLER
4054                          * opcodes processed later.
4055                          */
4056                         info->endfinally_switch_ins_list = g_slist_append_mempool (cfg->mempool, info->endfinally_switch_ins_list, switch_ins);
4057
4058                         builder = ctx->builder = create_builder (ctx);
4059                         LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, resume_bb);
4060
4061                         if (ctx->cfg->compile_aot) {
4062                                 callee = get_plt_entry (ctx, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE), MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, "llvm_resume_unwind_trampoline");
4063                         } else {
4064                                 callee = LLVMGetNamedFunction (module, "llvm_resume_unwind_trampoline");
4065                         }
4066                         LLVMBuildCall (builder, callee, NULL, 0, "");
4067
4068                         LLVMBuildUnreachable (builder);
4069                         has_terminator = TRUE;
4070                         break;
4071                 }
4072                 default: {
4073                         char reason [128];
4074
4075                         sprintf (reason, "opcode %s", mono_inst_name (ins->opcode));
4076                         LLVM_FAILURE (ctx, reason);
4077                         break;
4078                 }
4079                 }
4080
4081                 /* Convert the value to the type required by phi nodes */
4082                 if (spec [MONO_INST_DEST] != ' ' && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins) && ctx->vreg_types [ins->dreg]) {
4083                         if (!values [ins->dreg])
4084                                 /* vtypes */
4085                                 values [ins->dreg] = addresses [ins->dreg];
4086                         else
4087                                 values [ins->dreg] = convert (ctx, values [ins->dreg], ctx->vreg_types [ins->dreg]);
4088                 }
4089
4090                 /* Add stores for volatile variables */
4091                 if (spec [MONO_INST_DEST] != ' ' && spec [MONO_INST_DEST] != 'v' && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins))
4092                         emit_volatile_store (ctx, ins->dreg);
4093         }
4094
4095         if (!has_terminator && bb->next_bb && (bb == cfg->bb_entry || bb->in_count > 0))
4096                 LLVMBuildBr (builder, get_bb (ctx, bb->next_bb));
4097
4098         if (bb == cfg->bb_exit && sig->ret->type == MONO_TYPE_VOID)
4099                 LLVMBuildRetVoid (builder);
4100
4101         if (bb == cfg->bb_entry)
4102                 ctx->last_alloca = LLVMGetLastInstruction (get_bb (ctx, cfg->bb_entry));
4103
4104         return;
4105
4106  FAILURE:
4107         return;
4108 }
4109
4110 /*
4111  * mono_llvm_check_method_supported:
4112  *
4113  *   Do some quick checks to decide whenever cfg->method can be compiled by LLVM, to avoid
4114  * compiling a method twice.
4115  */
4116 void
4117 mono_llvm_check_method_supported (MonoCompile *cfg)
4118 {
4119         MonoMethodHeader *header = cfg->header;
4120         MonoExceptionClause *clause;
4121         int i;
4122
4123         if (cfg->method->save_lmf) {
4124                 cfg->exception_message = g_strdup ("lmf");
4125                 cfg->disable_llvm = TRUE;
4126         }
4127
4128 #if 1
4129         for (i = 0; i < header->num_clauses; ++i) {
4130                 clause = &header->clauses [i];
4131
4132                 if (i > 0 && clause->try_offset <= header->clauses [i - 1].handler_offset + header->clauses [i - 1].handler_len) {
4133                         /*
4134                          * FIXME: Some tests still fail with nested clauses.
4135                          */
4136                         cfg->exception_message = g_strdup ("nested clauses");
4137                         cfg->disable_llvm = TRUE;
4138                 }
4139         }
4140 #endif
4141
4142         /* FIXME: */
4143         if (cfg->method->dynamic) {
4144                 cfg->exception_message = g_strdup ("dynamic.");
4145                 cfg->disable_llvm = TRUE;
4146         }
4147 }
4148
4149 /*
4150  * mono_llvm_emit_method:
4151  *
4152  *   Emit LLVM IL from the mono IL, and compile it to native code using LLVM.
4153  */
4154 void
4155 mono_llvm_emit_method (MonoCompile *cfg)
4156 {
4157         EmitContext *ctx;
4158         MonoMethodSignature *sig;
4159         MonoBasicBlock *bb;
4160         LLVMTypeRef method_type;
4161         LLVMValueRef method = NULL;
4162         char *method_name;
4163         LLVMValueRef *values;
4164         int i, max_block_num, bb_index;
4165         gboolean last = FALSE;
4166         GPtrArray *phi_values;
4167         LLVMCallInfo *linfo;
4168         GSList *l;
4169         LLVMModuleRef module;
4170         BBInfo *bblocks;
4171         GPtrArray *bblock_list;
4172         MonoMethodHeader *header;
4173         MonoExceptionClause *clause;
4174         LLVMSigInfo sinfo;
4175         char **names;
4176
4177         /* The code below might acquire the loader lock, so use it for global locking */
4178         mono_loader_lock ();
4179
4180         /* Used to communicate with the callbacks */
4181         mono_native_tls_set_value (current_cfg_tls_id, cfg);
4182
4183         ctx = g_new0 (EmitContext, 1);
4184         ctx->cfg = cfg;
4185         ctx->mempool = cfg->mempool;
4186
4187         /*
4188          * This maps vregs to the LLVM instruction defining them
4189          */
4190         values = g_new0 (LLVMValueRef, cfg->next_vreg);
4191         /*
4192          * This maps vregs for volatile variables to the LLVM instruction defining their
4193          * address.
4194          */
4195         ctx->addresses = g_new0 (LLVMValueRef, cfg->next_vreg);
4196         ctx->vreg_types = g_new0 (LLVMTypeRef, cfg->next_vreg);
4197         ctx->vreg_cli_types = g_new0 (MonoType*, cfg->next_vreg);
4198         phi_values = g_ptr_array_new ();
4199         /*
4200          * This signals whenever the vreg was defined by a phi node with no input vars
4201          * (i.e. all its input bblocks end with NOT_REACHABLE).
4202          */
4203         ctx->is_dead = g_new0 (gboolean, cfg->next_vreg);
4204         /* Whenever the bblock is unreachable */
4205         ctx->unreachable = g_new0 (gboolean, cfg->max_block_num);
4206
4207         bblock_list = g_ptr_array_new ();
4208
4209         ctx->values = values;
4210         ctx->region_to_handler = g_hash_table_new (NULL, NULL);
4211
4212         if (cfg->compile_aot) {
4213                 ctx->lmodule = &aot_module;
4214                 method_name = mono_aot_get_method_name (cfg);
4215                 cfg->llvm_method_name = g_strdup (method_name);
4216         } else {
4217                 init_jit_module ();
4218                 ctx->lmodule = &jit_module;
4219                 method_name = mono_method_full_name (cfg->method, TRUE);
4220         }
4221
4222         module = ctx->module = ctx->lmodule->module;
4223
4224 #if 1
4225         {
4226                 static int count = 0;
4227                 count ++;
4228
4229                 if (getenv ("LLVM_COUNT")) {
4230                         if (count == atoi (getenv ("LLVM_COUNT"))) {
4231                                 printf ("LAST: %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
4232                                 fflush (stdout);
4233                                 last = TRUE;
4234                         }
4235                         if (count > atoi (getenv ("LLVM_COUNT")))
4236                                 LLVM_FAILURE (ctx, "");
4237                 }
4238         }
4239 #endif
4240
4241         sig = mono_method_signature (cfg->method);
4242         ctx->sig = sig;
4243
4244         linfo = mono_arch_get_llvm_call_info (cfg, sig);
4245         ctx->linfo = linfo;
4246         CHECK_FAILURE (ctx);
4247
4248         if (cfg->rgctx_var)
4249                 linfo->rgctx_arg = TRUE;
4250         method_type = sig_to_llvm_sig_full (ctx, sig, linfo, &sinfo);
4251         CHECK_FAILURE (ctx);
4252
4253         /*
4254          * This maps parameter indexes in the original signature to the indexes in
4255          * the LLVM signature.
4256          */
4257         ctx->pindexes = sinfo.pindexes;
4258
4259         method = LLVMAddFunction (module, method_name, method_type);
4260         ctx->lmethod = method;
4261
4262 #ifdef LLVM_MONO_BRANCH
4263         LLVMSetFunctionCallConv (method, LLVMMono1CallConv);
4264 #endif
4265         LLVMSetLinkage (method, LLVMPrivateLinkage);
4266
4267         LLVMAddFunctionAttr (method, LLVMUWTable);
4268
4269         if (cfg->compile_aot) {
4270                 LLVMSetLinkage (method, LLVMInternalLinkage);
4271                 LLVMSetVisibility (method, LLVMHiddenVisibility);
4272         } else {
4273                 LLVMSetLinkage (method, LLVMPrivateLinkage);
4274         }
4275
4276         if (cfg->method->save_lmf)
4277                 LLVM_FAILURE (ctx, "lmf");
4278
4279         if (sig->pinvoke && cfg->method->wrapper_type != MONO_WRAPPER_RUNTIME_INVOKE)
4280                 LLVM_FAILURE (ctx, "pinvoke signature");
4281
4282         header = cfg->header;
4283         for (i = 0; i < header->num_clauses; ++i) {
4284                 clause = &header->clauses [i];
4285                 if (clause->flags != MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY && clause->flags != MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE)
4286                         LLVM_FAILURE (ctx, "non-finally/catch clause.");
4287         }
4288
4289         if (linfo->rgctx_arg) {
4290                 ctx->rgctx_arg = LLVMGetParam (method, sinfo.rgctx_arg_pindex);
4291                 /*
4292                  * We mark the rgctx parameter with the inreg attribute, which is mapped to
4293                  * MONO_ARCH_RGCTX_REG in the Mono calling convention in llvm, i.e.
4294                  * CC_X86_64_Mono in X86CallingConv.td.
4295                  */
4296                 LLVMAddAttribute (ctx->rgctx_arg, LLVMInRegAttribute);
4297                 LLVMSetValueName (ctx->rgctx_arg, "rgctx");
4298         }
4299         if (cfg->vret_addr) {
4300                 values [cfg->vret_addr->dreg] = LLVMGetParam (method, sinfo.vret_arg_pindex);
4301                 LLVMSetValueName (values [cfg->vret_addr->dreg], "vret");
4302         }
4303         if (sig->hasthis) {
4304                 values [cfg->args [0]->dreg] = LLVMGetParam (method, sinfo.this_arg_pindex);
4305                 LLVMSetValueName (values [cfg->args [0]->dreg], "this");
4306         }
4307
4308         names = g_new (char *, sig->param_count);
4309         mono_method_get_param_names (cfg->method, (const char **) names);
4310
4311         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i) {
4312                 char *name;
4313
4314                 values [cfg->args [i + sig->hasthis]->dreg] = LLVMGetParam (method, sinfo.pindexes [i]);
4315                 if (names [i] && names [i][0] != '\0')
4316                         name = g_strdup_printf ("arg_%s", names [i]);
4317                 else
4318                         name = g_strdup_printf ("arg_%d", i);
4319                 LLVMSetValueName (values [cfg->args [i + sig->hasthis]->dreg], name);
4320                 g_free (name);
4321                 if (linfo->args [i + sig->hasthis].storage == LLVMArgVtypeByVal)
4322                         LLVMAddAttribute (LLVMGetParam (method, sinfo.pindexes [i]), LLVMByValAttribute);
4323         }
4324         g_free (names);
4325
4326         max_block_num = 0;
4327         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb)
4328                 max_block_num = MAX (max_block_num, bb->block_num);
4329         ctx->bblocks = bblocks = g_new0 (BBInfo, max_block_num + 1);
4330
4331         /* Add branches between non-consecutive bblocks */
4332         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4333                 if (bb->last_ins && MONO_IS_COND_BRANCH_OP (bb->last_ins) &&
4334                         bb->next_bb != bb->last_ins->inst_false_bb) {
4335
4336                         MonoInst *inst = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoInst));
4337                         inst->opcode = OP_BR;
4338                         inst->inst_target_bb = bb->last_ins->inst_false_bb;
4339                         mono_bblock_add_inst (bb, inst);
4340                 }
4341         }
4342
4343         /*
4344          * The INDIRECT flag added by OP_LDADDR inhibits optimizations, even if the LDADDR
4345          * was later optimized away, so clear these flags, and add them back for the still
4346          * present OP_LDADDR instructions.
4347          */
4348         for (i = 0; i < cfg->next_vreg; ++i) {
4349                 MonoInst *ins;
4350
4351                 ins = get_vreg_to_inst (cfg, i);
4352                 if (ins && ins != cfg->rgctx_var)
4353                         ins->flags &= ~MONO_INST_INDIRECT;
4354         }
4355
4356         /*
4357          * Make a first pass over the code to precreate PHI nodes/set INDIRECT flags.
4358          */
4359         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4360                 MonoInst *ins;
4361                 LLVMBuilderRef builder;
4362                 char *dname;
4363                 char dname_buf[128];
4364
4365                 builder = create_builder (ctx);
4366
4367                 for (ins = bb->code; ins; ins = ins->next) {
4368                         switch (ins->opcode) {
4369                         case OP_PHI:
4370                         case OP_FPHI:
4371                         case OP_VPHI:
4372                         case OP_XPHI: {
4373                                 LLVMTypeRef phi_type = llvm_type_to_stack_type (type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg));
4374
4375                                 CHECK_FAILURE (ctx);
4376
4377                                 if (ins->opcode == OP_VPHI) {
4378                                         /* Treat valuetype PHI nodes as operating on the address itself */
4379                                         g_assert (ins->klass);
4380                                         phi_type = LLVMPointerType (type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg), 0);
4381                                 }
4382
4383                                 /*
4384                                  * Have to precreate these, as they can be referenced by
4385                                  * earlier instructions.
4386                                  */
4387                                 sprintf (dname_buf, "t%d", ins->dreg);
4388                                 dname = dname_buf;
4389                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildPhi (builder, phi_type, dname);
4390
4391                                 if (ins->opcode == OP_VPHI)
4392                                         ctx->addresses [ins->dreg] = values [ins->dreg];
4393
4394                                 g_ptr_array_add (phi_values, values [ins->dreg]);
4395
4396                                 /*
4397                                  * Set the expected type of the incoming arguments since these have
4398                                  * to have the same type.
4399                                  */
4400                                 for (i = 0; i < ins->inst_phi_args [0]; i++) {
4401                                         int sreg1 = ins->inst_phi_args [i + 1];
4402
4403                                         if (sreg1 != -1)
4404                                                 ctx->vreg_types [sreg1] = phi_type;
4405                                 }
4406                                 break;
4407                                 }
4408                         case OP_LDADDR:
4409                                 ((MonoInst*)ins->inst_p0)->flags |= MONO_INST_INDIRECT;
4410                                 break;
4411                         default:
4412                                 break;
4413                         }
4414                 }
4415         }
4416
4417         /*
4418          * Create an ordering for bblocks, use the depth first order first, then
4419          * put the exception handling bblocks last.
4420          */
4421         for (bb_index = 0; bb_index < cfg->num_bblocks; ++bb_index) {
4422                 bb = cfg->bblocks [bb_index];
4423                 if (!(bb->region != -1 && !MONO_BBLOCK_IS_IN_REGION (bb, MONO_REGION_TRY))) {
4424                         g_ptr_array_add (bblock_list, bb);
4425                         bblocks [bb->block_num].added = TRUE;
4426                 }
4427         }
4428
4429         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4430                 if (!bblocks [bb->block_num].added)
4431                         g_ptr_array_add (bblock_list, bb);
4432         }
4433
4434         /*
4435          * Second pass: generate code.
4436          */
4437         for (bb_index = 0; bb_index < bblock_list->len; ++bb_index) {
4438                 bb = g_ptr_array_index (bblock_list, bb_index);
4439
4440                 if (!(bb == cfg->bb_entry || bb->in_count > 0))
4441                         continue;
4442
4443                 process_bb (ctx, bb);
4444                 CHECK_FAILURE (ctx);
4445         }
4446
4447         /* Add incoming phi values */
4448         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4449                 GSList *l, *ins_list;
4450
4451                 ins_list = bblocks [bb->block_num].phi_nodes;
4452
4453                 for (l = ins_list; l; l = l->next) {
4454                         PhiNode *node = l->data;
4455                         MonoInst *phi = node->phi;
4456                         int sreg1 = node->sreg;
4457                         LLVMBasicBlockRef in_bb;
4458
4459                         if (sreg1 == -1)
4460                                 continue;
4461
4462                         in_bb = get_end_bb (ctx, node->in_bb);
4463
4464                         if (ctx->unreachable [node->in_bb->block_num])
4465                                 continue;
4466
4467                         if (!values [sreg1])
4468                                 /* Can happen with values in EH clauses */
4469                                 LLVM_FAILURE (ctx, "incoming phi sreg1");
4470
4471                         if (phi->opcode == OP_VPHI) {
4472                                 g_assert (LLVMTypeOf (ctx->addresses [sreg1]) == LLVMTypeOf (values [phi->dreg]));
4473                                 LLVMAddIncoming (values [phi->dreg], &ctx->addresses [sreg1], &in_bb, 1);
4474                         } else {
4475                                 g_assert (LLVMTypeOf (values [sreg1]) == LLVMTypeOf (values [phi->dreg]));
4476                                 LLVMAddIncoming (values [phi->dreg], &values [sreg1], &in_bb, 1);
4477                         }
4478                 }
4479         }
4480
4481         /* Create the SWITCH statements for ENDFINALLY instructions */
4482         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4483                 BBInfo *info = &bblocks [bb->block_num];
4484                 GSList *l;
4485                 for (l = info->endfinally_switch_ins_list; l; l = l->next) {
4486                         LLVMValueRef switch_ins = l->data;
4487                         GSList *bb_list = info->call_handler_return_bbs;
4488
4489                         for (i = 0; i < g_slist_length (bb_list); ++i)
4490                                 LLVMAddCase (switch_ins, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), i + 1, FALSE), g_slist_nth (bb_list, i)->data);
4491                 }
4492         }
4493
4494         if (cfg->verbose_level > 1)
4495                 mono_llvm_dump_value (method);
4496
4497         mark_as_used (module, method);
4498
4499         if (cfg->compile_aot) {
4500                 /* Don't generate native code, keep the LLVM IR */
4501                 if (cfg->compile_aot && cfg->verbose_level)
4502                         printf ("%s emitted as %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE), method_name);
4503
4504                 //LLVMVerifyFunction(method, 0);
4505         } else {
4506                 mono_llvm_optimize_method (method);
4507
4508                 if (cfg->verbose_level > 1)
4509                         mono_llvm_dump_value (method);
4510
4511                 cfg->native_code = LLVMGetPointerToGlobal (ee, method);
4512
4513                 /* Set by emit_cb */
4514                 g_assert (cfg->code_len);
4515
4516                 /* FIXME: Free the LLVM IL for the function */
4517         }
4518
4519         goto CLEANUP;
4520
4521  FAILURE:
4522
4523         if (method) {
4524                 /* Need to add unused phi nodes as they can be referenced by other values */
4525                 LLVMBasicBlockRef phi_bb = LLVMAppendBasicBlock (method, "PHI_BB");
4526                 LLVMBuilderRef builder;
4527
4528                 builder = create_builder (ctx);
4529                 LLVMPositionBuilderAtEnd (builder, phi_bb);
4530
4531                 for (i = 0; i < phi_values->len; ++i) {
4532                         LLVMValueRef v = g_ptr_array_index (phi_values, i);
4533                         if (LLVMGetInstructionParent (v) == NULL)
4534                                 LLVMInsertIntoBuilder (builder, v);
4535                 }
4536
4537                 LLVMDeleteFunction (method);
4538         }
4539
4540  CLEANUP:
4541         g_free (values);
4542         g_free (ctx->addresses);
4543         g_free (ctx->vreg_types);
4544         g_free (ctx->vreg_cli_types);
4545         g_free (ctx->pindexes);
4546         g_free (ctx->is_dead);
4547         g_free (ctx->unreachable);
4548         g_ptr_array_free (phi_values, TRUE);
4549         g_free (ctx->bblocks);
4550         g_hash_table_destroy (ctx->region_to_handler);
4551         g_free (method_name);
4552         g_ptr_array_free (bblock_list, TRUE);
4553
4554         for (l = ctx->builders; l; l = l->next) {
4555                 LLVMBuilderRef builder = l->data;
4556                 LLVMDisposeBuilder (builder);
4557         }
4558
4559         g_free (ctx);
4560
4561         mono_native_tls_set_value (current_cfg_tls_id, NULL);
4562
4563         mono_loader_unlock ();
4564 }
4565
4566 /*
4567  * mono_llvm_emit_call:
4568  *
4569  *   Same as mono_arch_emit_call () for LLVM.
4570  */
4571 void
4572 mono_llvm_emit_call (MonoCompile *cfg, MonoCallInst *call)
4573 {
4574         MonoInst *in;
4575         MonoMethodSignature *sig;
4576         int i, n, stack_size;
4577         LLVMArgInfo *ainfo;
4578
4579         stack_size = 0;
4580
4581         sig = call->signature;
4582         n = sig->param_count + sig->hasthis;
4583
4584         call->cinfo = mono_arch_get_llvm_call_info (cfg, sig);
4585
4586         if (cfg->disable_llvm)
4587                 return;
4588
4589         if (sig->call_convention == MONO_CALL_VARARG) {
4590                 cfg->exception_message = g_strdup ("varargs");
4591                 cfg->disable_llvm = TRUE;
4592         }
4593
4594         for (i = 0; i < n; ++i) {
4595                 MonoInst *ins;
4596
4597                 ainfo = call->cinfo->args + i;
4598
4599                 in = call->args [i];
4600
4601                 /* Simply remember the arguments */
4602                 switch (ainfo->storage) {
4603                 case LLVMArgInIReg:
4604                 case LLVMArgInFPReg: {
4605                         MonoType *t = (sig->hasthis && i == 0) ? &mono_get_intptr_class ()->byval_arg : sig->params [i - sig->hasthis];
4606
4607                         if (!t->byref && (t->type == MONO_TYPE_R8 || t->type == MONO_TYPE_R4)) {
4608                                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, OP_FMOVE);
4609                                 ins->dreg = mono_alloc_freg (cfg);
4610                         } else {
4611                                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, OP_MOVE);
4612                                 ins->dreg = mono_alloc_ireg (cfg);
4613                         }
4614                         ins->sreg1 = in->dreg;
4615                         break;
4616                 }
4617                 case LLVMArgVtypeByVal:
4618                 case LLVMArgVtypeInReg:
4619                         MONO_INST_NEW (cfg, ins, OP_LLVM_OUTARG_VT);
4620                         ins->dreg = mono_alloc_ireg (cfg);
4621                         ins->sreg1 = in->dreg;
4622                         ins->klass = mono_class_from_mono_type (sig->params [i - sig->hasthis]);
4623                         break;
4624                 default:
4625                         call->cinfo = mono_arch_get_llvm_call_info (cfg, sig);
4626                         cfg->exception_message = g_strdup ("ainfo->storage");
4627                         cfg->disable_llvm = TRUE;
4628                         return;
4629                 }
4630
4631                 if (!cfg->disable_llvm) {
4632                         MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
4633                         mono_call_inst_add_outarg_reg (cfg, call, ins->dreg, 0, FALSE);
4634                 }
4635         }
4636 }
4637
4638 static unsigned char*
4639 alloc_cb (LLVMValueRef function, int size)
4640 {
4641         MonoCompile *cfg;
4642
4643         cfg = mono_native_tls_get_value (current_cfg_tls_id);
4644
4645         if (cfg) {
4646                 // FIXME: dynamic
4647                 return mono_domain_code_reserve (cfg->domain, size);
4648         } else {
4649                 return mono_domain_code_reserve (mono_domain_get (), size);
4650         }
4651 }
4652
4653 static void
4654 emitted_cb (LLVMValueRef function, void *start, void *end)
4655 {
4656         MonoCompile *cfg;
4657
4658         cfg = mono_native_tls_get_value (current_cfg_tls_id);
4659         g_assert (cfg);
4660         cfg->code_len = (guint8*)end - (guint8*)start;
4661 }
4662
4663 static void
4664 exception_cb (void *data)
4665 {
4666         MonoCompile *cfg;
4667         MonoJitExceptionInfo *ei;
4668         guint32 ei_len, i, j, nested_len, nindex;
4669         gpointer *type_info;
4670         int this_reg, this_offset;
4671
4672         cfg = mono_native_tls_get_value (current_cfg_tls_id);
4673         g_assert (cfg);
4674
4675         /*
4676          * data points to a DWARF FDE structure, convert it to our unwind format and
4677          * save it.
4678          * An alternative would be to save it directly, and modify our unwinder to work
4679          * with it.
4680          */
4681         cfg->encoded_unwind_ops = mono_unwind_decode_fde ((guint8*)data, &cfg->encoded_unwind_ops_len, NULL, &ei, &ei_len, &type_info, &this_reg, &this_offset);
4682
4683         /* Count nested clauses */
4684         nested_len = 0;
4685         for (i = 0; i < ei_len; ++i) {
4686                 for (j = 0; j < ei_len; ++j) {
4687                         gint32 cindex1 = *(gint32*)type_info [i];
4688                         MonoExceptionClause *clause1 = &cfg->header->clauses [cindex1];
4689                         gint32 cindex2 = *(gint32*)type_info [j];
4690                         MonoExceptionClause *clause2 = &cfg->header->clauses [cindex2];
4691
4692                         if (cindex1 != cindex2 && clause1->try_offset >= clause2->try_offset && clause1->handler_offset <= clause2->handler_offset) {
4693                                 nested_len ++;
4694                         }
4695                 }
4696         }
4697
4698         cfg->llvm_ex_info = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, (ei_len + nested_len) * sizeof (MonoJitExceptionInfo));
4699         cfg->llvm_ex_info_len = ei_len + nested_len;
4700         memcpy (cfg->llvm_ex_info, ei, ei_len * sizeof (MonoJitExceptionInfo));
4701         /* Fill the rest of the information from the type info */
4702         for (i = 0; i < ei_len; ++i) {
4703                 gint32 clause_index = *(gint32*)type_info [i];
4704                 MonoExceptionClause *clause = &cfg->header->clauses [clause_index];
4705
4706                 cfg->llvm_ex_info [i].flags = clause->flags;
4707                 cfg->llvm_ex_info [i].data.catch_class = clause->data.catch_class;
4708         }
4709
4710         /*
4711          * For nested clauses, the LLVM produced exception info associates the try interval with
4712          * the innermost handler, while mono expects it to be associated with all nesting clauses.
4713          */
4714         /* FIXME: These should be order with the normal clauses */
4715         nindex = ei_len;
4716         for (i = 0; i < ei_len; ++i) {
4717                 for (j = 0; j < ei_len; ++j) {
4718                         gint32 cindex1 = *(gint32*)type_info [i];
4719                         MonoExceptionClause *clause1 = &cfg->header->clauses [cindex1];
4720                         gint32 cindex2 = *(gint32*)type_info [j];
4721                         MonoExceptionClause *clause2 = &cfg->header->clauses [cindex2];
4722
4723                         if (cindex1 != cindex2 && clause1->try_offset >= clause2->try_offset && clause1->handler_offset <= clause2->handler_offset) {
4724                                 /*
4725                                  * The try interval comes from the nested clause, everything else from the
4726                                  * nesting clause.
4727                                  */
4728                                 memcpy (&cfg->llvm_ex_info [nindex], &cfg->llvm_ex_info [j], sizeof (MonoJitExceptionInfo));
4729                                 cfg->llvm_ex_info [nindex].try_start = cfg->llvm_ex_info [i].try_start;
4730                                 cfg->llvm_ex_info [nindex].try_end = cfg->llvm_ex_info [i].try_end;
4731                                 nindex ++;
4732                         }
4733                 }
4734         }
4735         g_assert (nindex == ei_len + nested_len);
4736         cfg->llvm_this_reg = this_reg;
4737         cfg->llvm_this_offset = this_offset;
4738
4739         /* type_info [i] is cfg mempool allocated, no need to free it */
4740
4741         g_free (ei);
4742         g_free (type_info);
4743 }
4744
4745 static char*
4746 dlsym_cb (const char *name, void **symbol)
4747 {
4748         MonoDl *current;
4749         char *err;
4750
4751         err = NULL;
4752         if (!strcmp (name, "__bzero")) {
4753                 *symbol = (void*)bzero;
4754         } else {
4755                 current = mono_dl_open (NULL, 0, NULL);
4756                 g_assert (current);
4757
4758                 err = mono_dl_symbol (current, name, symbol);
4759         }
4760 #ifdef MONO_ARCH_HAVE_CREATE_LLVM_NATIVE_THUNK
4761         *symbol = (char*)mono_arch_create_llvm_native_thunk (mono_domain_get (), (guint8*)(*symbol));
4762 #endif
4763         return err;
4764 }
4765
4766 static inline void
4767 AddFunc (LLVMModuleRef module, const char *name, LLVMTypeRef ret_type, LLVMTypeRef *param_types, int nparams)
4768 {
4769         LLVMAddFunction (module, name, LLVMFunctionType (ret_type, param_types, nparams, FALSE));
4770 }
4771
4772 static inline void
4773 AddFunc2 (LLVMModuleRef module, const char *name, LLVMTypeRef ret_type, LLVMTypeRef param_type1, LLVMTypeRef param_type2)
4774 {
4775         LLVMTypeRef param_types [4];
4776
4777         param_types [0] = param_type1;
4778         param_types [1] = param_type2;
4779
4780         AddFunc (module, name, ret_type, param_types, 2);
4781 }
4782
4783 static void
4784 add_intrinsics (LLVMModuleRef module)
4785 {
4786         /* Emit declarations of instrinsics */
4787         /*
4788          * It would be nicer to emit only the intrinsics actually used, but LLVM's Module
4789          * type doesn't seem to do any locking.
4790          */
4791         {
4792                 LLVMTypeRef memset_params [] = { LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), LLVMInt8Type (), LLVMInt32Type (), LLVMInt32Type (), LLVMInt1Type () };
4793
4794                 memset_param_count = 5;
4795                 memset_func_name = "llvm.memset.p0i8.i32";
4796
4797                 LLVMAddFunction (module, memset_func_name, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), memset_params, memset_param_count, FALSE));
4798         }
4799
4800         {
4801                 LLVMTypeRef memcpy_params [] = { LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), LLVMInt32Type (), LLVMInt32Type (), LLVMInt1Type () };
4802
4803                 memcpy_param_count = 5;
4804                 memcpy_func_name = "llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32";
4805
4806                 LLVMAddFunction (module, memcpy_func_name, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), memcpy_params, memcpy_param_count, FALSE));
4807         }
4808
4809         {
4810                 LLVMTypeRef params [] = { LLVMDoubleType () };
4811
4812                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sin.f64", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4813                 LLVMAddFunction (module, "llvm.cos.f64", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4814                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sqrt.f64", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4815
4816                 /* This isn't an intrinsic, instead llvm seems to special case it by name */
4817                 LLVMAddFunction (module, "fabs", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4818         }
4819
4820         {
4821                 LLVMTypeRef ovf_res_i32 [] = { LLVMInt32Type (), LLVMInt1Type () };
4822                 LLVMTypeRef ovf_params_i32 [] = { LLVMInt32Type (), LLVMInt32Type () };
4823
4824                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sadd.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4825                 LLVMAddFunction (module, "llvm.uadd.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4826                 LLVMAddFunction (module, "llvm.ssub.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4827                 LLVMAddFunction (module, "llvm.usub.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4828                 LLVMAddFunction (module, "llvm.smul.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4829                 LLVMAddFunction (module, "llvm.umul.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4830         }
4831
4832         {
4833                 LLVMTypeRef ovf_res_i64 [] = { LLVMInt64Type (), LLVMInt1Type () };
4834                 LLVMTypeRef ovf_params_i64 [] = { LLVMInt64Type (), LLVMInt64Type () };
4835
4836                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sadd.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4837                 LLVMAddFunction (module, "llvm.uadd.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4838                 LLVMAddFunction (module, "llvm.ssub.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4839                 LLVMAddFunction (module, "llvm.usub.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4840                 LLVMAddFunction (module, "llvm.smul.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4841                 LLVMAddFunction (module, "llvm.umul.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4842         }
4843
4844         {
4845                 LLVMTypeRef struct_ptr = LLVMPointerType (LLVMStructType (NULL, 0, FALSE), 0);
4846                 LLVMTypeRef invariant_start_params [] = { LLVMInt64Type (), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0) };
4847                 LLVMTypeRef invariant_end_params [] = { struct_ptr, LLVMInt64Type (), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0) };
4848
4849                 LLVMAddFunction (module, "llvm.invariant.start", LLVMFunctionType (struct_ptr, invariant_start_params, 2, FALSE));
4850
4851                 LLVMAddFunction (module, "llvm.invariant.end", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), invariant_end_params, 3, FALSE));
4852         }
4853
4854         /* EH intrinsics */
4855         {
4856                 LLVMTypeRef arg_types [2];
4857                 LLVMTypeRef ret_type;
4858
4859                 arg_types [0] = LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0);
4860                 arg_types [1] = LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0);
4861                 ret_type = LLVMInt32Type ();
4862
4863                 LLVMAddFunction (module, "mono_personality", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE));
4864
4865                 LLVMAddFunction (module, "llvm_resume_unwind_trampoline", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE));
4866         }
4867
4868         /* SSE intrinsics */
4869         {
4870                 LLVMTypeRef ret_type, arg_types [16];
4871
4872                 /* Binary ops */
4873                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4874                 arg_types [0] = ret_type;
4875                 arg_types [1] = ret_type;
4876                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pminud", ret_type, arg_types, 2);
4877                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pmaxud", ret_type, arg_types, 2);
4878
4879                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4880                 arg_types [0] = ret_type;
4881                 arg_types [1] = ret_type;
4882                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pminuw", ret_type, arg_types, 2);
4883                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmins.w", ret_type, arg_types, 2);
4884                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pmaxuw", ret_type, arg_types, 2);
4885                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.padds.w", ret_type, arg_types, 2);
4886                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubs.w", ret_type, arg_types, 2);
4887                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.paddus.w", ret_type, arg_types, 2);
4888                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubus.w", ret_type, arg_types, 2);
4889                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pavg.w", ret_type, arg_types, 2);
4890                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmulh.w", ret_type, arg_types, 2);
4891                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmulhu.w", ret_type, arg_types, 2);
4892
4893                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
4894                 arg_types [0] = ret_type;
4895                 arg_types [1] = ret_type;
4896                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pminu.b", ret_type, arg_types, 2);
4897                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmaxu.b", ret_type, arg_types, 2);
4898                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.padds.b", ret_type, arg_types, 2);
4899                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubs.b", ret_type, arg_types, 2);
4900                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.paddus.b", ret_type, arg_types, 2);
4901                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubus.b", ret_type, arg_types, 2);
4902                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pavg.b", ret_type, arg_types, 2);
4903
4904                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4905                 arg_types [0] = ret_type;
4906                 arg_types [1] = ret_type;
4907                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.min.pd", ret_type, arg_types, 2);
4908                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.max.pd", ret_type, arg_types, 2);
4909                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hadd.pd", ret_type, arg_types, 2);
4910                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hsub.pd", ret_type, arg_types, 2);
4911                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.addsub.pd", ret_type, arg_types, 2);
4912
4913                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4914                 arg_types [0] = ret_type;
4915                 arg_types [1] = ret_type;
4916                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.min.ps", ret_type, arg_types, 2);
4917                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.max.ps", ret_type, arg_types, 2);
4918                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hadd.ps", ret_type, arg_types, 2);
4919                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hsub.ps", ret_type, arg_types, 2);
4920                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.addsub.ps", ret_type, arg_types, 2);
4921
4922                 /* pack */
4923                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
4924                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4925                 arg_types [1] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4926                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.packsswb.128", ret_type, arg_types, 2);
4927                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.packuswb.128", ret_type, arg_types, 2);
4928                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4929                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4930                 arg_types [1] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4931                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.packssdw.128", ret_type, arg_types, 2);
4932                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.packusdw", ret_type, arg_types, 2);
4933
4934                 /* cmp pd/ps */
4935                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4936                 arg_types [0] = ret_type;
4937                 arg_types [1] = ret_type;
4938                 arg_types [2] = LLVMInt8Type ();
4939                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cmp.pd", ret_type, arg_types, 3);
4940                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4941                 arg_types [0] = ret_type;
4942                 arg_types [1] = ret_type;
4943                 arg_types [2] = LLVMInt8Type ();
4944                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.cmp.ps", ret_type, arg_types, 3);
4945
4946                 /* Conversion ops */
4947                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4948                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4949                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtdq2pd", ret_type, arg_types, 1);
4950                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4951                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4952                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtdq2ps", ret_type, arg_types, 1);
4953                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4954                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4955                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtpd2dq", ret_type, arg_types, 1);
4956                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4957                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4958                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtps2dq", ret_type, arg_types, 1);
4959                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4960                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4961                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtpd2ps", ret_type, arg_types, 1);
4962                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4963                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4964                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtps2pd", ret_type, arg_types, 1);
4965
4966                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4967                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4968                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvttpd2dq", ret_type, arg_types, 1);
4969                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4970                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4971                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvttps2dq", ret_type, arg_types, 1);
4972
4973                 /* Unary ops */
4974                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4975                 arg_types [0] = ret_type;
4976                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.sqrt.pd", ret_type, arg_types, 1);
4977                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4978                 arg_types [0] = ret_type;
4979                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.sqrt.ps", ret_type, arg_types, 1);
4980                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4981                 arg_types [0] = ret_type;
4982                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.rsqrt.ps", ret_type, arg_types, 1);
4983                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4984                 arg_types [0] = ret_type;
4985                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.rcp.ps", ret_type, arg_types, 1);
4986
4987                 /* shifts */
4988                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4989                 arg_types [0] = ret_type;
4990                 arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
4991                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrli.w", ret_type, arg_types, 2);
4992                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrai.w", ret_type, arg_types, 2);
4993                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pslli.w", ret_type, arg_types, 2);
4994                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4995                 arg_types [0] = ret_type;
4996                 arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
4997                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrli.d", ret_type, arg_types, 2);
4998                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrai.d", ret_type, arg_types, 2);
4999                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pslli.d", ret_type, arg_types, 2);
5000                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I8);
5001                 arg_types [0] = ret_type;
5002                 arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
5003                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrli.q", ret_type, arg_types, 2);
5004                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pslli.q", ret_type, arg_types, 2);
5005
5006                 /* pmovmskb */
5007                 ret_type = LLVMInt32Type ();
5008                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
5009                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmovmskb.128", ret_type, arg_types, 1);
5010         }
5011
5012         AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pause", LLVMVoidType (), NULL, 0);
5013
5014         /* Load/Store intrinsics */
5015         {
5016                 LLVMTypeRef arg_types [5];
5017                 int i;
5018                 char name [128];
5019
5020                 for (i = 1; i <= 8; i *= 2) {
5021                         arg_types [0] = LLVMPointerType (LLVMIntType (i * 8), 0);
5022                         arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
5023                         arg_types [2] = LLVMInt1Type ();
5024                         sprintf (name, "llvm.mono.load.i%d.p0i%d", i * 8, i * 8);
5025                         LLVMAddFunction (module, name, LLVMFunctionType (LLVMIntType (i * 8), arg_types, 3, FALSE));
5026
5027                         arg_types [0] = LLVMIntType (i * 8);
5028                         arg_types [1] = LLVMPointerType (LLVMIntType (i * 8), 0);
5029                         arg_types [2] = LLVMInt32Type ();
5030                         arg_types [3] = LLVMInt1Type ();
5031                         sprintf (name, "llvm.mono.store.i%d.p0i%d", i * 8, i * 8);
5032                         LLVMAddFunction (module, name, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), arg_types, 4, FALSE));
5033                 }
5034         }
5035 }
5036
5037 void
5038 mono_llvm_init (void)
5039 {
5040         mono_native_tls_alloc (&current_cfg_tls_id, NULL);
5041 }
5042
5043 static void
5044 init_jit_module (void)
5045 {
5046         MonoJitICallInfo *info;
5047
5048         if (jit_module_inited)
5049                 return;
5050
5051         mono_loader_lock ();
5052
5053         if (jit_module_inited) {
5054                 mono_loader_unlock ();
5055                 return;
5056         }
5057
5058         jit_module.module = LLVMModuleCreateWithName ("mono");
5059
5060         ee = mono_llvm_create_ee (LLVMCreateModuleProviderForExistingModule (jit_module.module), alloc_cb, emitted_cb, exception_cb, dlsym_cb);
5061
5062         add_intrinsics (jit_module.module);
5063
5064         jit_module.llvm_types = g_hash_table_new (NULL, NULL);
5065
5066         info = mono_find_jit_icall_by_name ("llvm_resume_unwind_trampoline");
5067         g_assert (info);
5068         LLVMAddGlobalMapping (ee, LLVMGetNamedFunction (jit_module.module, "llvm_resume_unwind_trampoline"), (void*)info->func);
5069
5070         jit_module_inited = TRUE;
5071
5072         mono_loader_unlock ();
5073 }
5074
5075 void
5076 mono_llvm_cleanup (void)
5077 {
5078         if (ee)
5079                 mono_llvm_dispose_ee (ee);
5080
5081         if (jit_module.llvm_types)
5082                 g_hash_table_destroy (jit_module.llvm_types);
5083
5084         if (aot_module.module)
5085                 LLVMDisposeModule (aot_module.module);
5086
5087         LLVMContextDispose (LLVMGetGlobalContext ());
5088 }
5089
5090 void
5091 mono_llvm_create_aot_module (const char *got_symbol)
5092 {
5093         /* Delete previous module */
5094         if (aot_module.plt_entries)
5095                 g_hash_table_destroy (aot_module.plt_entries);
5096         if (aot_module.module)
5097                 LLVMDisposeModule (aot_module.module);
5098
5099         memset (&aot_module, 0, sizeof (aot_module));
5100
5101         aot_module.module = LLVMModuleCreateWithName ("aot");
5102         aot_module.got_symbol = got_symbol;
5103
5104         add_intrinsics (aot_module.module);
5105
5106         /* Add GOT */
5107         /*
5108          * We couldn't compute the type of the LLVM global representing the got because
5109          * its size is only known after all the methods have been emitted. So create
5110          * a dummy variable, and replace all uses it with the real got variable when
5111          * its size is known in mono_llvm_emit_aot_module ().
5112          */
5113         {
5114                 LLVMTypeRef got_type = LLVMArrayType (IntPtrType (), 0);
5115
5116                 aot_module.got_var = LLVMAddGlobal (aot_module.module, got_type, "mono_dummy_got");
5117                 LLVMSetInitializer (aot_module.got_var, LLVMConstNull (got_type));
5118         }
5119
5120         /* Add a dummy personality function */
5121         {
5122                 LLVMBasicBlockRef lbb;
5123                 LLVMBuilderRef lbuilder;
5124                 LLVMValueRef personality;
5125
5126                 personality = LLVMAddFunction (aot_module.module, "mono_aot_personality", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE));
5127                 LLVMSetLinkage (personality, LLVMPrivateLinkage);
5128                 lbb = LLVMAppendBasicBlock (personality, "BB0");
5129                 lbuilder = LLVMCreateBuilder ();
5130                 LLVMPositionBuilderAtEnd (lbuilder, lbb);
5131                 LLVMBuildRetVoid (lbuilder);
5132         }
5133
5134         aot_module.llvm_types = g_hash_table_new (NULL, NULL);
5135         aot_module.plt_entries = g_hash_table_new (g_str_hash, g_str_equal);
5136 }
5137
5138 /*
5139  * Emit the aot module into the LLVM bitcode file FILENAME.
5140  */
5141 void
5142 mono_llvm_emit_aot_module (const char *filename, int got_size)
5143 {
5144         LLVMTypeRef got_type;
5145         LLVMValueRef real_got;
5146
5147         /*
5148          * Create the real got variable and replace all uses of the dummy variable with
5149          * the real one.
5150          */
5151         got_type = LLVMArrayType (IntPtrType (), got_size);
5152         real_got = LLVMAddGlobal (aot_module.module, got_type, aot_module.got_symbol);
5153         LLVMSetInitializer (real_got, LLVMConstNull (got_type));
5154         LLVMSetLinkage (real_got, LLVMInternalLinkage);
5155
5156         mono_llvm_replace_uses_of (aot_module.got_var, real_got);
5157
5158         mark_as_used (aot_module.module, real_got);
5159
5160         /* Delete the dummy got so it doesn't become a global */
5161         LLVMDeleteGlobal (aot_module.got_var);
5162
5163 #if 0
5164         {
5165                 char *verifier_err;
5166
5167                 if (LLVMVerifyModule (aot_module.module, LLVMReturnStatusAction, &verifier_err)) {
5168                         g_assert_not_reached ();
5169                 }
5170         }
5171 #endif
5172
5173         LLVMWriteBitcodeToFile (aot_module.module, filename);
5174 }
5175
5176 /*
5177   DESIGN:
5178   - Emit LLVM IR from the mono IR using the LLVM C API.
5179   - The original arch specific code remains, so we can fall back to it if we run
5180     into something we can't handle.
5181 */
5182
5183 /*
5184   A partial list of issues:
5185   - Handling of opcodes which can throw exceptions.
5186
5187       In the mono JIT, these are implemented using code like this:
5188           method:
5189       <compare>
5190           throw_pos:
5191           b<cond> ex_label
5192           <rest of code>
5193       ex_label:
5194           push throw_pos - method
5195           call <exception trampoline>
5196
5197           The problematic part is push throw_pos - method, which cannot be represented
5198       in the LLVM IR, since it does not support label values.
5199           -> this can be implemented in AOT mode using inline asm + labels, but cannot
5200           be implemented in JIT mode ?
5201           -> a possible but slower implementation would use the normal exception
5202       throwing code but it would need to control the placement of the throw code
5203       (it needs to be exactly after the compare+branch).
5204           -> perhaps add a PC offset intrinsics ?
5205
5206   - efficient implementation of .ovf opcodes.
5207
5208           These are currently implemented as:
5209           <ins which sets the condition codes>
5210           b<cond> ex_label
5211
5212           Some overflow opcodes are now supported by LLVM SVN.
5213
5214   - exception handling, unwinding.
5215     - SSA is disabled for methods with exception handlers
5216         - How to obtain unwind info for LLVM compiled methods ?
5217           -> this is now solved by converting the unwind info generated by LLVM
5218              into our format.
5219         - LLVM uses the c++ exception handling framework, while we use our home grown
5220       code, and couldn't use the c++ one:
5221       - its not supported under VC++, other exotic platforms.
5222           - it might be impossible to support filter clauses with it.
5223
5224   - trampolines.
5225
5226     The trampolines need a predictable call sequence, since they need to disasm
5227     the calling code to obtain register numbers / offsets.
5228
5229     LLVM currently generates this code in non-JIT mode:
5230            mov    -0x98(%rax),%eax
5231            callq  *%rax
5232     Here, the vtable pointer is lost.
5233     -> solution: use one vtable trampoline per class.
5234
5235   - passing/receiving the IMT pointer/RGCTX.
5236     -> solution: pass them as normal arguments ?
5237
5238   - argument passing.
5239
5240           LLVM does not allow the specification of argument registers etc. This means
5241       that all calls are made according to the platform ABI.
5242
5243   - passing/receiving vtypes.
5244
5245       Vtypes passed/received in registers are handled by the front end by using
5246           a signature with scalar arguments, and loading the parts of the vtype into those
5247           arguments.
5248
5249           Vtypes passed on the stack are handled using the 'byval' attribute.
5250
5251   - ldaddr.
5252
5253     Supported though alloca, we need to emit the load/store code.
5254
5255   - types.
5256
5257     The mono JIT uses pointer sized iregs/double fregs, while LLVM uses precisely
5258     typed registers, so we have to keep track of the precise LLVM type of each vreg.
5259     This is made easier because the IR is already in SSA form.
5260     An additional problem is that our IR is not consistent with types, i.e. i32/ia64
5261         types are frequently used incorrectly.
5262 */
5263
5264 /*
5265   AOT SUPPORT:
5266   Emit LLVM bytecode into a .bc file, compile it using llc into a .s file, then
5267   append the AOT data structures to that file. For methods which cannot be
5268   handled by LLVM, the normal JIT compiled versions are used.
5269 */
5270
5271 /* FIXME: Normalize some aspects of the mono IR to allow easier translation, like:
5272  *   - each bblock should end with a branch
5273  *   - setting the return value, making cfg->ret non-volatile
5274  * - avoid some transformations in the JIT which make it harder for us to generate
5275  *   code.
5276  * - use pointer types to help optimizations.
5277  */