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 #ifdef MONO_ARCH_SIMD_INTRINSICS
 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 #ifdef MONO_ARCH_SIMD_INTRINSICS
 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;
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         len = sizeof (LLVMValueRef) * ((sig->param_count * 2) + sig->hasthis + vretaddr + call->rgctx_reg);
1947         args = alloca (len);
1948         memset (args, 0, len);
1949         l = call->out_ireg_args;
1950
1951         if (call->rgctx_arg_reg) {
1952                 g_assert (values [call->rgctx_arg_reg]);
1953                 args [sinfo.rgctx_arg_pindex] = values [call->rgctx_arg_reg];
1954         }
1955         if (call->imt_arg_reg) {
1956                 g_assert (values [call->imt_arg_reg]);
1957                 args [sinfo.imt_arg_pindex] = values [call->imt_arg_reg];
1958         }
1959
1960         if (vretaddr) {
1961                 if (!addresses [call->inst.dreg])
1962                         addresses [call->inst.dreg] = build_alloca (ctx, sig->ret);
1963                 args [sinfo.vret_arg_pindex] = LLVMBuildPtrToInt (builder, addresses [call->inst.dreg], IntPtrType (), "");
1964         }
1965
1966         for (i = 0; i < sig->param_count + sig->hasthis; ++i) {
1967                 guint32 regpair;
1968                 int reg, pindex;
1969                 LLVMArgInfo *ainfo = call->cinfo ? &call->cinfo->args [i] : NULL;
1970
1971                 if (sig->hasthis) {
1972                         if (i == 0)
1973                                 pindex = sinfo.this_arg_pindex;
1974                         else
1975                                 pindex = sinfo.pindexes [i - 1];
1976                 } else {
1977                         pindex = sinfo.pindexes [i];
1978                 }
1979
1980                 regpair = (guint32)(gssize)(l->data);
1981                 reg = regpair & 0xffffff;
1982                 args [pindex] = values [reg];
1983                 if (ainfo->storage == LLVMArgVtypeInReg) {
1984                         int j;
1985                         LLVMValueRef regs [2];
1986                         guint32 nregs;
1987
1988                         g_assert (ainfo);
1989
1990                         g_assert (addresses [reg]);
1991
1992                         emit_vtype_to_reg (ctx, builder, sig->params [i - sig->hasthis], addresses [reg], ainfo, regs, &nregs);
1993                         for (j = 0; j < nregs; ++j)
1994                                 args [pindex ++] = regs [j];
1995
1996                         // FIXME: alignment
1997                         // FIXME: Get rid of the VMOVE
1998                 } else if (ainfo->storage == LLVMArgVtypeByVal) {
1999                         g_assert (addresses [reg]);
2000                         args [pindex] = addresses [reg];
2001                 } else {
2002                         g_assert (args [pindex]);
2003                         if (i == 0 && sig->hasthis)
2004                                 args [pindex] = convert (ctx, args [pindex], IntPtrType ());
2005                         else
2006                                 args [pindex] = convert (ctx, args [pindex], type_to_llvm_arg_type (ctx, sig->params [i - sig->hasthis]));
2007                 }
2008
2009                 l = l->next;
2010         }
2011
2012         // FIXME: Align call sites
2013
2014         /*
2015          * Emit the call
2016          */
2017
2018         lcall = emit_call (ctx, bb, &builder, callee, args, LLVMCountParamTypes (llvm_sig));
2019
2020 #ifdef LLVM_MONO_BRANCH
2021         /*
2022          * Modify cconv and parameter attributes to pass rgctx/imt correctly.
2023          */
2024 #if defined(MONO_ARCH_IMT_REG) && defined(MONO_ARCH_RGCTX_REG)
2025         g_assert (MONO_ARCH_IMT_REG == MONO_ARCH_RGCTX_REG);
2026 #endif
2027         /* The two can't be used together, so use only one LLVM calling conv to pass them */
2028         g_assert (!(call->rgctx_arg_reg && call->imt_arg_reg));
2029         if (!sig->pinvoke)
2030                 LLVMSetInstructionCallConv (lcall, LLVMMono1CallConv);
2031
2032         if (call->rgctx_arg_reg)
2033                 LLVMAddInstrAttribute (lcall, 1 + sinfo.rgctx_arg_pindex, LLVMInRegAttribute);
2034         if (call->imt_arg_reg)
2035                 LLVMAddInstrAttribute (lcall, 1 + sinfo.imt_arg_pindex, LLVMInRegAttribute);
2036 #endif
2037
2038         /* Add byval attributes if needed */
2039         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i) {
2040                 LLVMArgInfo *ainfo = call->cinfo ? &call->cinfo->args [i + sig->hasthis] : NULL;
2041
2042                 if (ainfo && ainfo->storage == LLVMArgVtypeByVal) {
2043                         LLVMAddInstrAttribute (lcall, 1 + sinfo.pindexes [i], LLVMByValAttribute);
2044                 }
2045         }
2046
2047         /*
2048          * Convert the result
2049          */
2050         if (cinfo && cinfo->ret.storage == LLVMArgVtypeInReg) {
2051                 LLVMValueRef regs [2];
2052
2053                 if (!addresses [ins->dreg])
2054                         addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, sig->ret);
2055
2056                 regs [0] = LLVMBuildExtractValue (builder, lcall, 0, "");
2057                 if (cinfo->ret.pair_storage [1] != LLVMArgNone)
2058                         regs [1] = LLVMBuildExtractValue (builder, lcall, 1, "");
2059
2060                 emit_reg_to_vtype (ctx, builder, sig->ret, addresses [ins->dreg], &cinfo->ret, regs);
2061         } else if (sig->ret->type != MONO_TYPE_VOID && !vretaddr) {
2062                 /* If the method returns an unsigned value, need to zext it */
2063
2064                 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));
2065         }
2066
2067         *builder_ref = ctx->builder;
2068
2069         g_free (sinfo.pindexes);
2070
2071         return;
2072  FAILURE:
2073         return;
2074 }
2075
2076 static void
2077 process_bb (EmitContext *ctx, MonoBasicBlock *bb)
2078 {
2079         MonoCompile *cfg = ctx->cfg;
2080         MonoMethodSignature *sig = ctx->sig;
2081         LLVMValueRef method = ctx->lmethod;
2082         LLVMValueRef *values = ctx->values;
2083         LLVMValueRef *addresses = ctx->addresses;
2084         int i;
2085         LLVMCallInfo *linfo = ctx->linfo;
2086         LLVMModuleRef module = ctx->module;
2087         BBInfo *bblocks = ctx->bblocks;
2088         MonoInst *ins;
2089         LLVMBasicBlockRef cbb;
2090         LLVMBuilderRef builder, starting_builder;
2091         gboolean has_terminator;
2092         LLVMValueRef v;
2093         LLVMValueRef lhs, rhs;
2094         int nins = 0;
2095
2096         cbb = get_bb (ctx, bb);
2097         builder = create_builder (ctx);
2098         ctx->builder = builder;
2099         LLVMPositionBuilderAtEnd (builder, cbb);
2100
2101         if (bb == cfg->bb_entry)
2102                 emit_entry_bb (ctx, builder);
2103         CHECK_FAILURE (ctx);
2104
2105         if (bb->flags & BB_EXCEPTION_HANDLER) {
2106                 LLVMTypeRef i8ptr;
2107                 LLVMValueRef personality;
2108                 LLVMBasicBlockRef target_bb;
2109                 MonoInst *exvar;
2110                 static gint32 mapping_inited;
2111                 static int ti_generator;
2112                 char ti_name [128];
2113                 MonoClass **ti;
2114                 LLVMValueRef type_info;
2115                 int clause_index;
2116
2117                 if (!bblocks [bb->block_num].invoke_target) {
2118                         /*
2119                          * LLVM asserts if llvm.eh.selector is called from a bblock which
2120                          * doesn't have an invoke pointing at it.
2121                          * Update: LLVM no longer asserts, but some tests in exceptions.exe now fail.
2122                          */
2123                         LLVM_FAILURE (ctx, "handler without invokes");
2124                 }
2125
2126                 // <resultval> = landingpad <somety> personality <type> <pers_fn> <clause>+
2127
2128                 if (cfg->compile_aot) {
2129                         /* Use a dummy personality function */
2130                         personality = LLVMGetNamedFunction (module, "mono_aot_personality");
2131                         g_assert (personality);
2132                 } else {
2133                         personality = LLVMGetNamedFunction (module, "mono_personality");
2134                         if (InterlockedCompareExchange (&mapping_inited, 1, 0) == 0)
2135                                 LLVMAddGlobalMapping (ee, personality, mono_personality);
2136                 }
2137
2138                 i8ptr = LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0);
2139
2140                 clause_index = (mono_get_block_region_notry (cfg, bb->region) >> 8) - 1;
2141
2142                 /*
2143                  * Create the type info
2144                  */
2145                 sprintf (ti_name, "type_info_%d", ti_generator);
2146                 ti_generator ++;
2147
2148                 if (cfg->compile_aot) {
2149                         /* decode_eh_frame () in aot-runtime.c will decode this */
2150                         type_info = LLVMAddGlobal (module, LLVMInt32Type (), ti_name);
2151                         LLVMSetInitializer (type_info, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), clause_index, FALSE));
2152
2153                         LLVMSetLinkage (type_info, LLVMPrivateLinkage);
2154                         LLVMSetVisibility (type_info, LLVMHiddenVisibility);
2155
2156                         /*
2157                          * Enabling this causes llc to crash:
2158                          * http://llvm.org/bugs/show_bug.cgi?id=6102
2159                          */
2160                         //LLVM_FAILURE (ctx, "aot+clauses");
2161 #ifdef TARGET_ARM
2162                         // test_0_invalid_unbox_arrays () fails
2163                         LLVM_FAILURE (ctx, "aot+clauses");
2164 #endif
2165                 } else {
2166                         /*
2167                          * After the cfg mempool is freed, the type info will point to stale memory,
2168                          * but this is not a problem, since we decode it once in exception_cb during
2169                          * compilation.
2170                          */
2171                         ti = mono_mempool_alloc (cfg->mempool, sizeof (gint32));
2172                         *(gint32*)ti = clause_index;
2173
2174                         type_info = LLVMAddGlobal (module, i8ptr, ti_name);
2175
2176                         LLVMAddGlobalMapping (ee, type_info, ti);
2177                 }
2178
2179                 {
2180                         LLVMTypeRef members [2], ret_type;
2181                         LLVMValueRef landing_pad;
2182
2183                         members [0] = i8ptr;
2184                         members [1] = LLVMInt32Type ();
2185                         ret_type = LLVMStructType (members, 2, FALSE);
2186
2187                         landing_pad = LLVMBuildLandingPad (builder, ret_type, personality, 1, "");
2188                         LLVMAddClause (landing_pad, type_info);
2189
2190                         /* Store the exception into the exvar */
2191                         if (bb->in_scount == 1) {
2192                                 g_assert (bb->in_scount == 1);
2193                                 exvar = bb->in_stack [0];
2194
2195                                 // FIXME: This is shared with filter clauses ?
2196                                 g_assert (!values [exvar->dreg]);
2197
2198                                 values [exvar->dreg] = LLVMBuildExtractValue (builder, landing_pad, 0, "ex_obj");
2199                                 emit_volatile_store (ctx, exvar->dreg);
2200                         }
2201                 }
2202
2203                 /* Start a new bblock which CALL_HANDLER can branch to */
2204                 target_bb = bblocks [bb->block_num].call_handler_target_bb;
2205                 if (target_bb) {
2206                         LLVMBuildBr (builder, target_bb);
2207
2208                         ctx->builder = builder = create_builder (ctx);
2209                         LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, target_bb);
2210
2211                         ctx->bblocks [bb->block_num].end_bblock = target_bb;
2212                 }
2213         }
2214
2215         has_terminator = FALSE;
2216         starting_builder = builder;
2217         for (ins = bb->code; ins; ins = ins->next) {
2218                 const char *spec = LLVM_INS_INFO (ins->opcode);
2219                 char *dname = NULL;
2220                 char dname_buf [128];
2221
2222                 nins ++;
2223                 if (nins > 5000 && builder == starting_builder) {
2224                         /* some steps in llc are non-linear in the size of basic blocks, see #5714 */
2225                         LLVM_FAILURE (ctx, "basic block too long");
2226                 }
2227
2228                 if (has_terminator)
2229                         /* There could be instructions after a terminator, skip them */
2230                         break;
2231
2232                 if (spec [MONO_INST_DEST] != ' ' && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins)) {
2233                         sprintf (dname_buf, "t%d", ins->dreg);
2234                         dname = dname_buf;
2235                 }
2236
2237                 if (spec [MONO_INST_SRC1] != ' ' && spec [MONO_INST_SRC1] != 'v') {
2238                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->sreg1);
2239
2240                         if (var && var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)) {
2241                                 lhs = emit_volatile_load (ctx, ins->sreg1);
2242                         } else {
2243                                 /* It is ok for SETRET to have an uninitialized argument */
2244                                 if (!values [ins->sreg1] && ins->opcode != OP_SETRET)
2245                                         LLVM_FAILURE (ctx, "sreg1");
2246                                 lhs = values [ins->sreg1];
2247                         }
2248                 } else {
2249                         lhs = NULL;
2250                 }
2251
2252                 if (spec [MONO_INST_SRC2] != ' ' && spec [MONO_INST_SRC2] != ' ') {
2253                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->sreg2);
2254                         if (var && var->flags & (MONO_INST_VOLATILE|MONO_INST_INDIRECT)) {
2255                                 rhs = emit_volatile_load (ctx, ins->sreg2);
2256                         } else {
2257                                 if (!values [ins->sreg2])
2258                                         LLVM_FAILURE (ctx, "sreg2");
2259                                 rhs = values [ins->sreg2];
2260                         }
2261                 } else {
2262                         rhs = NULL;
2263                 }
2264
2265                 //mono_print_ins (ins);
2266                 switch (ins->opcode) {
2267                 case OP_NOP:
2268                 case OP_NOT_NULL:
2269                 case OP_LIVERANGE_START:
2270                 case OP_LIVERANGE_END:
2271                         break;
2272                 case OP_ICONST:
2273                         values [ins->dreg] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE);
2274                         break;
2275                 case OP_I8CONST:
2276 #if SIZEOF_VOID_P == 4
2277                         values [ins->dreg] = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), GET_LONG_IMM (ins), FALSE);
2278 #else
2279                         values [ins->dreg] = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), (gint64)ins->inst_c0, FALSE);
2280 #endif
2281                         break;
2282                 case OP_R8CONST:
2283                         values [ins->dreg] = LLVMConstReal (LLVMDoubleType (), *(double*)ins->inst_p0);
2284                         break;
2285                 case OP_R4CONST:
2286                         values [ins->dreg] = LLVMConstFPExt (LLVMConstReal (LLVMFloatType (), *(float*)ins->inst_p0), LLVMDoubleType ());
2287                         break;
2288                 case OP_BR:
2289                         LLVMBuildBr (builder, get_bb (ctx, ins->inst_target_bb));
2290                         has_terminator = TRUE;
2291                         break;
2292                 case OP_SWITCH: {
2293                         int i;
2294                         LLVMValueRef v;
2295                         char bb_name [128];
2296                         LLVMBasicBlockRef new_bb;
2297                         LLVMBuilderRef new_builder;
2298
2299                         // The default branch is already handled
2300                         // FIXME: Handle it here
2301
2302                         /* Start new bblock */
2303                         sprintf (bb_name, "SWITCH_DEFAULT_BB%d", ctx->default_index ++);
2304                         new_bb = LLVMAppendBasicBlock (ctx->lmethod, bb_name);
2305
2306                         lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2307                         v = LLVMBuildSwitch (builder, lhs, new_bb, GPOINTER_TO_UINT (ins->klass));
2308                         for (i = 0; i < GPOINTER_TO_UINT (ins->klass); ++i) {
2309                                 MonoBasicBlock *target_bb = ins->inst_many_bb [i];
2310
2311                                 LLVMAddCase (v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), i, FALSE), get_bb (ctx, target_bb));
2312                         }
2313
2314                         new_builder = create_builder (ctx);
2315                         LLVMPositionBuilderAtEnd (new_builder, new_bb);
2316                         LLVMBuildUnreachable (new_builder);
2317
2318                         has_terminator = TRUE;
2319                         g_assert (!ins->next);
2320
2321                         break;
2322                 }
2323
2324                 case OP_SETRET:
2325                         if (linfo->ret.storage == LLVMArgVtypeInReg) {
2326                                 LLVMTypeRef ret_type = LLVMGetReturnType (LLVMGetElementType (LLVMTypeOf (method)));
2327                                 LLVMValueRef part1, retval;
2328                                 int size;
2329
2330                                 size = get_vtype_size (sig->ret);
2331
2332                                 g_assert (addresses [ins->sreg1]);
2333
2334                                 g_assert (linfo->ret.pair_storage [0] == LLVMArgInIReg);
2335                                 g_assert (linfo->ret.pair_storage [1] == LLVMArgNone);
2336
2337                                 part1 = convert (ctx, LLVMBuildLoad (builder, LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->sreg1], LLVMPointerType (LLVMIntType (size * 8), 0), ""), ""), IntPtrType ());
2338
2339                                 retval = LLVMBuildInsertValue (builder, LLVMGetUndef (ret_type), part1, 0, "");
2340
2341                                 LLVMBuildRet (builder, retval);
2342                                 break;
2343                         }
2344
2345                         if (linfo->ret.storage == LLVMArgVtypeRetAddr) {
2346                                 LLVMBuildRetVoid (builder);
2347                                 break;
2348                         }
2349
2350                         if (!lhs || ctx->is_dead [ins->sreg1]) {
2351                                 /*
2352                                  * The method did not set its return value, probably because it
2353                                  * ends with a throw.
2354                                  */
2355                                 if (cfg->vret_addr)
2356                                         LLVMBuildRetVoid (builder);
2357                                 else
2358                                         LLVMBuildRet (builder, LLVMConstNull (type_to_llvm_type (ctx, sig->ret)));
2359                         } else {
2360                                 LLVMBuildRet (builder, convert (ctx, lhs, type_to_llvm_type (ctx, sig->ret)));
2361                         }
2362                         has_terminator = TRUE;
2363                         break;
2364                 case OP_ICOMPARE:
2365                 case OP_FCOMPARE:
2366                 case OP_LCOMPARE:
2367                 case OP_COMPARE:
2368                 case OP_ICOMPARE_IMM:
2369                 case OP_LCOMPARE_IMM:
2370                 case OP_COMPARE_IMM: {
2371                         CompRelation rel;
2372                         LLVMValueRef cmp;
2373
2374                         if (ins->next->opcode == OP_NOP)
2375                                 break;
2376
2377                         if (ins->next->opcode == OP_BR)
2378                                 /* The comparison result is not needed */
2379                                 continue;
2380
2381                         rel = mono_opcode_to_cond (ins->next->opcode);
2382
2383                         if (ins->opcode == OP_ICOMPARE_IMM) {
2384                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2385                                 rhs = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
2386                         }
2387                         if (ins->opcode == OP_LCOMPARE_IMM) {
2388                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ());
2389                                 rhs = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), GET_LONG_IMM (ins), FALSE);
2390                         }
2391                         if (ins->opcode == OP_LCOMPARE) {
2392                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ());
2393                                 rhs = convert (ctx, rhs, LLVMInt64Type ());
2394                         }
2395                         if (ins->opcode == OP_ICOMPARE) {
2396                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2397                                 rhs = convert (ctx, rhs, LLVMInt32Type ());
2398                         }
2399
2400                         if (lhs && rhs) {
2401                                 if (LLVMGetTypeKind (LLVMTypeOf (lhs)) == LLVMPointerTypeKind)
2402                                         rhs = convert (ctx, rhs, LLVMTypeOf (lhs));
2403                                 else if (LLVMGetTypeKind (LLVMTypeOf (rhs)) == LLVMPointerTypeKind)
2404                                         lhs = convert (ctx, lhs, LLVMTypeOf (rhs));
2405                         }
2406
2407                         /* We use COMPARE+SETcc/Bcc, llvm uses SETcc+br cond */
2408                         if (ins->opcode == OP_FCOMPARE)
2409                                 cmp = LLVMBuildFCmp (builder, fpcond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ()), convert (ctx, rhs, LLVMDoubleType ()), "");
2410                         else if (ins->opcode == OP_COMPARE_IMM)
2411                                 cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE), "");
2412                         else if (ins->opcode == OP_LCOMPARE_IMM) {
2413                                 if (SIZEOF_REGISTER == 4 && COMPILE_LLVM (cfg))  {
2414                                         /* The immediate is encoded in two fields */
2415                                         guint64 l = ((guint64)(guint32)ins->inst_offset << 32) | ((guint32)ins->inst_imm);
2416                                         cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), l, FALSE), "");
2417                                 } else {
2418                                         cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMInt64Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), ins->inst_imm, FALSE), "");
2419                                 }
2420                         }
2421                         else if (ins->opcode == OP_COMPARE)
2422                                 cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, IntPtrType ()), convert (ctx, rhs, IntPtrType ()), "");
2423                         else
2424                                 cmp = LLVMBuildICmp (builder, cond_to_llvm_cond [rel], lhs, rhs, "");
2425
2426                         if (MONO_IS_COND_BRANCH_OP (ins->next)) {
2427                                 if (ins->next->inst_true_bb == ins->next->inst_false_bb) {
2428                                         /*
2429                                          * If the target bb contains PHI instructions, LLVM requires
2430                                          * two PHI entries for this bblock, while we only generate one.
2431                                          * So convert this to an unconditional bblock. (bxc #171).
2432                                          */
2433                                         LLVMBuildBr (builder, get_bb (ctx, ins->next->inst_true_bb));
2434                                 } else {
2435                                         LLVMBuildCondBr (builder, cmp, get_bb (ctx, ins->next->inst_true_bb), get_bb (ctx, ins->next->inst_false_bb));
2436                                 }
2437                                 has_terminator = TRUE;
2438                         } else if (MONO_IS_SETCC (ins->next)) {
2439                                 sprintf (dname_buf, "t%d", ins->next->dreg);
2440                                 dname = dname_buf;
2441                                 values [ins->next->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, cmp, LLVMInt32Type (), dname);
2442
2443                                 /* Add stores for volatile variables */
2444                                 emit_volatile_store (ctx, ins->next->dreg);
2445                         } else if (MONO_IS_COND_EXC (ins->next)) {
2446                                 emit_cond_system_exception (ctx, bb, ins->next->inst_p1, cmp);
2447                                 CHECK_FAILURE (ctx);
2448                                 builder = ctx->builder;
2449                         } else {
2450                                 LLVM_FAILURE (ctx, "next");
2451                         }
2452
2453                         ins = ins->next;
2454                         break;
2455                 }
2456                 case OP_FCEQ:
2457                 case OP_FCLT:
2458                 case OP_FCLT_UN:
2459                 case OP_FCGT:
2460                 case OP_FCGT_UN: {
2461                         CompRelation rel;
2462                         LLVMValueRef cmp;
2463
2464                         rel = mono_opcode_to_cond (ins->opcode);
2465
2466                         cmp = LLVMBuildFCmp (builder, fpcond_to_llvm_cond [rel], convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ()), convert (ctx, rhs, LLVMDoubleType ()), "");
2467                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, cmp, LLVMInt32Type (), dname);
2468                         break;
2469                 }
2470                 case OP_PHI:
2471                 case OP_FPHI:
2472                 case OP_VPHI:
2473                 case OP_XPHI: {
2474                         int i;
2475                         gboolean empty = TRUE;
2476
2477                         /* Check that all input bblocks really branch to us */
2478                         for (i = 0; i < bb->in_count; ++i) {
2479                                 if (bb->in_bb [i]->last_ins && bb->in_bb [i]->last_ins->opcode == OP_NOT_REACHED)
2480                                         ins->inst_phi_args [i + 1] = -1;
2481                                 else
2482                                         empty = FALSE;
2483                         }
2484
2485                         if (empty) {
2486                                 /* LLVM doesn't like phi instructions with zero operands */
2487                                 ctx->is_dead [ins->dreg] = TRUE;
2488                                 break;
2489                         }
2490
2491                         /* Created earlier, insert it now */
2492                         LLVMInsertIntoBuilder (builder, values [ins->dreg]);
2493
2494                         for (i = 0; i < ins->inst_phi_args [0]; i++) {
2495                                 int sreg1 = ins->inst_phi_args [i + 1];
2496                                 int count, j;
2497
2498                                 /*
2499                                  * Count the number of times the incoming bblock branches to us,
2500                                  * since llvm requires a separate entry for each.
2501                                  */
2502                                 if (bb->in_bb [i]->last_ins && bb->in_bb [i]->last_ins->opcode == OP_SWITCH) {
2503                                         MonoInst *switch_ins = bb->in_bb [i]->last_ins;
2504
2505                                         count = 0;
2506                                         for (j = 0; j < GPOINTER_TO_UINT (switch_ins->klass); ++j) {
2507                                                 if (switch_ins->inst_many_bb [j] == bb)
2508                                                         count ++;
2509                                         }
2510                                 } else {
2511                                         count = 1;
2512                                 }
2513
2514                                 /* Remember for later */
2515                                 for (j = 0; j < count; ++j) {
2516                                         PhiNode *node = mono_mempool_alloc0 (ctx->mempool, sizeof (PhiNode));
2517                                         node->bb = bb;
2518                                         node->phi = ins;
2519                                         node->in_bb = bb->in_bb [i];
2520                                         node->sreg = sreg1;
2521                                         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);
2522                                 }
2523                         }
2524                         break;
2525                 }
2526                 case OP_MOVE:
2527                 case OP_LMOVE:
2528                 case OP_XMOVE:
2529                 case OP_SETFRET:
2530                         g_assert (lhs);
2531                         values [ins->dreg] = lhs;
2532                         break;
2533                 case OP_FMOVE: {
2534                         MonoInst *var = get_vreg_to_inst (cfg, ins->dreg);
2535
2536                         g_assert (lhs);
2537                         values [ins->dreg] = lhs;
2538
2539                         if (var && var->klass->byval_arg.type == MONO_TYPE_R4) {
2540                                 /*
2541                                  * This is added by the spilling pass in case of the JIT,
2542                                  * but we have to do it ourselves.
2543                                  */
2544                                 values [ins->dreg] = convert (ctx, values [ins->dreg], LLVMFloatType ());
2545                         }
2546                         break;
2547                 }
2548                 case OP_IADD:
2549                 case OP_ISUB:
2550                 case OP_IAND:
2551                 case OP_IMUL:
2552                 case OP_IDIV:
2553                 case OP_IDIV_UN:
2554                 case OP_IREM:
2555                 case OP_IREM_UN:
2556                 case OP_IOR:
2557                 case OP_IXOR:
2558                 case OP_ISHL:
2559                 case OP_ISHR:
2560                 case OP_ISHR_UN:
2561                 case OP_FADD:
2562                 case OP_FSUB:
2563                 case OP_FMUL:
2564                 case OP_FDIV:
2565                 case OP_LADD:
2566                 case OP_LSUB:
2567                 case OP_LMUL:
2568                 case OP_LDIV:
2569                 case OP_LDIV_UN:
2570                 case OP_LREM:
2571                 case OP_LREM_UN:
2572                 case OP_LAND:
2573                 case OP_LOR:
2574                 case OP_LXOR:
2575                 case OP_LSHL:
2576                 case OP_LSHR:
2577                 case OP_LSHR_UN:
2578                         lhs = convert (ctx, lhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
2579                         rhs = convert (ctx, rhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
2580
2581                         switch (ins->opcode) {
2582                         case OP_IADD:
2583                         case OP_LADD:
2584                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, lhs, rhs, dname);
2585                                 break;
2586                         case OP_ISUB:
2587                         case OP_LSUB:
2588                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, lhs, rhs, dname);
2589                                 break;
2590                         case OP_IMUL:
2591                         case OP_LMUL:
2592                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildMul (builder, lhs, rhs, dname);
2593                                 break;
2594                         case OP_IREM:
2595                         case OP_LREM:
2596                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSRem (builder, lhs, rhs, dname);
2597                                 break;
2598                         case OP_IREM_UN:
2599                         case OP_LREM_UN:
2600                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildURem (builder, lhs, rhs, dname);
2601                                 break;
2602                         case OP_IDIV:
2603                         case OP_LDIV:
2604                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSDiv (builder, lhs, rhs, dname);
2605                                 break;
2606                         case OP_IDIV_UN:
2607                         case OP_LDIV_UN:
2608                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildUDiv (builder, lhs, rhs, dname);
2609                                 break;
2610                         case OP_FDIV:
2611                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFDiv (builder, lhs, rhs, dname);
2612                                 break;
2613                         case OP_IAND:
2614                         case OP_LAND:
2615                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAnd (builder, lhs, rhs, dname);
2616                                 break;
2617                         case OP_IOR:
2618                         case OP_LOR:
2619                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildOr (builder, lhs, rhs, dname);
2620                                 break;
2621                         case OP_IXOR:
2622                         case OP_LXOR:
2623                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, lhs, rhs, dname);
2624                                 break;
2625                         case OP_ISHL:
2626                         case OP_LSHL:
2627                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildShl (builder, lhs, rhs, dname);
2628                                 break;
2629                         case OP_ISHR:
2630                         case OP_LSHR:
2631                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAShr (builder, lhs, rhs, dname);
2632                                 break;
2633                         case OP_ISHR_UN:
2634                         case OP_LSHR_UN:
2635                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildLShr (builder, lhs, rhs, dname);
2636                                 break;
2637
2638                         case OP_FADD:
2639                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFAdd (builder, lhs, rhs, dname);
2640                                 break;
2641                         case OP_FSUB:
2642                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFSub (builder, lhs, rhs, dname);
2643                                 break;
2644                         case OP_FMUL:
2645                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFMul (builder, lhs, rhs, dname);
2646                                 break;
2647
2648                         default:
2649                                 g_assert_not_reached ();
2650                         }
2651                         break;
2652                 case OP_IADD_IMM:
2653                 case OP_ISUB_IMM:
2654                 case OP_IMUL_IMM:
2655                 case OP_IREM_IMM:
2656                 case OP_IREM_UN_IMM:
2657                 case OP_IDIV_IMM:
2658                 case OP_IDIV_UN_IMM:
2659                 case OP_IAND_IMM:
2660                 case OP_IOR_IMM:
2661                 case OP_IXOR_IMM:
2662                 case OP_ISHL_IMM:
2663                 case OP_ISHR_IMM:
2664                 case OP_ISHR_UN_IMM:
2665                 case OP_LADD_IMM:
2666                 case OP_LSUB_IMM:
2667                 case OP_LREM_IMM:
2668                 case OP_LAND_IMM:
2669                 case OP_LOR_IMM:
2670                 case OP_LXOR_IMM:
2671                 case OP_LSHL_IMM:
2672                 case OP_LSHR_IMM:
2673                 case OP_LSHR_UN_IMM:
2674                 case OP_ADD_IMM:
2675                 case OP_AND_IMM:
2676                 case OP_MUL_IMM:
2677                 case OP_SHL_IMM:
2678                 case OP_SHR_IMM: {
2679                         LLVMValueRef imm;
2680
2681                         if (spec [MONO_INST_SRC1] == 'l') {
2682                                 imm = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), GET_LONG_IMM (ins), FALSE);
2683                         } else {
2684                                 imm = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
2685                         }
2686
2687 #if SIZEOF_VOID_P == 4
2688                         if (ins->opcode == OP_LSHL_IMM || ins->opcode == OP_LSHR_IMM || ins->opcode == OP_LSHR_UN_IMM)
2689                                 imm = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
2690 #endif
2691
2692                         if (LLVMGetTypeKind (LLVMTypeOf (lhs)) == LLVMPointerTypeKind)
2693                                 lhs = convert (ctx, lhs, IntPtrType ());
2694                         imm = convert (ctx, imm, LLVMTypeOf (lhs));
2695                         switch (ins->opcode) {
2696                         case OP_IADD_IMM:
2697                         case OP_LADD_IMM:
2698                         case OP_ADD_IMM:
2699                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, lhs, imm, dname);
2700                                 break;
2701                         case OP_ISUB_IMM:
2702                         case OP_LSUB_IMM:
2703                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, lhs, imm, dname);
2704                                 break;
2705                         case OP_IMUL_IMM:
2706                         case OP_MUL_IMM:
2707                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildMul (builder, lhs, imm, dname);
2708                                 break;
2709                         case OP_IDIV_IMM:
2710                         case OP_LDIV_IMM:
2711                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSDiv (builder, lhs, imm, dname);
2712                                 break;
2713                         case OP_IDIV_UN_IMM:
2714                         case OP_LDIV_UN_IMM:
2715                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildUDiv (builder, lhs, imm, dname);
2716                                 break;
2717                         case OP_IREM_IMM:
2718                         case OP_LREM_IMM:
2719                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSRem (builder, lhs, imm, dname);
2720                                 break;
2721                         case OP_IREM_UN_IMM:
2722                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildURem (builder, lhs, imm, dname);
2723                                 break;
2724                         case OP_IAND_IMM:
2725                         case OP_LAND_IMM:
2726                         case OP_AND_IMM:
2727                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAnd (builder, lhs, imm, dname);
2728                                 break;
2729                         case OP_IOR_IMM:
2730                         case OP_LOR_IMM:
2731                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildOr (builder, lhs, imm, dname);
2732                                 break;
2733                         case OP_IXOR_IMM:
2734                         case OP_LXOR_IMM:
2735                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, lhs, imm, dname);
2736                                 break;
2737                         case OP_ISHL_IMM:
2738                         case OP_LSHL_IMM:
2739                         case OP_SHL_IMM:
2740                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildShl (builder, lhs, imm, dname);
2741                                 break;
2742                         case OP_ISHR_IMM:
2743                         case OP_LSHR_IMM:
2744                         case OP_SHR_IMM:
2745                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildAShr (builder, lhs, imm, dname);
2746                                 break;
2747                         case OP_ISHR_UN_IMM:
2748                                 /* This is used to implement conv.u4, so the lhs could be an i8 */
2749                                 lhs = convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ());
2750                                 imm = convert (ctx, imm, LLVMInt32Type ());
2751                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildLShr (builder, lhs, imm, dname);
2752                                 break;
2753                         case OP_LSHR_UN_IMM:
2754                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildLShr (builder, lhs, imm, dname);
2755                                 break;
2756                         default:
2757                                 g_assert_not_reached ();
2758                         }
2759                         break;
2760                 }
2761                 case OP_INEG:
2762                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ()), dname);
2763                         break;
2764                 case OP_LNEG:
2765                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), 0, FALSE), lhs, dname);
2766                         break;
2767                 case OP_FNEG:
2768                         lhs = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
2769                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFSub (builder, LLVMConstReal (LLVMDoubleType (), 0.0), lhs, dname);
2770                         break;
2771                 case OP_INOT: {
2772                         guint32 v = 0xffffffff;
2773                         values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), v, FALSE), convert (ctx, lhs, LLVMInt32Type ()), dname);
2774                         break;
2775                 }
2776                 case OP_LNOT: {
2777                         guint64 v = 0xffffffffffffffffLL;
2778                         values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), v, FALSE), lhs, dname);
2779                         break;
2780                 }
2781 #if defined(TARGET_X86) || defined(TARGET_AMD64)
2782                 case OP_X86_LEA: {
2783                         LLVMValueRef v1, v2;
2784
2785                         v1 = LLVMBuildMul (builder, convert (ctx, rhs, IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), (1 << ins->backend.shift_amount), FALSE), "");
2786                         v2 = LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, lhs, IntPtrType ()), v1, "");
2787                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, v2, LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE), dname);
2788                         break;
2789                 }
2790 #endif
2791
2792                 case OP_ICONV_TO_I1:
2793                 case OP_ICONV_TO_I2:
2794                 case OP_ICONV_TO_I4:
2795                 case OP_ICONV_TO_U1:
2796                 case OP_ICONV_TO_U2:
2797                 case OP_ICONV_TO_U4:
2798                 case OP_LCONV_TO_I1:
2799                 case OP_LCONV_TO_I2:
2800                 case OP_LCONV_TO_U1:
2801                 case OP_LCONV_TO_U2:
2802                 case OP_LCONV_TO_U4: {
2803                         gboolean sign;
2804
2805                         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);
2806
2807                         /* Have to do two casts since our vregs have type int */
2808                         v = LLVMBuildTrunc (builder, lhs, op_to_llvm_type (ins->opcode), "");
2809                         if (sign)
2810                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, v, LLVMInt32Type (), dname);
2811                         else
2812                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, v, LLVMInt32Type (), dname);
2813                         break;
2814                 }
2815                 case OP_ICONV_TO_I8:
2816                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2817                         break;
2818                 case OP_ICONV_TO_U8:
2819                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2820                         break;
2821                 case OP_FCONV_TO_I4:
2822                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt32Type (), dname);
2823                         break;
2824                 case OP_FCONV_TO_I1:
2825                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt8Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2826                         break;
2827                 case OP_FCONV_TO_U1:
2828                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, LLVMBuildFPToUI (builder, lhs, LLVMInt8Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2829                         break;
2830                 case OP_FCONV_TO_I2:
2831                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt16Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2832                         break;
2833                 case OP_FCONV_TO_U2:
2834                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, LLVMBuildFPToUI (builder, lhs, LLVMInt16Type (), dname), LLVMInt32Type (), "");
2835                         break;
2836                 case OP_FCONV_TO_I8:
2837                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2838                         break;
2839                 case OP_FCONV_TO_I:
2840                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPToSI (builder, lhs, IntPtrType (), dname);
2841                         break;
2842                 case OP_ICONV_TO_R8:
2843                 case OP_LCONV_TO_R8:
2844                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSIToFP (builder, lhs, LLVMDoubleType (), dname);
2845                         break;
2846                 case OP_LCONV_TO_R_UN:
2847                         values [ins->dreg] = LLVMBuildUIToFP (builder, lhs, LLVMDoubleType (), dname);
2848                         break;
2849 #if SIZEOF_VOID_P == 4
2850                 case OP_LCONV_TO_U:
2851 #endif
2852                 case OP_LCONV_TO_I4:
2853                         values [ins->dreg] = LLVMBuildTrunc (builder, lhs, LLVMInt32Type (), dname);
2854                         break;
2855                 case OP_ICONV_TO_R4:
2856                 case OP_LCONV_TO_R4:
2857                         v = LLVMBuildSIToFP (builder, lhs, LLVMFloatType (), "");
2858                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPExt (builder, v, LLVMDoubleType (), dname);
2859                         break;
2860                 case OP_FCONV_TO_R4:
2861                         v = LLVMBuildFPTrunc (builder, lhs, LLVMFloatType (), "");
2862                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFPExt (builder, v, LLVMDoubleType (), dname);
2863                         break;
2864                 case OP_SEXT_I4:
2865                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2866                         break;
2867                 case OP_ZEXT_I4:
2868                         values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, lhs, LLVMInt64Type (), dname);
2869                         break;
2870                 case OP_TRUNC_I4:
2871                         values [ins->dreg] = LLVMBuildTrunc (builder, lhs, LLVMInt32Type (), dname);
2872                         break;
2873                 case OP_LOCALLOC_IMM: {
2874                         LLVMValueRef v;
2875
2876                         guint32 size = ins->inst_imm;
2877                         size = (size + (MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1)) & ~ (MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1);
2878
2879                         v = mono_llvm_build_alloca (builder, LLVMInt8Type (), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), size, FALSE), MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, "");
2880
2881                         if (ins->flags & MONO_INST_INIT) {
2882                                 LLVMValueRef args [5];
2883
2884                                 args [0] = v;
2885                                 args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), 0, FALSE);
2886                                 args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), size, FALSE);
2887                                 args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, FALSE);
2888                                 args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
2889                                 LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memset_func_name), args, memset_param_count, "");
2890                         }
2891
2892                         values [ins->dreg] = v;
2893                         break;
2894                 }
2895                 case OP_LOCALLOC: {
2896                         LLVMValueRef v, size;
2897
2898                         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), "");
2899
2900                         v = mono_llvm_build_alloca (builder, LLVMInt8Type (), size, MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, "");
2901
2902                         if (ins->flags & MONO_INST_INIT) {
2903                                 LLVMValueRef args [5];
2904
2905                                 args [0] = v;
2906                                 args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), 0, FALSE);
2907                                 args [2] = size;
2908                                 args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT, FALSE);
2909                                 args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
2910                                 LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memset_func_name), args, memset_param_count, "");
2911                         }
2912                         values [ins->dreg] = v;
2913                         break;
2914                 }
2915
2916                 case OP_LOADI1_MEMBASE:
2917                 case OP_LOADU1_MEMBASE:
2918                 case OP_LOADI2_MEMBASE:
2919                 case OP_LOADU2_MEMBASE:
2920                 case OP_LOADI4_MEMBASE:
2921                 case OP_LOADU4_MEMBASE:
2922                 case OP_LOADI8_MEMBASE:
2923                 case OP_LOADR4_MEMBASE:
2924                 case OP_LOADR8_MEMBASE:
2925                 case OP_LOAD_MEMBASE:
2926                 case OP_LOADI8_MEM:
2927                 case OP_LOADU1_MEM:
2928                 case OP_LOADU2_MEM:
2929                 case OP_LOADI4_MEM:
2930                 case OP_LOADU4_MEM:
2931                 case OP_LOAD_MEM: {
2932                         int size = 8;
2933                         LLVMValueRef base, index, addr;
2934                         LLVMTypeRef t;
2935                         gboolean sext = FALSE, zext = FALSE;
2936                         gboolean is_volatile = (ins->flags & MONO_INST_FAULT);
2937
2938                         t = load_store_to_llvm_type (ins->opcode, &size, &sext, &zext);
2939
2940                         if (sext || zext)
2941                                 dname = (char*)"";
2942
2943                         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)) {
2944                                 addr = LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE);
2945                         } else {
2946                                 /* _MEMBASE */
2947                                 base = lhs;
2948
2949                                 if (ins->inst_offset == 0) {
2950                                         addr = base;
2951                                 } else if (ins->inst_offset % size != 0) {
2952                                         /* Unaligned load */
2953                                         index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset, FALSE);
2954                                         addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, base, LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0)), &index, 1, "");
2955                                 } else {
2956                                         index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset / size, FALSE);
2957                                         addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, base, LLVMPointerType (t, 0)), &index, 1, "");
2958                                 }
2959                         }
2960
2961                         addr = convert (ctx, addr, LLVMPointerType (t, 0));
2962
2963                         values [ins->dreg] = emit_load (ctx, bb, &builder, size, addr, dname, is_volatile);
2964
2965                         if (!is_volatile && (ins->flags & MONO_INST_CONSTANT_LOAD)) {
2966                                 /*
2967                                  * These will signal LLVM that these loads do not alias any stores, and
2968                                  * they can't fail, allowing them to be hoisted out of loops.
2969                                  */
2970                                 set_metadata_flag (values [ins->dreg], "mono.noalias");
2971                                 set_metadata_flag (values [ins->dreg], "mono.nofail.load");
2972                         }
2973
2974                         if (sext)
2975                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, values [ins->dreg], LLVMInt32Type (), dname);
2976                         else if (zext)
2977                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, values [ins->dreg], LLVMInt32Type (), dname);
2978                         else if (ins->opcode == OP_LOADR4_MEMBASE)
2979                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildFPExt (builder, values [ins->dreg], LLVMDoubleType (), dname);
2980                         break;
2981                 }
2982
2983                 case OP_STOREI1_MEMBASE_REG:
2984                 case OP_STOREI2_MEMBASE_REG:
2985                 case OP_STOREI4_MEMBASE_REG:
2986                 case OP_STOREI8_MEMBASE_REG:
2987                 case OP_STORER4_MEMBASE_REG:
2988                 case OP_STORER8_MEMBASE_REG:
2989                 case OP_STORE_MEMBASE_REG: {
2990                         int size = 8;
2991                         LLVMValueRef index, addr;
2992                         LLVMTypeRef t;
2993                         gboolean sext = FALSE, zext = FALSE;
2994                         gboolean is_volatile = (ins->flags & MONO_INST_FAULT);
2995
2996                         if (!values [ins->inst_destbasereg])
2997                                 LLVM_FAILURE (ctx, "inst_destbasereg");
2998
2999                         t = load_store_to_llvm_type (ins->opcode, &size, &sext, &zext);
3000
3001                         if (ins->inst_offset % size != 0) {
3002                                 /* Unaligned store */
3003                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset, FALSE);
3004                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0)), &index, 1, "");
3005                         } else {
3006                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset / size, FALSE);
3007                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (t, 0)), &index, 1, "");
3008                         }
3009                         emit_store (ctx, bb, &builder, size, convert (ctx, values [ins->sreg1], t), convert (ctx, addr, LLVMPointerType (t, 0)), is_volatile);
3010                         break;
3011                 }
3012
3013                 case OP_STOREI1_MEMBASE_IMM:
3014                 case OP_STOREI2_MEMBASE_IMM:
3015                 case OP_STOREI4_MEMBASE_IMM:
3016                 case OP_STOREI8_MEMBASE_IMM:
3017                 case OP_STORE_MEMBASE_IMM: {
3018                         int size = 8;
3019                         LLVMValueRef index, addr;
3020                         LLVMTypeRef t;
3021                         gboolean sext = FALSE, zext = FALSE;
3022                         gboolean is_volatile = (ins->flags & MONO_INST_FAULT);
3023
3024                         t = load_store_to_llvm_type (ins->opcode, &size, &sext, &zext);
3025
3026                         if (ins->inst_offset % size != 0) {
3027                                 /* Unaligned store */
3028                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset, FALSE);
3029                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0)), &index, 1, "");
3030                         } else {
3031                                 index = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_offset / size, FALSE);
3032                                 addr = LLVMBuildGEP (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], LLVMPointerType (t, 0)), &index, 1, "");
3033                         }
3034                         emit_store (ctx, bb, &builder, size, convert (ctx, LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_imm, FALSE), t), addr, is_volatile);
3035                         break;
3036                 }
3037
3038                 case OP_CHECK_THIS:
3039                         emit_load (ctx, bb, &builder, sizeof (gpointer), convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (IntPtrType (), 0)), "", TRUE);
3040                         break;
3041                 case OP_OUTARG_VTRETADDR:
3042                         break;
3043                 case OP_VOIDCALL:
3044                 case OP_CALL:
3045                 case OP_LCALL:
3046                 case OP_FCALL:
3047                 case OP_VCALL:
3048                 case OP_VOIDCALL_MEMBASE:
3049                 case OP_CALL_MEMBASE:
3050                 case OP_LCALL_MEMBASE:
3051                 case OP_FCALL_MEMBASE:
3052                 case OP_VCALL_MEMBASE:
3053                 case OP_VOIDCALL_REG:
3054                 case OP_CALL_REG:
3055                 case OP_LCALL_REG:
3056                 case OP_FCALL_REG:
3057                 case OP_VCALL_REG: {
3058                         process_call (ctx, bb, &builder, ins);
3059                         CHECK_FAILURE (ctx);
3060                         break;
3061                 }
3062                 case OP_AOTCONST: {
3063                         guint32 got_offset;
3064                         LLVMValueRef indexes [2];
3065                         MonoJumpInfo *ji;
3066                         LLVMValueRef got_entry_addr;
3067
3068                         /*
3069                          * FIXME: Can't allocate from the cfg mempool since that is freed if
3070                          * the LLVM compile fails.
3071                          */
3072                         ji = g_new0 (MonoJumpInfo, 1);
3073                         ji->type = (MonoJumpInfoType)ins->inst_i1;
3074                         ji->data.target = ins->inst_p0;
3075
3076                         ji = mono_aot_patch_info_dup (ji);
3077
3078                         ji->next = cfg->patch_info;
3079                         cfg->patch_info = ji;
3080
3081                         //mono_add_patch_info (cfg, 0, (MonoJumpInfoType)ins->inst_i1, ins->inst_p0);
3082                         got_offset = mono_aot_get_got_offset (cfg->patch_info);
3083
3084                         indexes [0] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3085                         indexes [1] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), (gssize)got_offset, FALSE);
3086                         got_entry_addr = LLVMBuildGEP (builder, ctx->lmodule->got_var, indexes, 2, "");
3087
3088                         // FIXME: This doesn't work right now, because it must be
3089                         // paired with an invariant.end, and even then, its only in effect
3090                         // inside its basic block
3091 #if 0
3092                         {
3093                                 LLVMValueRef args [3];
3094                                 LLVMValueRef ptr, val;
3095
3096                                 ptr = LLVMBuildBitCast (builder, got_entry_addr, LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "ptr");
3097
3098                                 args [0] = LLVMConstInt (LLVMInt64Type (), sizeof (gpointer), FALSE);
3099                                 args [1] = ptr;
3100                                 val = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.invariant.start"), args, 2, "");
3101                         }
3102 #endif
3103
3104                         values [ins->dreg] = LLVMBuildLoad (builder, got_entry_addr, dname);
3105                         break;
3106                 }
3107                 case OP_NOT_REACHED:
3108                         LLVMBuildUnreachable (builder);
3109                         has_terminator = TRUE;
3110                         g_assert (bb->block_num < cfg->max_block_num);
3111                         ctx->unreachable [bb->block_num] = TRUE;
3112                         /* Might have instructions after this */
3113                         while (ins->next) {
3114                                 MonoInst *next = ins->next;
3115                                 /*
3116                                  * FIXME: If later code uses the regs defined by these instructions,
3117                                  * compilation will fail.
3118                                  */
3119                                 MONO_DELETE_INS (bb, next);
3120                         }
3121                         break;
3122                 case OP_LDADDR: {
3123                         MonoInst *var = ins->inst_p0;
3124
3125                         values [ins->dreg] = addresses [var->dreg];
3126                         break;
3127                 }
3128                 case OP_SIN: {
3129                         LLVMValueRef args [1];
3130
3131                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3132                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.sin.f64"), args, 1, dname);
3133                         break;
3134                 }
3135                 case OP_COS: {
3136                         LLVMValueRef args [1];
3137
3138                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3139                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.cos.f64"), args, 1, dname);
3140                         break;
3141                 }
3142                 case OP_SQRT: {
3143                         LLVMValueRef args [1];
3144
3145 #if 0
3146                         /* This no longer seems to happen */
3147                         /*
3148                          * LLVM optimizes sqrt(nan) into undefined in
3149                          * lib/Analysis/ConstantFolding.cpp
3150                          * Also, sqrt(NegativeInfinity) is optimized into 0.
3151                          */
3152                         LLVM_FAILURE (ctx, "sqrt");
3153 #endif
3154                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3155                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "llvm.sqrt.f64"), args, 1, dname);
3156                         break;
3157                 }
3158                 case OP_ABS: {
3159                         LLVMValueRef args [1];
3160
3161                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMDoubleType ());
3162                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, "fabs"), args, 1, dname);
3163                         break;
3164                 }
3165
3166                 case OP_IMIN:
3167                 case OP_LMIN:
3168                 case OP_IMAX:
3169                 case OP_LMAX:
3170                 case OP_IMIN_UN:
3171                 case OP_LMIN_UN:
3172                 case OP_IMAX_UN:
3173                 case OP_LMAX_UN: {
3174                         LLVMValueRef v;
3175
3176                         lhs = convert (ctx, lhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
3177                         rhs = convert (ctx, rhs, regtype_to_llvm_type (spec [MONO_INST_DEST]));
3178
3179                         switch (ins->opcode) {
3180                         case OP_IMIN:
3181                         case OP_LMIN:
3182                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntSLE, lhs, rhs, "");
3183                                 break;
3184                         case OP_IMAX:
3185                         case OP_LMAX:
3186                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntSGE, lhs, rhs, "");
3187                                 break;
3188                         case OP_IMIN_UN:
3189                         case OP_LMIN_UN:
3190                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntULE, lhs, rhs, "");
3191                                 break;
3192                         case OP_IMAX_UN:
3193                         case OP_LMAX_UN:
3194                                 v = LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntUGE, lhs, rhs, "");
3195                                 break;
3196                         default:
3197                                 g_assert_not_reached ();
3198                                 break;
3199                         }
3200                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSelect (builder, v, lhs, rhs, dname);
3201                         break;
3202                 }
3203                 case OP_ATOMIC_EXCHANGE_I4: {
3204                         LLVMValueRef args [2];
3205
3206                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3207
3208                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt32Type (), 0));
3209                         args [1] = rhs;
3210
3211                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_XCHG, args [0], args [1]);
3212                         break;
3213                 }
3214                 case OP_ATOMIC_EXCHANGE_I8: {
3215                         LLVMValueRef args [2];
3216
3217                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3218
3219                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt64Type (), 0));
3220                         args [1] = convert (ctx, rhs, LLVMInt64Type ());
3221                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_XCHG, args [0], args [1]);
3222                         break;
3223                 }
3224                 case OP_ATOMIC_ADD_NEW_I4: {
3225                         LLVMValueRef args [2];
3226
3227                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3228
3229                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt32Type (), 0));
3230                         args [1] = rhs;
3231                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_ADD, args [0], args [1]), args [1], dname);
3232                         break;
3233                 }
3234                 case OP_ATOMIC_ADD_NEW_I8: {
3235                         LLVMValueRef args [2];
3236
3237                         g_assert (ins->inst_offset == 0);
3238
3239                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (LLVMInt64Type (), 0));
3240                         args [1] = convert (ctx, rhs, LLVMInt64Type ());
3241                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, mono_llvm_build_atomic_rmw (builder, LLVM_ATOMICRMW_OP_ADD, args [0], args [1]), args [1], dname);
3242                         break;
3243                 }
3244                 case OP_ATOMIC_CAS_I4:
3245                 case OP_ATOMIC_CAS_I8: {
3246                         LLVMValueRef args [3];
3247                         LLVMTypeRef t;
3248
3249                         if (ins->opcode == OP_ATOMIC_CAS_I4) {
3250                                 t = LLVMInt32Type ();
3251                         } else {
3252                                 t = LLVMInt64Type ();
3253                         }
3254
3255                         args [0] = convert (ctx, lhs, LLVMPointerType (t, 0));
3256                         /* comparand */
3257                         args [1] = convert (ctx, values [ins->sreg3], t);
3258                         /* new value */
3259                         args [2] = convert (ctx, values [ins->sreg2], t);
3260                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_cmpxchg (builder, args [0], args [1], args [2]);
3261                         break;
3262                 }
3263                 case OP_MEMORY_BARRIER: {
3264                         mono_llvm_build_fence (builder);
3265                         break;
3266                 }
3267                 case OP_RELAXED_NOP: {
3268 #if defined(TARGET_AMD64) || defined(TARGET_X86)
3269                         emit_call (ctx, bb, &builder, LLVMGetNamedFunction (ctx->module, "llvm.x86.sse2.pause"), NULL, 0);
3270                         break;
3271 #else
3272                         break;
3273 #endif
3274                 }
3275                 case OP_TLS_GET: {
3276 #if (defined(TARGET_AMD64) || defined(TARGET_X86)) && defined(__linux__)
3277 #ifdef TARGET_AMD64
3278                         // 257 == FS segment register
3279                         LLVMTypeRef ptrtype = LLVMPointerType (IntPtrType (), 257);
3280 #else
3281                         // 256 == GS segment register
3282                         LLVMTypeRef ptrtype = LLVMPointerType (IntPtrType (), 256);
3283 #endif
3284
3285                         // FIXME: XEN
3286                         values [ins->dreg] = LLVMBuildLoad (builder, LLVMBuildIntToPtr (builder, LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, TRUE), ptrtype, ""), "");
3287 #else
3288                         LLVM_FAILURE (ctx, "opcode tls-get");
3289 #endif
3290
3291                         break;
3292                 }
3293
3294                         /*
3295                          * Overflow opcodes.
3296                          */
3297                 case OP_IADD_OVF:
3298                 case OP_IADD_OVF_UN:
3299                 case OP_ISUB_OVF:
3300                 case OP_ISUB_OVF_UN:
3301                 case OP_IMUL_OVF:
3302                 case OP_IMUL_OVF_UN:
3303 #if SIZEOF_VOID_P == 8
3304                 case OP_LADD_OVF:
3305                 case OP_LADD_OVF_UN:
3306                 case OP_LSUB_OVF:
3307                 case OP_LSUB_OVF_UN:
3308                 case OP_LMUL_OVF:
3309                 case OP_LMUL_OVF_UN:
3310 #endif
3311                         {
3312                                 LLVMValueRef args [2], val, ovf, func;
3313
3314                                 args [0] = convert (ctx, lhs, op_to_llvm_type (ins->opcode));
3315                                 args [1] = convert (ctx, rhs, op_to_llvm_type (ins->opcode));
3316                                 func = LLVMGetNamedFunction (module, ovf_op_to_intrins (ins->opcode));
3317                                 g_assert (func);
3318                                 val = LLVMBuildCall (builder, func, args, 2, "");
3319                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildExtractValue (builder, val, 0, dname);
3320                                 ovf = LLVMBuildExtractValue (builder, val, 1, "");
3321                                 emit_cond_system_exception (ctx, bb, "OverflowException", ovf);
3322                                 CHECK_FAILURE (ctx);
3323                                 builder = ctx->builder;
3324                                 break;
3325                         }
3326
3327                         /*
3328                          * Valuetypes.
3329                          *   We currently model them using arrays. Promotion to local vregs is
3330                          * disabled for them in mono_handle_global_vregs () in the LLVM case,
3331                          * so we always have an entry in cfg->varinfo for them.
3332                          * FIXME: Is this needed ?
3333                          */
3334                 case OP_VZERO: {
3335                         MonoClass *klass = ins->klass;
3336                         LLVMValueRef args [5];
3337
3338                         if (!klass) {
3339                                 // FIXME:
3340                                 LLVM_FAILURE (ctx, "!klass");
3341                                 break;
3342                         }
3343
3344                         if (!addresses [ins->dreg])
3345                                 addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3346                         args [0] = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->dreg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3347                         args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), 0, FALSE);
3348                         args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mono_class_value_size (klass, NULL), FALSE);
3349                         // FIXME: Alignment
3350                         args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3351                         args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
3352                         LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memset_func_name), args, memset_param_count, "");
3353                         break;
3354                 }
3355
3356                 case OP_STOREV_MEMBASE:
3357                 case OP_LOADV_MEMBASE:
3358                 case OP_VMOVE: {
3359                         MonoClass *klass = ins->klass;
3360                         LLVMValueRef src = NULL, dst, args [5];
3361                         gboolean done = FALSE;
3362
3363                         if (!klass) {
3364                                 // FIXME:
3365                                 LLVM_FAILURE (ctx, "!klass");
3366                                 break;
3367                         }
3368
3369                         switch (ins->opcode) {
3370                         case OP_STOREV_MEMBASE:
3371                                 if (cfg->gen_write_barriers && klass->has_references && ins->inst_destbasereg != cfg->frame_reg) {
3372                                         /* FIXME: Emit write barriers like in mini_emit_stobj () */
3373                                         LLVM_FAILURE (ctx, "storev_membase + write barriers");
3374                                         break;
3375                                 }
3376                                 if (!addresses [ins->sreg1]) {
3377                                         /* SIMD */
3378                                         g_assert (values [ins->sreg1]);
3379                                         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));
3380                                         LLVMBuildStore (builder, values [ins->sreg1], dst);
3381                                         done = TRUE;
3382                                 } else {
3383                                         src = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->sreg1], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3384                                         dst = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0));
3385                                 }
3386                                 break;
3387                         case OP_LOADV_MEMBASE:
3388                                 if (!addresses [ins->dreg])
3389                                         addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3390                                 src = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_basereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0));
3391                                 dst = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->dreg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3392                                 break;
3393                         case OP_VMOVE:
3394                                 if (!addresses [ins->sreg1])
3395                                         addresses [ins->sreg1] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3396                                 if (!addresses [ins->dreg])
3397                                         addresses [ins->dreg] = build_alloca (ctx, &klass->byval_arg);
3398                                 src = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->sreg1], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3399                                 dst = LLVMBuildBitCast (builder, addresses [ins->dreg], LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), "");
3400                                 break;
3401                         default:
3402                                 g_assert_not_reached ();
3403                         }
3404                         CHECK_FAILURE (ctx);
3405
3406                         if (done)
3407                                 break;
3408
3409                         args [0] = dst;
3410                         args [1] = src;
3411                         args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mono_class_value_size (klass, NULL), FALSE);
3412                         args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3413                         // FIXME: Alignment
3414                         args [3] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3415                         args [4] = LLVMConstInt (LLVMInt1Type (), 0, FALSE);
3416                         LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, memcpy_func_name), args, memcpy_param_count, "");
3417                         break;
3418                 }
3419                 case OP_LLVM_OUTARG_VT:
3420                         if (!addresses [ins->sreg1]) {
3421                                 addresses [ins->sreg1] = build_alloca (ctx, &ins->klass->byval_arg);
3422                                 g_assert (values [ins->sreg1]);
3423                                 LLVMBuildStore (builder, values [ins->sreg1], addresses [ins->sreg1]);
3424                         }
3425                         addresses [ins->dreg] = addresses [ins->sreg1];
3426                         break;
3427
3428                         /*
3429                          * SIMD
3430                          */
3431 #ifdef MONO_ARCH_SIMD_INTRINSICS
3432                 case OP_XZERO: {
3433                         values [ins->dreg] = LLVMConstNull (type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg));
3434                         break;
3435                 }
3436                 case OP_LOADX_MEMBASE: {
3437                         LLVMTypeRef t = type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg);
3438                         LLVMValueRef src;
3439
3440                         src = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_basereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (t, 0));
3441                         values [ins->dreg] = mono_llvm_build_aligned_load (builder, src, "", FALSE, 1);
3442                         break;
3443                 }
3444                 case OP_STOREX_MEMBASE: {
3445                         LLVMTypeRef t = LLVMTypeOf (values [ins->sreg1]);
3446                         LLVMValueRef dest;
3447
3448                         dest = convert (ctx, LLVMBuildAdd (builder, convert (ctx, values [ins->inst_destbasereg], IntPtrType ()), LLVMConstInt (IntPtrType (), ins->inst_offset, FALSE), ""), LLVMPointerType (t, 0));
3449                         mono_llvm_build_aligned_store (builder, values [ins->sreg1], dest, FALSE, 1);
3450                         break;
3451                 }
3452                 case OP_PADDB:
3453                 case OP_PADDW:
3454                 case OP_PADDD:
3455                 case OP_PADDQ:
3456                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAdd (builder, lhs, rhs, "");
3457                         break;
3458                 case OP_ADDPD:
3459                 case OP_ADDPS:
3460                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFAdd (builder, lhs, rhs, "");
3461                         break;
3462                 case OP_PSUBB:
3463                 case OP_PSUBW:
3464                 case OP_PSUBD:
3465                 case OP_PSUBQ:
3466                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSub (builder, lhs, rhs, "");
3467                         break;
3468                 case OP_SUBPD:
3469                 case OP_SUBPS:
3470                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFSub (builder, lhs, rhs, "");
3471                         break;
3472                 case OP_MULPD:
3473                 case OP_MULPS:
3474                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFMul (builder, lhs, rhs, "");
3475                         break;
3476                 case OP_DIVPD:
3477                 case OP_DIVPS:
3478                         values [ins->dreg] = LLVMBuildFDiv (builder, lhs, rhs, "");
3479                         break;
3480                 case OP_PAND:
3481                         values [ins->dreg] = LLVMBuildAnd (builder, lhs, rhs, "");
3482                         break;
3483                 case OP_POR:
3484                         values [ins->dreg] = LLVMBuildOr (builder, lhs, rhs, "");
3485                         break;
3486                 case OP_PXOR:
3487                         values [ins->dreg] = LLVMBuildXor (builder, lhs, rhs, "");
3488                         break;
3489                 case OP_PMULW:
3490                 case OP_PMULD:
3491                         values [ins->dreg] = LLVMBuildMul (builder, lhs, rhs, "");
3492                         break;
3493                 case OP_ANDPS:
3494                 case OP_ANDNPS:
3495                 case OP_ORPS:
3496                 case OP_XORPS:
3497                 case OP_ANDPD:
3498                 case OP_ANDNPD:
3499                 case OP_ORPD:
3500                 case OP_XORPD: {
3501                         LLVMTypeRef t, rt;
3502                         LLVMValueRef v = NULL;
3503
3504                         switch (ins->opcode) {
3505                         case OP_ANDPS:
3506                         case OP_ANDNPS:
3507                         case OP_ORPS:
3508                         case OP_XORPS:
3509                                 t = LLVMVectorType (LLVMInt32Type (), 4);
3510                                 rt = LLVMVectorType (LLVMFloatType (), 4);
3511                                 break;
3512                         case OP_ANDPD:
3513                         case OP_ANDNPD:
3514                         case OP_ORPD:
3515                         case OP_XORPD:
3516                                 t = LLVMVectorType (LLVMInt64Type (), 2);
3517                                 rt = LLVMVectorType (LLVMDoubleType (), 2);
3518                                 break;
3519                         default:
3520                                 t = LLVMInt32Type ();
3521                                 rt = LLVMInt32Type ();
3522                                 g_assert_not_reached ();
3523                         }
3524
3525                         lhs = LLVMBuildBitCast (builder, lhs, t, "");
3526                         rhs = LLVMBuildBitCast (builder, rhs, t, "");
3527                         switch (ins->opcode) {
3528                         case OP_ANDPS:
3529                         case OP_ANDPD:
3530                                 v = LLVMBuildAnd (builder, lhs, rhs, "");
3531                                 break;
3532                         case OP_ORPS:
3533                         case OP_ORPD:
3534                                 v = LLVMBuildOr (builder, lhs, rhs, "");
3535                                 break;
3536                         case OP_XORPS:
3537                         case OP_XORPD:
3538                                 v = LLVMBuildXor (builder, lhs, rhs, "");
3539                                 break;
3540                         case OP_ANDNPS:
3541                         case OP_ANDNPD:
3542                                 v = LLVMBuildAnd (builder, rhs, LLVMBuildNot (builder, lhs, ""), "");
3543                                 break;
3544                         }
3545                         values [ins->dreg] = LLVMBuildBitCast (builder, v, rt, "");
3546                         break;
3547                 }
3548                 case OP_MINPD:
3549                 case OP_MINPS:
3550                 case OP_MAXPD:
3551                 case OP_MAXPS:
3552                 case OP_ADDSUBPD:
3553                 case OP_ADDSUBPS:
3554                 case OP_PMIND_UN:
3555                 case OP_PMINW_UN:
3556                 case OP_PMINB_UN:
3557                 case OP_PMINW:
3558                 case OP_PMAXD_UN:
3559                 case OP_PMAXW_UN:
3560                 case OP_PMAXB_UN:
3561                 case OP_HADDPD:
3562                 case OP_HADDPS:
3563                 case OP_HSUBPD:
3564                 case OP_HSUBPS:
3565                 case OP_PADDB_SAT:
3566                 case OP_PADDW_SAT:
3567                 case OP_PSUBB_SAT:
3568                 case OP_PSUBW_SAT:
3569                 case OP_PADDB_SAT_UN:
3570                 case OP_PADDW_SAT_UN:
3571                 case OP_PSUBB_SAT_UN:
3572                 case OP_PSUBW_SAT_UN:
3573                 case OP_PAVGB_UN:
3574                 case OP_PAVGW_UN:
3575                 case OP_PACKW:
3576                 case OP_PACKD:
3577                 case OP_PACKW_UN:
3578                 case OP_PACKD_UN:
3579                 case OP_PMULW_HIGH:
3580                 case OP_PMULW_HIGH_UN: {
3581                         LLVMValueRef args [2];
3582
3583                         args [0] = lhs;
3584                         args [1] = rhs;
3585
3586                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 2, dname);
3587                         break;
3588                 }
3589                 case OP_PCMPEQB:
3590                 case OP_PCMPEQW:
3591                 case OP_PCMPEQD:
3592                 case OP_PCMPEQQ: {
3593                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntEQ, lhs, rhs, ""), LLVMTypeOf (lhs), "");
3594                         break;
3595                 }
3596                 case OP_PCMPGTB: {
3597                         values [ins->dreg] = LLVMBuildSExt (builder, LLVMBuildICmp (builder, LLVMIntSGT, lhs, rhs, ""), LLVMTypeOf (lhs), "");
3598                         break;
3599                 }
3600                 case OP_EXTRACT_R8:
3601                 case OP_EXTRACT_I8:
3602                 case OP_EXTRACT_I4:
3603                 case OP_EXTRACT_I2:
3604                 case OP_EXTRACT_U2:
3605                 case OP_EXTRACTX_U2:
3606                 case OP_EXTRACT_I1:
3607                 case OP_EXTRACT_U1: {
3608                         LLVMTypeRef t;
3609                         gboolean zext = FALSE;
3610
3611                         t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3612
3613                         switch (ins->opcode) {
3614                         case OP_EXTRACT_R8:
3615                         case OP_EXTRACT_I8:
3616                         case OP_EXTRACT_I4:
3617                         case OP_EXTRACT_I2:
3618                         case OP_EXTRACT_I1:
3619                                 break;
3620                         case OP_EXTRACT_U2:
3621                         case OP_EXTRACTX_U2:
3622                         case OP_EXTRACT_U1:
3623                                 zext = TRUE;
3624                                 break;
3625                         default:
3626                                 t = LLVMInt32Type ();
3627                                 g_assert_not_reached ();
3628                         }
3629
3630                         lhs = LLVMBuildBitCast (builder, lhs, t, "");
3631                         values [ins->dreg] = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), "");
3632                         if (zext)
3633                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildZExt (builder, values [ins->dreg], LLVMInt32Type (), "");
3634                         break;
3635                 }
3636
3637                 case OP_EXPAND_I1:
3638                 case OP_EXPAND_I2:
3639                 case OP_EXPAND_I4:
3640                 case OP_EXPAND_I8:
3641                 case OP_EXPAND_R4:
3642                 case OP_EXPAND_R8: {
3643                         LLVMTypeRef t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3644                         LLVMValueRef mask [16], v;
3645
3646                         for (i = 0; i < 16; ++i)
3647                                 mask [i] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE);
3648
3649                         v = convert (ctx, values [ins->sreg1], LLVMGetElementType (t));
3650
3651                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, LLVMConstNull (t), v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3652                         values [ins->dreg] = LLVMBuildShuffleVector (builder, values [ins->dreg], LLVMGetUndef (t), LLVMConstVector (mask, LLVMGetVectorSize (t)), "");
3653                         break;
3654                 }
3655
3656                 case OP_INSERT_I1:
3657                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt8Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3658                         break;
3659                 case OP_INSERT_I2:
3660                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt16Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3661                         break;
3662                 case OP_INSERT_I4:
3663                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt32Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3664                         break;
3665                 case OP_INSERT_I8:
3666                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMInt64Type ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3667                         break;
3668                 case OP_INSERT_R4:
3669                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMFloatType ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3670                         break;
3671                 case OP_INSERT_R8:
3672                         values [ins->dreg] = LLVMBuildInsertElement (builder, values [ins->sreg1], convert (ctx, values [ins->sreg2], LLVMDoubleType ()), LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_c0, FALSE), dname);
3673                         break;
3674
3675                 case OP_CVTDQ2PD:
3676                 case OP_CVTDQ2PS:
3677                 case OP_CVTPD2DQ:
3678                 case OP_CVTPS2DQ:
3679                 case OP_CVTPD2PS:
3680                 case OP_CVTPS2PD:
3681                 case OP_CVTTPD2DQ:
3682                 case OP_CVTTPS2DQ:
3683                 case OP_EXTRACT_MASK:
3684                 case OP_SQRTPS:
3685                 case OP_SQRTPD:
3686                 case OP_RSQRTPS:
3687                 case OP_RCPPS: {
3688                         LLVMValueRef v;
3689
3690                         v = convert (ctx, values [ins->sreg1], simd_op_to_llvm_type (ins->opcode));
3691
3692                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), &v, 1, dname);
3693                         break;
3694                 }
3695
3696                 case OP_ICONV_TO_R8_RAW:
3697                         /* Same as OP_ICONV_TO_R8 */
3698                         values [ins->dreg] = convert (ctx, LLVMBuildBitCast (builder, lhs, LLVMFloatType (), ""), LLVMDoubleType ());
3699                         break;
3700
3701                 case OP_COMPPS:
3702                 case OP_COMPPD: {
3703                         LLVMValueRef args [3];
3704
3705                         args [0] = lhs;
3706                         args [1] = rhs;
3707                         args [2] = LLVMConstInt (LLVMInt8Type (), ins->inst_c0, FALSE);
3708
3709                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 3, dname);
3710                         break;
3711                 }
3712
3713                 case OP_ICONV_TO_X:
3714                         /* This is only used for implementing shifts by non-immediate */
3715                         values [ins->dreg] = lhs;
3716                         break;
3717
3718                 case OP_PSHRW:
3719                 case OP_PSHRD:
3720                 case OP_PSHRQ:
3721                 case OP_PSARW:
3722                 case OP_PSARD:
3723                 case OP_PSHLW:
3724                 case OP_PSHLD:
3725                 case OP_PSHLQ: {
3726                         LLVMValueRef args [3];
3727
3728                         args [0] = lhs;
3729                         args [1] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), ins->inst_imm, FALSE);
3730
3731                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 2, dname);
3732                         break;
3733                 }
3734
3735                 case OP_PSHRW_REG:
3736                 case OP_PSHRD_REG:
3737                 case OP_PSHRQ_REG:
3738                 case OP_PSARW_REG:
3739                 case OP_PSARD_REG:
3740                 case OP_PSHLW_REG:
3741                 case OP_PSHLD_REG:
3742                 case OP_PSHLQ_REG: {
3743                         LLVMValueRef args [3];
3744
3745                         args [0] = lhs;
3746                         args [1] = values [ins->sreg2];
3747
3748                         values [ins->dreg] = LLVMBuildCall (builder, LLVMGetNamedFunction (module, simd_op_to_intrins (ins->opcode)), args, 2, dname);
3749                         break;
3750                 }
3751
3752                 case OP_SHUFPS:
3753                 case OP_SHUFPD:
3754                 case OP_PSHUFLED:
3755                 case OP_PSHUFLEW_LOW:
3756                 case OP_PSHUFLEW_HIGH: {
3757                         int mask [16];
3758                         LLVMValueRef v1 = NULL, v2 = NULL, mask_values [16];
3759                         int i, mask_size = 0;
3760                         int imask = ins->inst_c0;
3761
3762                         /* Convert the x86 shuffle mask to LLVM's */
3763                         switch (ins->opcode) {
3764                         case OP_SHUFPS:
3765                                 mask_size = 4;
3766                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 3);
3767                                 mask [1] = ((imask >> 2) & 3);
3768                                 mask [2] = ((imask >> 4) & 3) + 4;
3769                                 mask [3] = ((imask >> 6) & 3) + 4;
3770                                 v1 = values [ins->sreg1];
3771                                 v2 = values [ins->sreg2];
3772                                 break;
3773                         case OP_SHUFPD:
3774                                 mask_size = 2;
3775                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 1);
3776                                 mask [1] = ((imask >> 1) & 1) + 2;
3777                                 v1 = values [ins->sreg1];
3778                                 v2 = values [ins->sreg2];
3779                                 break;
3780                         case OP_PSHUFLEW_LOW:
3781                                 mask_size = 8;
3782                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 3);
3783                                 mask [1] = ((imask >> 2) & 3);
3784                                 mask [2] = ((imask >> 4) & 3);
3785                                 mask [3] = ((imask >> 6) & 3);
3786                                 mask [4] = 4 + 0;
3787                                 mask [5] = 4 + 1;
3788                                 mask [6] = 4 + 2;
3789                                 mask [7] = 4 + 3;
3790                                 v1 = values [ins->sreg1];
3791                                 v2 = LLVMGetUndef (LLVMTypeOf (v1));
3792                                 break;
3793                         case OP_PSHUFLEW_HIGH:
3794                                 mask_size = 8;
3795                                 mask [0] = 0;
3796                                 mask [1] = 1;
3797                                 mask [2] = 2;
3798                                 mask [3] = 3;
3799                                 mask [4] = 4 + ((imask >> 0) & 3);
3800                                 mask [5] = 4 + ((imask >> 2) & 3);
3801                                 mask [6] = 4 + ((imask >> 4) & 3);
3802                                 mask [7] = 4 + ((imask >> 6) & 3);
3803                                 v1 = values [ins->sreg1];
3804                                 v2 = LLVMGetUndef (LLVMTypeOf (v1));
3805                                 break;
3806                         case OP_PSHUFLED:
3807                                 mask_size = 4;
3808                                 mask [0] = ((imask >> 0) & 3);
3809                                 mask [1] = ((imask >> 2) & 3);
3810                                 mask [2] = ((imask >> 4) & 3);
3811                                 mask [3] = ((imask >> 6) & 3);
3812                                 v1 = values [ins->sreg1];
3813                                 v2 = LLVMGetUndef (LLVMTypeOf (v1));
3814                                 break;
3815                         default:
3816                                 g_assert_not_reached ();
3817                         }
3818                         for (i = 0; i < mask_size; ++i)
3819                                 mask_values [i] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mask [i], FALSE);
3820
3821                         values [ins->dreg] =
3822                                 LLVMBuildShuffleVector (builder, v1, v2,
3823                                                                                 LLVMConstVector (mask_values, mask_size), dname);
3824                         break;
3825                 }
3826
3827                 case OP_UNPACK_LOWB:
3828                 case OP_UNPACK_LOWW:
3829                 case OP_UNPACK_LOWD:
3830                 case OP_UNPACK_LOWQ:
3831                 case OP_UNPACK_LOWPS:
3832                 case OP_UNPACK_LOWPD:
3833                 case OP_UNPACK_HIGHB:
3834                 case OP_UNPACK_HIGHW:
3835                 case OP_UNPACK_HIGHD:
3836                 case OP_UNPACK_HIGHQ:
3837                 case OP_UNPACK_HIGHPS:
3838                 case OP_UNPACK_HIGHPD: {
3839                         int mask [16];
3840                         LLVMValueRef mask_values [16];
3841                         int i, mask_size = 0;
3842                         gboolean low = FALSE;
3843
3844                         switch (ins->opcode) {
3845                         case OP_UNPACK_LOWB:
3846                                 mask_size = 16;
3847                                 low = TRUE;
3848                                 break;
3849                         case OP_UNPACK_LOWW:
3850                                 mask_size = 8;
3851                                 low = TRUE;
3852                                 break;
3853                         case OP_UNPACK_LOWD:
3854                         case OP_UNPACK_LOWPS:
3855                                 mask_size = 4;
3856                                 low = TRUE;
3857                                 break;
3858                         case OP_UNPACK_LOWQ:
3859                         case OP_UNPACK_LOWPD:
3860                                 mask_size = 2;
3861                                 low = TRUE;
3862                                 break;
3863                         case OP_UNPACK_HIGHB:
3864                                 mask_size = 16;
3865                                 break;
3866                         case OP_UNPACK_HIGHW:
3867                                 mask_size = 8;
3868                                 break;
3869                         case OP_UNPACK_HIGHD:
3870                         case OP_UNPACK_HIGHPS:
3871                                 mask_size = 4;
3872                                 break;
3873                         case OP_UNPACK_HIGHQ:
3874                         case OP_UNPACK_HIGHPD:
3875                                 mask_size = 2;
3876                                 break;
3877                         default:
3878                                 g_assert_not_reached ();
3879                         }
3880
3881                         if (low) {
3882                                 for (i = 0; i < (mask_size / 2); ++i) {
3883                                         mask [(i * 2)] = i;
3884                                         mask [(i * 2) + 1] = mask_size + i;
3885                                 }
3886                         } else {
3887                                 for (i = 0; i < (mask_size / 2); ++i) {
3888                                         mask [(i * 2)] = (mask_size / 2) + i;
3889                                         mask [(i * 2) + 1] = mask_size + (mask_size / 2) + i;
3890                                 }
3891                         }
3892
3893                         for (i = 0; i < mask_size; ++i)
3894                                 mask_values [i] = LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), mask [i], FALSE);
3895
3896                         values [ins->dreg] =
3897                                 LLVMBuildShuffleVector (builder, values [ins->sreg1], values [ins->sreg2],
3898                                                                                 LLVMConstVector (mask_values, mask_size), dname);
3899                         break;
3900                 }
3901
3902                 case OP_DUPPD: {
3903                         LLVMTypeRef t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3904                         LLVMValueRef v, val;
3905
3906                         v = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3907                         val = LLVMConstNull (t);
3908                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3909                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 1, FALSE), dname);
3910
3911                         values [ins->dreg] = val;
3912                         break;
3913                 }
3914                 case OP_DUPPS_LOW:
3915                 case OP_DUPPS_HIGH: {
3916                         LLVMTypeRef t = simd_op_to_llvm_type (ins->opcode);
3917                         LLVMValueRef v1, v2, val;
3918
3919
3920                         if (ins->opcode == OP_DUPPS_LOW) {
3921                                 v1 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3922                                 v2 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 2, FALSE), "");
3923                         } else {
3924                                 v1 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 1, FALSE), "");
3925                                 v2 = LLVMBuildExtractElement (builder, lhs, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 3, FALSE), "");
3926                         }
3927                         val = LLVMConstNull (t);
3928                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v1, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), "");
3929                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v1, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 1, FALSE), "");
3930                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v2, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 2, FALSE), "");
3931                         val = LLVMBuildInsertElement (builder, val, v2, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 3, FALSE), "");
3932
3933                         values [ins->dreg] = val;
3934                         break;
3935                 }
3936
3937 #endif /* SIMD */
3938
3939                 case OP_DUMMY_USE:
3940                         break;
3941
3942                         /*
3943                          * EXCEPTION HANDLING
3944                          */
3945                 case OP_IMPLICIT_EXCEPTION:
3946                         /* This marks a place where an implicit exception can happen */
3947                         if (bb->region != -1)
3948                                 LLVM_FAILURE (ctx, "implicit-exception");
3949                         break;
3950                 case OP_THROW:
3951                 case OP_RETHROW: {
3952                         MonoMethodSignature *throw_sig;
3953                         LLVMValueRef callee, arg;
3954                         gboolean rethrow = (ins->opcode == OP_RETHROW);
3955                         const char *icall_name;
3956
3957                         callee = rethrow ? ctx->lmodule->rethrow : ctx->lmodule->throw;
3958                         icall_name = rethrow ? "mono_arch_rethrow_exception" : "mono_arch_throw_exception";
3959
3960                         if (!callee) {
3961                                 throw_sig = mono_metadata_signature_alloc (mono_get_corlib (), 1);
3962                                 throw_sig->ret = &mono_get_void_class ()->byval_arg;
3963                                 throw_sig->params [0] = &mono_get_object_class ()->byval_arg;
3964                                 if (cfg->compile_aot) {
3965                                         callee = get_plt_entry (ctx, sig_to_llvm_sig (ctx, throw_sig), MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, icall_name);
3966                                 } else {
3967                                         callee = LLVMAddFunction (module, icall_name, sig_to_llvm_sig (ctx, throw_sig));
3968
3969 #ifdef TARGET_X86
3970                                         /*
3971                                          * LLVM doesn't push the exception argument, so we need a different
3972                                          * trampoline.
3973                                          */
3974                                         LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, resolve_patch (cfg, MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, rethrow ? "llvm_rethrow_exception_trampoline" : "llvm_throw_exception_trampoline"));
3975 #else
3976                                         LLVMAddGlobalMapping (ee, callee, resolve_patch (cfg, MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, icall_name));
3977 #endif
3978                                 }
3979
3980                                 mono_memory_barrier ();
3981                                 if (rethrow)
3982                                         ctx->lmodule->rethrow = callee;
3983                                 else
3984                                         ctx->lmodule->throw = callee;
3985                         }
3986                         arg = convert (ctx, values [ins->sreg1], type_to_llvm_type (ctx, &mono_get_object_class ()->byval_arg));
3987                         emit_call (ctx, bb, &builder, callee, &arg, 1);
3988                         break;
3989                 }
3990                 case OP_CALL_HANDLER: {
3991                         /*
3992                          * We don't 'call' handlers, but instead simply branch to them.
3993                          * The code generated by ENDFINALLY will branch back to us.
3994                          */
3995                         LLVMBasicBlockRef noex_bb;
3996                         GSList *bb_list;
3997                         BBInfo *info = &bblocks [ins->inst_target_bb->block_num];
3998
3999                         bb_list = info->call_handler_return_bbs;
4000
4001                         /*
4002                          * Set the indicator variable for the finally clause.
4003                          */
4004                         lhs = info->finally_ind;
4005                         g_assert (lhs);
4006                         LLVMBuildStore (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), g_slist_length (bb_list) + 1, FALSE), lhs);
4007
4008                         /* Branch to the finally clause */
4009                         LLVMBuildBr (builder, info->call_handler_target_bb);
4010
4011                         noex_bb = gen_bb (ctx, "CALL_HANDLER_CONT_BB");
4012                         info->call_handler_return_bbs = g_slist_append_mempool (cfg->mempool, info->call_handler_return_bbs, noex_bb);
4013
4014                         builder = ctx->builder = create_builder (ctx);
4015                         LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, noex_bb);
4016
4017                         bblocks [bb->block_num].end_bblock = noex_bb;
4018                         break;
4019                 }
4020                 case OP_START_HANDLER: {
4021                         break;
4022                 }
4023                 case OP_ENDFINALLY: {
4024                         LLVMBasicBlockRef resume_bb;
4025                         MonoBasicBlock *handler_bb;
4026                         LLVMValueRef val, switch_ins, callee;
4027                         GSList *bb_list;
4028                         BBInfo *info;
4029
4030                         handler_bb = g_hash_table_lookup (ctx->region_to_handler, GUINT_TO_POINTER (mono_get_block_region_notry (cfg, bb->region)));
4031                         g_assert (handler_bb);
4032                         info = &bblocks [handler_bb->block_num];
4033                         lhs = info->finally_ind;
4034                         g_assert (lhs);
4035
4036                         bb_list = info->call_handler_return_bbs;
4037
4038                         resume_bb = gen_bb (ctx, "ENDFINALLY_RESUME_BB");
4039
4040                         /* Load the finally variable */
4041                         val = LLVMBuildLoad (builder, lhs, "");
4042
4043                         /* Reset the variable */
4044                         LLVMBuildStore (builder, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), 0, FALSE), lhs);
4045
4046                         /* Branch to either resume_bb, or to the bblocks in bb_list */
4047                         switch_ins = LLVMBuildSwitch (builder, val, resume_bb, g_slist_length (bb_list));
4048                         /*
4049                          * The other targets are added at the end to handle OP_CALL_HANDLER
4050                          * opcodes processed later.
4051                          */
4052                         info->endfinally_switch_ins_list = g_slist_append_mempool (cfg->mempool, info->endfinally_switch_ins_list, switch_ins);
4053
4054                         builder = ctx->builder = create_builder (ctx);
4055                         LLVMPositionBuilderAtEnd (ctx->builder, resume_bb);
4056
4057                         if (ctx->cfg->compile_aot) {
4058                                 callee = get_plt_entry (ctx, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE), MONO_PATCH_INFO_INTERNAL_METHOD, "llvm_resume_unwind_trampoline");
4059                         } else {
4060                                 callee = LLVMGetNamedFunction (module, "llvm_resume_unwind_trampoline");
4061                         }
4062                         LLVMBuildCall (builder, callee, NULL, 0, "");
4063
4064                         LLVMBuildUnreachable (builder);
4065                         has_terminator = TRUE;
4066                         break;
4067                 }
4068                 default: {
4069                         char reason [128];
4070
4071                         sprintf (reason, "opcode %s", mono_inst_name (ins->opcode));
4072                         LLVM_FAILURE (ctx, reason);
4073                         break;
4074                 }
4075                 }
4076
4077                 /* Convert the value to the type required by phi nodes */
4078                 if (spec [MONO_INST_DEST] != ' ' && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins) && ctx->vreg_types [ins->dreg]) {
4079                         if (!values [ins->dreg])
4080                                 /* vtypes */
4081                                 values [ins->dreg] = addresses [ins->dreg];
4082                         else
4083                                 values [ins->dreg] = convert (ctx, values [ins->dreg], ctx->vreg_types [ins->dreg]);
4084                 }
4085
4086                 /* Add stores for volatile variables */
4087                 if (spec [MONO_INST_DEST] != ' ' && spec [MONO_INST_DEST] != 'v' && !MONO_IS_STORE_MEMBASE (ins))
4088                         emit_volatile_store (ctx, ins->dreg);
4089         }
4090
4091         if (!has_terminator && bb->next_bb && (bb == cfg->bb_entry || bb->in_count > 0))
4092                 LLVMBuildBr (builder, get_bb (ctx, bb->next_bb));
4093
4094         if (bb == cfg->bb_exit && sig->ret->type == MONO_TYPE_VOID)
4095                 LLVMBuildRetVoid (builder);
4096
4097         if (bb == cfg->bb_entry)
4098                 ctx->last_alloca = LLVMGetLastInstruction (get_bb (ctx, cfg->bb_entry));
4099
4100         return;
4101
4102  FAILURE:
4103         return;
4104 }
4105
4106 /*
4107  * mono_llvm_check_method_supported:
4108  *
4109  *   Do some quick checks to decide whenever cfg->method can be compiled by LLVM, to avoid
4110  * compiling a method twice.
4111  */
4112 void
4113 mono_llvm_check_method_supported (MonoCompile *cfg)
4114 {
4115         /*
4116         MonoMethodHeader *header = cfg->header;
4117         MonoExceptionClause *clause;
4118         int i;
4119         */
4120
4121         if (cfg->method->save_lmf) {
4122                 cfg->exception_message = g_strdup ("lmf");
4123                 cfg->disable_llvm = TRUE;
4124         }
4125
4126 #if 0
4127         for (i = 0; i < header->num_clauses; ++i) {
4128                 clause = &header->clauses [i];
4129
4130                 if (i > 0 && clause->try_offset <= header->clauses [i - 1].handler_offset + header->clauses [i - 1].handler_len) {
4131                         /*
4132                          * FIXME: Some tests still fail with nested clauses.
4133                          */
4134                         cfg->exception_message = g_strdup ("nested clauses");
4135                         cfg->disable_llvm = TRUE;
4136                 }
4137         }
4138 #endif
4139
4140         /* FIXME: */
4141         if (cfg->method->dynamic) {
4142                 cfg->exception_message = g_strdup ("dynamic.");
4143                 cfg->disable_llvm = TRUE;
4144         }
4145 }
4146
4147 /*
4148  * mono_llvm_emit_method:
4149  *
4150  *   Emit LLVM IL from the mono IL, and compile it to native code using LLVM.
4151  */
4152 void
4153 mono_llvm_emit_method (MonoCompile *cfg)
4154 {
4155         EmitContext *ctx;
4156         MonoMethodSignature *sig;
4157         MonoBasicBlock *bb;
4158         LLVMTypeRef method_type;
4159         LLVMValueRef method = NULL;
4160         char *method_name;
4161         LLVMValueRef *values;
4162         int i, max_block_num, bb_index;
4163         gboolean last = FALSE;
4164         GPtrArray *phi_values;
4165         LLVMCallInfo *linfo;
4166         GSList *l;
4167         LLVMModuleRef module;
4168         BBInfo *bblocks;
4169         GPtrArray *bblock_list;
4170         MonoMethodHeader *header;
4171         MonoExceptionClause *clause;
4172         LLVMSigInfo sinfo;
4173         char **names;
4174
4175         /* The code below might acquire the loader lock, so use it for global locking */
4176         mono_loader_lock ();
4177
4178         /* Used to communicate with the callbacks */
4179         mono_native_tls_set_value (current_cfg_tls_id, cfg);
4180
4181         ctx = g_new0 (EmitContext, 1);
4182         ctx->cfg = cfg;
4183         ctx->mempool = cfg->mempool;
4184
4185         /*
4186          * This maps vregs to the LLVM instruction defining them
4187          */
4188         values = g_new0 (LLVMValueRef, cfg->next_vreg);
4189         /*
4190          * This maps vregs for volatile variables to the LLVM instruction defining their
4191          * address.
4192          */
4193         ctx->addresses = g_new0 (LLVMValueRef, cfg->next_vreg);
4194         ctx->vreg_types = g_new0 (LLVMTypeRef, cfg->next_vreg);
4195         ctx->vreg_cli_types = g_new0 (MonoType*, cfg->next_vreg);
4196         phi_values = g_ptr_array_new ();
4197         /*
4198          * This signals whenever the vreg was defined by a phi node with no input vars
4199          * (i.e. all its input bblocks end with NOT_REACHABLE).
4200          */
4201         ctx->is_dead = g_new0 (gboolean, cfg->next_vreg);
4202         /* Whenever the bblock is unreachable */
4203         ctx->unreachable = g_new0 (gboolean, cfg->max_block_num);
4204
4205         bblock_list = g_ptr_array_new ();
4206
4207         ctx->values = values;
4208         ctx->region_to_handler = g_hash_table_new (NULL, NULL);
4209
4210         if (cfg->compile_aot) {
4211                 ctx->lmodule = &aot_module;
4212                 method_name = mono_aot_get_method_name (cfg);
4213                 cfg->llvm_method_name = g_strdup (method_name);
4214         } else {
4215                 init_jit_module ();
4216                 ctx->lmodule = &jit_module;
4217                 method_name = mono_method_full_name (cfg->method, TRUE);
4218         }
4219
4220         module = ctx->module = ctx->lmodule->module;
4221
4222 #if 1
4223         {
4224                 static int count = 0;
4225                 count ++;
4226
4227                 if (getenv ("LLVM_COUNT")) {
4228                         if (count == atoi (getenv ("LLVM_COUNT"))) {
4229                                 printf ("LAST: %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE));
4230                                 fflush (stdout);
4231                                 last = TRUE;
4232                         }
4233                         if (count > atoi (getenv ("LLVM_COUNT")))
4234                                 LLVM_FAILURE (ctx, "");
4235                 }
4236         }
4237 #endif
4238
4239         sig = mono_method_signature (cfg->method);
4240         ctx->sig = sig;
4241
4242         linfo = mono_arch_get_llvm_call_info (cfg, sig);
4243         ctx->linfo = linfo;
4244         CHECK_FAILURE (ctx);
4245
4246         if (cfg->rgctx_var)
4247                 linfo->rgctx_arg = TRUE;
4248         method_type = sig_to_llvm_sig_full (ctx, sig, linfo, &sinfo);
4249         CHECK_FAILURE (ctx);
4250
4251         /*
4252          * This maps parameter indexes in the original signature to the indexes in
4253          * the LLVM signature.
4254          */
4255         ctx->pindexes = sinfo.pindexes;
4256
4257         method = LLVMAddFunction (module, method_name, method_type);
4258         ctx->lmethod = method;
4259
4260 #ifdef LLVM_MONO_BRANCH
4261         LLVMSetFunctionCallConv (method, LLVMMono1CallConv);
4262 #endif
4263         LLVMSetLinkage (method, LLVMPrivateLinkage);
4264
4265         LLVMAddFunctionAttr (method, LLVMUWTable);
4266
4267         if (cfg->compile_aot) {
4268                 LLVMSetLinkage (method, LLVMInternalLinkage);
4269                 LLVMSetVisibility (method, LLVMHiddenVisibility);
4270         } else {
4271                 LLVMSetLinkage (method, LLVMPrivateLinkage);
4272         }
4273
4274         if (cfg->method->save_lmf)
4275                 LLVM_FAILURE (ctx, "lmf");
4276
4277         if (sig->pinvoke && cfg->method->wrapper_type != MONO_WRAPPER_RUNTIME_INVOKE)
4278                 LLVM_FAILURE (ctx, "pinvoke signature");
4279
4280         header = cfg->header;
4281         for (i = 0; i < header->num_clauses; ++i) {
4282                 clause = &header->clauses [i];
4283                 if (clause->flags != MONO_EXCEPTION_CLAUSE_FINALLY && clause->flags != MONO_EXCEPTION_CLAUSE_NONE)
4284                         LLVM_FAILURE (ctx, "non-finally/catch clause.");
4285         }
4286
4287         if (linfo->rgctx_arg) {
4288                 ctx->rgctx_arg = LLVMGetParam (method, sinfo.rgctx_arg_pindex);
4289                 /*
4290                  * We mark the rgctx parameter with the inreg attribute, which is mapped to
4291                  * MONO_ARCH_RGCTX_REG in the Mono calling convention in llvm, i.e.
4292                  * CC_X86_64_Mono in X86CallingConv.td.
4293                  */
4294                 LLVMAddAttribute (ctx->rgctx_arg, LLVMInRegAttribute);
4295                 LLVMSetValueName (ctx->rgctx_arg, "rgctx");
4296         }
4297         if (cfg->vret_addr) {
4298                 values [cfg->vret_addr->dreg] = LLVMGetParam (method, sinfo.vret_arg_pindex);
4299                 LLVMSetValueName (values [cfg->vret_addr->dreg], "vret");
4300         }
4301         if (sig->hasthis) {
4302                 values [cfg->args [0]->dreg] = LLVMGetParam (method, sinfo.this_arg_pindex);
4303                 LLVMSetValueName (values [cfg->args [0]->dreg], "this");
4304         }
4305
4306         names = g_new (char *, sig->param_count);
4307         mono_method_get_param_names (cfg->method, (const char **) names);
4308
4309         for (i = 0; i < sig->param_count; ++i) {
4310                 char *name;
4311
4312                 values [cfg->args [i + sig->hasthis]->dreg] = LLVMGetParam (method, sinfo.pindexes [i]);
4313                 if (names [i] && names [i][0] != '\0')
4314                         name = g_strdup_printf ("arg_%s", names [i]);
4315                 else
4316                         name = g_strdup_printf ("arg_%d", i);
4317                 LLVMSetValueName (values [cfg->args [i + sig->hasthis]->dreg], name);
4318                 g_free (name);
4319                 if (linfo->args [i + sig->hasthis].storage == LLVMArgVtypeByVal)
4320                         LLVMAddAttribute (LLVMGetParam (method, sinfo.pindexes [i]), LLVMByValAttribute);
4321         }
4322         g_free (names);
4323
4324         max_block_num = 0;
4325         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb)
4326                 max_block_num = MAX (max_block_num, bb->block_num);
4327         ctx->bblocks = bblocks = g_new0 (BBInfo, max_block_num + 1);
4328
4329         /* Add branches between non-consecutive bblocks */
4330         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4331                 if (bb->last_ins && MONO_IS_COND_BRANCH_OP (bb->last_ins) &&
4332                         bb->next_bb != bb->last_ins->inst_false_bb) {
4333
4334                         MonoInst *inst = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, sizeof (MonoInst));
4335                         inst->opcode = OP_BR;
4336                         inst->inst_target_bb = bb->last_ins->inst_false_bb;
4337                         mono_bblock_add_inst (bb, inst);
4338                 }
4339         }
4340
4341         /*
4342          * The INDIRECT flag added by OP_LDADDR inhibits optimizations, even if the LDADDR
4343          * was later optimized away, so clear these flags, and add them back for the still
4344          * present OP_LDADDR instructions.
4345          */
4346         for (i = 0; i < cfg->next_vreg; ++i) {
4347                 MonoInst *ins;
4348
4349                 ins = get_vreg_to_inst (cfg, i);
4350                 if (ins && ins != cfg->rgctx_var)
4351                         ins->flags &= ~MONO_INST_INDIRECT;
4352         }
4353
4354         /*
4355          * Make a first pass over the code to precreate PHI nodes/set INDIRECT flags.
4356          */
4357         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4358                 MonoInst *ins;
4359                 LLVMBuilderRef builder;
4360                 char *dname;
4361                 char dname_buf[128];
4362
4363                 builder = create_builder (ctx);
4364
4365                 for (ins = bb->code; ins; ins = ins->next) {
4366                         switch (ins->opcode) {
4367                         case OP_PHI:
4368                         case OP_FPHI:
4369                         case OP_VPHI:
4370                         case OP_XPHI: {
4371                                 LLVMTypeRef phi_type = llvm_type_to_stack_type (type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg));
4372
4373                                 CHECK_FAILURE (ctx);
4374
4375                                 if (ins->opcode == OP_VPHI) {
4376                                         /* Treat valuetype PHI nodes as operating on the address itself */
4377                                         g_assert (ins->klass);
4378                                         phi_type = LLVMPointerType (type_to_llvm_type (ctx, &ins->klass->byval_arg), 0);
4379                                 }
4380
4381                                 /*
4382                                  * Have to precreate these, as they can be referenced by
4383                                  * earlier instructions.
4384                                  */
4385                                 sprintf (dname_buf, "t%d", ins->dreg);
4386                                 dname = dname_buf;
4387                                 values [ins->dreg] = LLVMBuildPhi (builder, phi_type, dname);
4388
4389                                 if (ins->opcode == OP_VPHI)
4390                                         ctx->addresses [ins->dreg] = values [ins->dreg];
4391
4392                                 g_ptr_array_add (phi_values, values [ins->dreg]);
4393
4394                                 /*
4395                                  * Set the expected type of the incoming arguments since these have
4396                                  * to have the same type.
4397                                  */
4398                                 for (i = 0; i < ins->inst_phi_args [0]; i++) {
4399                                         int sreg1 = ins->inst_phi_args [i + 1];
4400
4401                                         if (sreg1 != -1)
4402                                                 ctx->vreg_types [sreg1] = phi_type;
4403                                 }
4404                                 break;
4405                                 }
4406                         case OP_LDADDR:
4407                                 ((MonoInst*)ins->inst_p0)->flags |= MONO_INST_INDIRECT;
4408                                 break;
4409                         default:
4410                                 break;
4411                         }
4412                 }
4413         }
4414
4415         /*
4416          * Create an ordering for bblocks, use the depth first order first, then
4417          * put the exception handling bblocks last.
4418          */
4419         for (bb_index = 0; bb_index < cfg->num_bblocks; ++bb_index) {
4420                 bb = cfg->bblocks [bb_index];
4421                 if (!(bb->region != -1 && !MONO_BBLOCK_IS_IN_REGION (bb, MONO_REGION_TRY))) {
4422                         g_ptr_array_add (bblock_list, bb);
4423                         bblocks [bb->block_num].added = TRUE;
4424                 }
4425         }
4426
4427         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4428                 if (!bblocks [bb->block_num].added)
4429                         g_ptr_array_add (bblock_list, bb);
4430         }
4431
4432         /*
4433          * Second pass: generate code.
4434          */
4435         for (bb_index = 0; bb_index < bblock_list->len; ++bb_index) {
4436                 bb = g_ptr_array_index (bblock_list, bb_index);
4437
4438                 if (!(bb == cfg->bb_entry || bb->in_count > 0))
4439                         continue;
4440
4441                 process_bb (ctx, bb);
4442                 CHECK_FAILURE (ctx);
4443         }
4444
4445         /* Add incoming phi values */
4446         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4447                 GSList *l, *ins_list;
4448
4449                 ins_list = bblocks [bb->block_num].phi_nodes;
4450
4451                 for (l = ins_list; l; l = l->next) {
4452                         PhiNode *node = l->data;
4453                         MonoInst *phi = node->phi;
4454                         int sreg1 = node->sreg;
4455                         LLVMBasicBlockRef in_bb;
4456
4457                         if (sreg1 == -1)
4458                                 continue;
4459
4460                         in_bb = get_end_bb (ctx, node->in_bb);
4461
4462                         if (ctx->unreachable [node->in_bb->block_num])
4463                                 continue;
4464
4465                         if (!values [sreg1])
4466                                 /* Can happen with values in EH clauses */
4467                                 LLVM_FAILURE (ctx, "incoming phi sreg1");
4468
4469                         if (phi->opcode == OP_VPHI) {
4470                                 g_assert (LLVMTypeOf (ctx->addresses [sreg1]) == LLVMTypeOf (values [phi->dreg]));
4471                                 LLVMAddIncoming (values [phi->dreg], &ctx->addresses [sreg1], &in_bb, 1);
4472                         } else {
4473                                 g_assert (LLVMTypeOf (values [sreg1]) == LLVMTypeOf (values [phi->dreg]));
4474                                 LLVMAddIncoming (values [phi->dreg], &values [sreg1], &in_bb, 1);
4475                         }
4476                 }
4477         }
4478
4479         /* Create the SWITCH statements for ENDFINALLY instructions */
4480         for (bb = cfg->bb_entry; bb; bb = bb->next_bb) {
4481                 BBInfo *info = &bblocks [bb->block_num];
4482                 GSList *l;
4483                 for (l = info->endfinally_switch_ins_list; l; l = l->next) {
4484                         LLVMValueRef switch_ins = l->data;
4485                         GSList *bb_list = info->call_handler_return_bbs;
4486
4487                         for (i = 0; i < g_slist_length (bb_list); ++i)
4488                                 LLVMAddCase (switch_ins, LLVMConstInt (LLVMInt32Type (), i + 1, FALSE), g_slist_nth (bb_list, i)->data);
4489                 }
4490         }
4491
4492         if (cfg->verbose_level > 1)
4493                 mono_llvm_dump_value (method);
4494
4495         mark_as_used (module, method);
4496
4497         if (cfg->compile_aot) {
4498                 /* Don't generate native code, keep the LLVM IR */
4499                 if (cfg->compile_aot && cfg->verbose_level)
4500                         printf ("%s emitted as %s\n", mono_method_full_name (cfg->method, TRUE), method_name);
4501
4502                 //LLVMVerifyFunction(method, 0);
4503         } else {
4504                 mono_llvm_optimize_method (method);
4505
4506                 if (cfg->verbose_level > 1)
4507                         mono_llvm_dump_value (method);
4508
4509                 cfg->native_code = LLVMGetPointerToGlobal (ee, method);
4510
4511                 /* Set by emit_cb */
4512                 g_assert (cfg->code_len);
4513
4514                 /* FIXME: Free the LLVM IL for the function */
4515         }
4516
4517         goto CLEANUP;
4518
4519  FAILURE:
4520
4521         if (method) {
4522                 /* Need to add unused phi nodes as they can be referenced by other values */
4523                 LLVMBasicBlockRef phi_bb = LLVMAppendBasicBlock (method, "PHI_BB");
4524                 LLVMBuilderRef builder;
4525
4526                 builder = create_builder (ctx);
4527                 LLVMPositionBuilderAtEnd (builder, phi_bb);
4528
4529                 for (i = 0; i < phi_values->len; ++i) {
4530                         LLVMValueRef v = g_ptr_array_index (phi_values, i);
4531                         if (LLVMGetInstructionParent (v) == NULL)
4532                                 LLVMInsertIntoBuilder (builder, v);
4533                 }
4534
4535                 LLVMDeleteFunction (method);
4536         }
4537
4538  CLEANUP:
4539         g_free (values);
4540         g_free (ctx->addresses);
4541         g_free (ctx->vreg_types);
4542         g_free (ctx->vreg_cli_types);
4543         g_free (ctx->pindexes);
4544         g_free (ctx->is_dead);
4545         g_free (ctx->unreachable);
4546         g_ptr_array_free (phi_values, TRUE);
4547         g_free (ctx->bblocks);
4548         g_hash_table_destroy (ctx->region_to_handler);
4549         g_free (method_name);
4550         g_ptr_array_free (bblock_list, TRUE);
4551
4552         for (l = ctx->builders; l; l = l->next) {
4553                 LLVMBuilderRef builder = l->data;
4554                 LLVMDisposeBuilder (builder);
4555         }
4556
4557         g_free (ctx);
4558
4559         mono_native_tls_set_value (current_cfg_tls_id, NULL);
4560
4561         mono_loader_unlock ();
4562 }
4563
4564 /*
4565  * mono_llvm_emit_call:
4566  *
4567  *   Same as mono_arch_emit_call () for LLVM.
4568  */
4569 void
4570 mono_llvm_emit_call (MonoCompile *cfg, MonoCallInst *call)
4571 {
4572         MonoInst *in;
4573         MonoMethodSignature *sig;
4574         int i, n, stack_size;
4575         LLVMArgInfo *ainfo;
4576
4577         stack_size = 0;
4578
4579         sig = call->signature;
4580         n = sig->param_count + sig->hasthis;
4581
4582         call->cinfo = mono_arch_get_llvm_call_info (cfg, sig);
4583
4584         if (cfg->disable_llvm)
4585                 return;
4586
4587         if (sig->call_convention == MONO_CALL_VARARG) {
4588                 cfg->exception_message = g_strdup ("varargs");
4589                 cfg->disable_llvm = TRUE;
4590         }
4591
4592         for (i = 0; i < n; ++i) {
4593                 MonoInst *ins;
4594
4595                 ainfo = call->cinfo->args + i;
4596
4597                 in = call->args [i];
4598
4599                 /* Simply remember the arguments */
4600                 switch (ainfo->storage) {
4601                 case LLVMArgInIReg:
4602                 case LLVMArgInFPReg: {
4603                         MonoType *t = (sig->hasthis && i == 0) ? &mono_get_intptr_class ()->byval_arg : sig->params [i - sig->hasthis];
4604
4605                         if (!t->byref && (t->type == MONO_TYPE_R8 || t->type == MONO_TYPE_R4)) {
4606                                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, OP_FMOVE);
4607                                 ins->dreg = mono_alloc_freg (cfg);
4608                         } else {
4609                                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, OP_MOVE);
4610                                 ins->dreg = mono_alloc_ireg (cfg);
4611                         }
4612                         ins->sreg1 = in->dreg;
4613                         break;
4614                 }
4615                 case LLVMArgVtypeByVal:
4616                 case LLVMArgVtypeInReg:
4617                         MONO_INST_NEW (cfg, ins, OP_LLVM_OUTARG_VT);
4618                         ins->dreg = mono_alloc_ireg (cfg);
4619                         ins->sreg1 = in->dreg;
4620                         ins->klass = mono_class_from_mono_type (sig->params [i - sig->hasthis]);
4621                         break;
4622                 default:
4623                         call->cinfo = mono_arch_get_llvm_call_info (cfg, sig);
4624                         cfg->exception_message = g_strdup ("ainfo->storage");
4625                         cfg->disable_llvm = TRUE;
4626                         return;
4627                 }
4628
4629                 if (!cfg->disable_llvm) {
4630                         MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
4631                         mono_call_inst_add_outarg_reg (cfg, call, ins->dreg, 0, FALSE);
4632                 }
4633         }
4634 }
4635
4636 static unsigned char*
4637 alloc_cb (LLVMValueRef function, int size)
4638 {
4639         MonoCompile *cfg;
4640
4641         cfg = mono_native_tls_get_value (current_cfg_tls_id);
4642
4643         if (cfg) {
4644                 // FIXME: dynamic
4645                 return mono_domain_code_reserve (cfg->domain, size);
4646         } else {
4647                 return mono_domain_code_reserve (mono_domain_get (), size);
4648         }
4649 }
4650
4651 static void
4652 emitted_cb (LLVMValueRef function, void *start, void *end)
4653 {
4654         MonoCompile *cfg;
4655
4656         cfg = mono_native_tls_get_value (current_cfg_tls_id);
4657         g_assert (cfg);
4658         cfg->code_len = (guint8*)end - (guint8*)start;
4659 }
4660
4661 static void
4662 exception_cb (void *data)
4663 {
4664         MonoCompile *cfg;
4665         MonoJitExceptionInfo *ei;
4666         guint32 ei_len, i, j, nested_len, nindex;
4667         gpointer *type_info;
4668         int this_reg, this_offset;
4669
4670         cfg = mono_native_tls_get_value (current_cfg_tls_id);
4671         g_assert (cfg);
4672
4673         /*
4674          * data points to a DWARF FDE structure, convert it to our unwind format and
4675          * save it.
4676          * An alternative would be to save it directly, and modify our unwinder to work
4677          * with it.
4678          */
4679         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);
4680
4681         /* Count nested clauses */
4682         nested_len = 0;
4683         for (i = 0; i < ei_len; ++i) {
4684                 for (j = 0; j < ei_len; ++j) {
4685                         gint32 cindex1 = *(gint32*)type_info [i];
4686                         MonoExceptionClause *clause1 = &cfg->header->clauses [cindex1];
4687                         gint32 cindex2 = *(gint32*)type_info [j];
4688                         MonoExceptionClause *clause2 = &cfg->header->clauses [cindex2];
4689
4690                         if (cindex1 != cindex2 && clause1->try_offset >= clause2->try_offset && clause1->handler_offset <= clause2->handler_offset) {
4691                                 nested_len ++;
4692                         }
4693                 }
4694         }
4695
4696         cfg->llvm_ex_info = mono_mempool_alloc0 (cfg->mempool, (ei_len + nested_len) * sizeof (MonoJitExceptionInfo));
4697         cfg->llvm_ex_info_len = ei_len + nested_len;
4698         memcpy (cfg->llvm_ex_info, ei, ei_len * sizeof (MonoJitExceptionInfo));
4699         /* Fill the rest of the information from the type info */
4700         for (i = 0; i < ei_len; ++i) {
4701                 gint32 clause_index = *(gint32*)type_info [i];
4702                 MonoExceptionClause *clause = &cfg->header->clauses [clause_index];
4703
4704                 cfg->llvm_ex_info [i].flags = clause->flags;
4705                 cfg->llvm_ex_info [i].data.catch_class = clause->data.catch_class;
4706         }
4707
4708         /*
4709          * For nested clauses, the LLVM produced exception info associates the try interval with
4710          * the innermost handler, while mono expects it to be associated with all nesting clauses.
4711          */
4712         /* FIXME: These should be order with the normal clauses */
4713         nindex = ei_len;
4714         for (i = 0; i < ei_len; ++i) {
4715                 for (j = 0; j < ei_len; ++j) {
4716                         gint32 cindex1 = *(gint32*)type_info [i];
4717                         MonoExceptionClause *clause1 = &cfg->header->clauses [cindex1];
4718                         gint32 cindex2 = *(gint32*)type_info [j];
4719                         MonoExceptionClause *clause2 = &cfg->header->clauses [cindex2];
4720
4721                         if (cindex1 != cindex2 && clause1->try_offset >= clause2->try_offset && clause1->handler_offset <= clause2->handler_offset) {
4722                                 /*
4723                                  * The try interval comes from the nested clause, everything else from the
4724                                  * nesting clause.
4725                                  */
4726                                 memcpy (&cfg->llvm_ex_info [nindex], &cfg->llvm_ex_info [j], sizeof (MonoJitExceptionInfo));
4727                                 cfg->llvm_ex_info [nindex].try_start = cfg->llvm_ex_info [i].try_start;
4728                                 cfg->llvm_ex_info [nindex].try_end = cfg->llvm_ex_info [i].try_end;
4729                                 nindex ++;
4730                         }
4731                 }
4732         }
4733         g_assert (nindex == ei_len + nested_len);
4734         cfg->llvm_this_reg = this_reg;
4735         cfg->llvm_this_offset = this_offset;
4736
4737         /* type_info [i] is cfg mempool allocated, no need to free it */
4738
4739         g_free (ei);
4740         g_free (type_info);
4741 }
4742
4743 static char*
4744 dlsym_cb (const char *name, void **symbol)
4745 {
4746         MonoDl *current;
4747
4748         current = mono_dl_open (NULL, 0, NULL);
4749         g_assert (current);
4750
4751         return mono_dl_symbol (current, name, symbol);
4752 }
4753
4754 static inline void
4755 AddFunc (LLVMModuleRef module, const char *name, LLVMTypeRef ret_type, LLVMTypeRef *param_types, int nparams)
4756 {
4757         LLVMAddFunction (module, name, LLVMFunctionType (ret_type, param_types, nparams, FALSE));
4758 }
4759
4760 static inline void
4761 AddFunc2 (LLVMModuleRef module, const char *name, LLVMTypeRef ret_type, LLVMTypeRef param_type1, LLVMTypeRef param_type2)
4762 {
4763         LLVMTypeRef param_types [4];
4764
4765         param_types [0] = param_type1;
4766         param_types [1] = param_type2;
4767
4768         AddFunc (module, name, ret_type, param_types, 2);
4769 }
4770
4771 static void
4772 add_intrinsics (LLVMModuleRef module)
4773 {
4774         /* Emit declarations of instrinsics */
4775         /*
4776          * It would be nicer to emit only the intrinsics actually used, but LLVM's Module
4777          * type doesn't seem to do any locking.
4778          */
4779         {
4780                 LLVMTypeRef memset_params [] = { LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), LLVMInt8Type (), LLVMInt32Type (), LLVMInt32Type (), LLVMInt1Type () };
4781
4782                 memset_param_count = 5;
4783                 memset_func_name = "llvm.memset.p0i8.i32";
4784
4785                 LLVMAddFunction (module, memset_func_name, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), memset_params, memset_param_count, FALSE));
4786         }
4787
4788         {
4789                 LLVMTypeRef memcpy_params [] = { LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0), LLVMInt32Type (), LLVMInt32Type (), LLVMInt1Type () };
4790
4791                 memcpy_param_count = 5;
4792                 memcpy_func_name = "llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32";
4793
4794                 LLVMAddFunction (module, memcpy_func_name, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), memcpy_params, memcpy_param_count, FALSE));
4795         }
4796
4797         {
4798                 LLVMTypeRef params [] = { LLVMDoubleType () };
4799
4800                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sin.f64", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4801                 LLVMAddFunction (module, "llvm.cos.f64", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4802                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sqrt.f64", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4803
4804                 /* This isn't an intrinsic, instead llvm seems to special case it by name */
4805                 LLVMAddFunction (module, "fabs", LLVMFunctionType (LLVMDoubleType (), params, 1, FALSE));
4806         }
4807
4808         {
4809                 LLVMTypeRef ovf_res_i32 [] = { LLVMInt32Type (), LLVMInt1Type () };
4810                 LLVMTypeRef ovf_params_i32 [] = { LLVMInt32Type (), LLVMInt32Type () };
4811
4812                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sadd.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4813                 LLVMAddFunction (module, "llvm.uadd.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4814                 LLVMAddFunction (module, "llvm.ssub.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4815                 LLVMAddFunction (module, "llvm.usub.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4816                 LLVMAddFunction (module, "llvm.smul.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4817                 LLVMAddFunction (module, "llvm.umul.with.overflow.i32", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i32, 2, FALSE), ovf_params_i32, 2, FALSE));
4818         }
4819
4820         {
4821                 LLVMTypeRef ovf_res_i64 [] = { LLVMInt64Type (), LLVMInt1Type () };
4822                 LLVMTypeRef ovf_params_i64 [] = { LLVMInt64Type (), LLVMInt64Type () };
4823
4824                 LLVMAddFunction (module, "llvm.sadd.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4825                 LLVMAddFunction (module, "llvm.uadd.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4826                 LLVMAddFunction (module, "llvm.ssub.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4827                 LLVMAddFunction (module, "llvm.usub.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4828                 LLVMAddFunction (module, "llvm.smul.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4829                 LLVMAddFunction (module, "llvm.umul.with.overflow.i64", LLVMFunctionType (LLVMStructType (ovf_res_i64, 2, FALSE), ovf_params_i64, 2, FALSE));
4830         }
4831
4832         {
4833                 LLVMTypeRef struct_ptr = LLVMPointerType (LLVMStructType (NULL, 0, FALSE), 0);
4834                 LLVMTypeRef invariant_start_params [] = { LLVMInt64Type (), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0) };
4835                 LLVMTypeRef invariant_end_params [] = { struct_ptr, LLVMInt64Type (), LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0) };
4836
4837                 LLVMAddFunction (module, "llvm.invariant.start", LLVMFunctionType (struct_ptr, invariant_start_params, 2, FALSE));
4838
4839                 LLVMAddFunction (module, "llvm.invariant.end", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), invariant_end_params, 3, FALSE));
4840         }
4841
4842         /* EH intrinsics */
4843         {
4844                 LLVMTypeRef arg_types [2];
4845                 LLVMTypeRef ret_type;
4846
4847                 arg_types [0] = LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0);
4848                 arg_types [1] = LLVMPointerType (LLVMInt8Type (), 0);
4849                 ret_type = LLVMInt32Type ();
4850
4851                 LLVMAddFunction (module, "mono_personality", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE));
4852
4853                 LLVMAddFunction (module, "llvm_resume_unwind_trampoline", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE));
4854         }
4855
4856         /* SSE intrinsics */
4857         {
4858                 LLVMTypeRef ret_type, arg_types [16];
4859
4860                 /* Binary ops */
4861                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4862                 arg_types [0] = ret_type;
4863                 arg_types [1] = ret_type;
4864                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pminud", ret_type, arg_types, 2);
4865                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pmaxud", ret_type, arg_types, 2);
4866
4867                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4868                 arg_types [0] = ret_type;
4869                 arg_types [1] = ret_type;
4870                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pminuw", ret_type, arg_types, 2);
4871                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmins.w", ret_type, arg_types, 2);
4872                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.pmaxuw", ret_type, arg_types, 2);
4873                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.padds.w", ret_type, arg_types, 2);
4874                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubs.w", ret_type, arg_types, 2);
4875                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.paddus.w", ret_type, arg_types, 2);
4876                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubus.w", ret_type, arg_types, 2);
4877                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pavg.w", ret_type, arg_types, 2);
4878                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmulh.w", ret_type, arg_types, 2);
4879                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmulhu.w", ret_type, arg_types, 2);
4880
4881                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
4882                 arg_types [0] = ret_type;
4883                 arg_types [1] = ret_type;
4884                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pminu.b", ret_type, arg_types, 2);
4885                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmaxu.b", ret_type, arg_types, 2);
4886                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.padds.b", ret_type, arg_types, 2);
4887                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubs.b", ret_type, arg_types, 2);
4888                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.paddus.b", ret_type, arg_types, 2);
4889                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psubus.b", ret_type, arg_types, 2);
4890                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pavg.b", ret_type, arg_types, 2);
4891
4892                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4893                 arg_types [0] = ret_type;
4894                 arg_types [1] = ret_type;
4895                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.min.pd", ret_type, arg_types, 2);
4896                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.max.pd", ret_type, arg_types, 2);
4897                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hadd.pd", ret_type, arg_types, 2);
4898                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hsub.pd", ret_type, arg_types, 2);
4899                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.addsub.pd", ret_type, arg_types, 2);
4900
4901                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4902                 arg_types [0] = ret_type;
4903                 arg_types [1] = ret_type;
4904                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.min.ps", ret_type, arg_types, 2);
4905                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.max.ps", ret_type, arg_types, 2);
4906                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hadd.ps", ret_type, arg_types, 2);
4907                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.hsub.ps", ret_type, arg_types, 2);
4908                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse3.addsub.ps", ret_type, arg_types, 2);
4909
4910                 /* pack */
4911                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
4912                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4913                 arg_types [1] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4914                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.packsswb.128", ret_type, arg_types, 2);
4915                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.packuswb.128", ret_type, arg_types, 2);
4916                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4917                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4918                 arg_types [1] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4919                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.packssdw.128", ret_type, arg_types, 2);
4920                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse41.packusdw", ret_type, arg_types, 2);
4921
4922                 /* cmp pd/ps */
4923                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4924                 arg_types [0] = ret_type;
4925                 arg_types [1] = ret_type;
4926                 arg_types [2] = LLVMInt8Type ();
4927                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cmp.pd", ret_type, arg_types, 3);
4928                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4929                 arg_types [0] = ret_type;
4930                 arg_types [1] = ret_type;
4931                 arg_types [2] = LLVMInt8Type ();
4932                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.cmp.ps", ret_type, arg_types, 3);
4933
4934                 /* Conversion ops */
4935                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4936                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4937                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtdq2pd", ret_type, arg_types, 1);
4938                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4939                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4940                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtdq2ps", ret_type, arg_types, 1);
4941                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4942                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4943                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtpd2dq", ret_type, arg_types, 1);
4944                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4945                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4946                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtps2dq", ret_type, arg_types, 1);
4947                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4948                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4949                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtpd2ps", ret_type, arg_types, 1);
4950                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4951                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4952                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvtps2pd", ret_type, arg_types, 1);
4953
4954                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4955                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4956                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvttpd2dq", ret_type, arg_types, 1);
4957                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4958                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4959                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.cvttps2dq", ret_type, arg_types, 1);
4960
4961                 /* Unary ops */
4962                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R8);
4963                 arg_types [0] = ret_type;
4964                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.sqrt.pd", ret_type, arg_types, 1);
4965                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4966                 arg_types [0] = ret_type;
4967                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.sqrt.ps", ret_type, arg_types, 1);
4968                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4969                 arg_types [0] = ret_type;
4970                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.rsqrt.ps", ret_type, arg_types, 1);
4971                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_R4);
4972                 arg_types [0] = ret_type;
4973                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse.rcp.ps", ret_type, arg_types, 1);
4974
4975                 /* shifts */
4976                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I2);
4977                 arg_types [0] = ret_type;
4978                 arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
4979                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrli.w", ret_type, arg_types, 2);
4980                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrai.w", ret_type, arg_types, 2);
4981                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pslli.w", ret_type, arg_types, 2);
4982                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I4);
4983                 arg_types [0] = ret_type;
4984                 arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
4985                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrli.d", ret_type, arg_types, 2);
4986                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrai.d", ret_type, arg_types, 2);
4987                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pslli.d", ret_type, arg_types, 2);
4988                 ret_type = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I8);
4989                 arg_types [0] = ret_type;
4990                 arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
4991                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.psrli.q", ret_type, arg_types, 2);
4992                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pslli.q", ret_type, arg_types, 2);
4993
4994                 /* pmovmskb */
4995                 ret_type = LLVMInt32Type ();
4996                 arg_types [0] = type_to_simd_type (MONO_TYPE_I1);
4997                 AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pmovmskb.128", ret_type, arg_types, 1);
4998         }
4999
5000         AddFunc (module, "llvm.x86.sse2.pause", LLVMVoidType (), NULL, 0);
5001
5002         /* Load/Store intrinsics */
5003         {
5004                 LLVMTypeRef arg_types [5];
5005                 int i;
5006                 char name [128];
5007
5008                 for (i = 1; i <= 8; i *= 2) {
5009                         arg_types [0] = LLVMPointerType (LLVMIntType (i * 8), 0);
5010                         arg_types [1] = LLVMInt32Type ();
5011                         arg_types [2] = LLVMInt1Type ();
5012                         sprintf (name, "llvm.mono.load.i%d.p0i%d", i * 8, i * 8);
5013                         LLVMAddFunction (module, name, LLVMFunctionType (LLVMIntType (i * 8), arg_types, 3, FALSE));
5014
5015                         arg_types [0] = LLVMIntType (i * 8);
5016                         arg_types [1] = LLVMPointerType (LLVMIntType (i * 8), 0);
5017                         arg_types [2] = LLVMInt32Type ();
5018                         arg_types [3] = LLVMInt1Type ();
5019                         sprintf (name, "llvm.mono.store.i%d.p0i%d", i * 8, i * 8);
5020                         LLVMAddFunction (module, name, LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), arg_types, 4, FALSE));
5021                 }
5022         }
5023 }
5024
5025 void
5026 mono_llvm_init (void)
5027 {
5028         mono_native_tls_alloc (&current_cfg_tls_id, NULL);
5029 }
5030
5031 static void
5032 init_jit_module (void)
5033 {
5034         MonoJitICallInfo *info;
5035
5036         if (jit_module_inited)
5037                 return;
5038
5039         mono_loader_lock ();
5040
5041         if (jit_module_inited) {
5042                 mono_loader_unlock ();
5043                 return;
5044         }
5045
5046         jit_module.module = LLVMModuleCreateWithName ("mono");
5047
5048         ee = mono_llvm_create_ee (LLVMCreateModuleProviderForExistingModule (jit_module.module), alloc_cb, emitted_cb, exception_cb, dlsym_cb);
5049
5050         add_intrinsics (jit_module.module);
5051
5052         jit_module.llvm_types = g_hash_table_new (NULL, NULL);
5053
5054         info = mono_find_jit_icall_by_name ("llvm_resume_unwind_trampoline");
5055         g_assert (info);
5056         LLVMAddGlobalMapping (ee, LLVMGetNamedFunction (jit_module.module, "llvm_resume_unwind_trampoline"), (void*)info->func);
5057
5058         jit_module_inited = TRUE;
5059
5060         mono_loader_unlock ();
5061 }
5062
5063 void
5064 mono_llvm_cleanup (void)
5065 {
5066         if (ee)
5067                 mono_llvm_dispose_ee (ee);
5068
5069         if (jit_module.llvm_types)
5070                 g_hash_table_destroy (jit_module.llvm_types);
5071
5072         if (aot_module.module)
5073                 LLVMDisposeModule (aot_module.module);
5074
5075         LLVMContextDispose (LLVMGetGlobalContext ());
5076 }
5077
5078 void
5079 mono_llvm_create_aot_module (const char *got_symbol)
5080 {
5081         /* Delete previous module */
5082         if (aot_module.plt_entries)
5083                 g_hash_table_destroy (aot_module.plt_entries);
5084         if (aot_module.module)
5085                 LLVMDisposeModule (aot_module.module);
5086
5087         memset (&aot_module, 0, sizeof (aot_module));
5088
5089         aot_module.module = LLVMModuleCreateWithName ("aot");
5090         aot_module.got_symbol = got_symbol;
5091
5092         add_intrinsics (aot_module.module);
5093
5094         /* Add GOT */
5095         /*
5096          * We couldn't compute the type of the LLVM global representing the got because
5097          * its size is only known after all the methods have been emitted. So create
5098          * a dummy variable, and replace all uses it with the real got variable when
5099          * its size is known in mono_llvm_emit_aot_module ().
5100          */
5101         {
5102                 LLVMTypeRef got_type = LLVMArrayType (IntPtrType (), 0);
5103
5104                 aot_module.got_var = LLVMAddGlobal (aot_module.module, got_type, "mono_dummy_got");
5105                 LLVMSetInitializer (aot_module.got_var, LLVMConstNull (got_type));
5106         }
5107
5108         /* Add a dummy personality function */
5109         {
5110                 LLVMBasicBlockRef lbb;
5111                 LLVMBuilderRef lbuilder;
5112                 LLVMValueRef personality;
5113
5114                 personality = LLVMAddFunction (aot_module.module, "mono_aot_personality", LLVMFunctionType (LLVMVoidType (), NULL, 0, FALSE));
5115                 LLVMSetLinkage (personality, LLVMPrivateLinkage);
5116                 lbb = LLVMAppendBasicBlock (personality, "BB0");
5117                 lbuilder = LLVMCreateBuilder ();
5118                 LLVMPositionBuilderAtEnd (lbuilder, lbb);
5119                 LLVMBuildRetVoid (lbuilder);
5120         }
5121
5122         aot_module.llvm_types = g_hash_table_new (NULL, NULL);
5123         aot_module.plt_entries = g_hash_table_new (g_str_hash, g_str_equal);
5124 }
5125
5126 /*
5127  * Emit the aot module into the LLVM bitcode file FILENAME.
5128  */
5129 void
5130 mono_llvm_emit_aot_module (const char *filename, int got_size)
5131 {
5132         LLVMTypeRef got_type;
5133         LLVMValueRef real_got;
5134
5135         /*
5136          * Create the real got variable and replace all uses of the dummy variable with
5137          * the real one.
5138          */
5139         got_type = LLVMArrayType (IntPtrType (), got_size);
5140         real_got = LLVMAddGlobal (aot_module.module, got_type, aot_module.got_symbol);
5141         LLVMSetInitializer (real_got, LLVMConstNull (got_type));
5142         LLVMSetLinkage (real_got, LLVMInternalLinkage);
5143
5144         mono_llvm_replace_uses_of (aot_module.got_var, real_got);
5145
5146         mark_as_used (aot_module.module, real_got);
5147
5148         /* Delete the dummy got so it doesn't become a global */
5149         LLVMDeleteGlobal (aot_module.got_var);
5150
5151 #if 0
5152         {
5153                 char *verifier_err;
5154
5155                 if (LLVMVerifyModule (aot_module.module, LLVMReturnStatusAction, &verifier_err)) {
5156                         g_assert_not_reached ();
5157                 }
5158         }
5159 #endif
5160
5161         LLVMWriteBitcodeToFile (aot_module.module, filename);
5162 }
5163
5164 /*
5165   DESIGN:
5166   - Emit LLVM IR from the mono IR using the LLVM C API.
5167   - The original arch specific code remains, so we can fall back to it if we run
5168     into something we can't handle.
5169 */
5170
5171 /*
5172   A partial list of issues:
5173   - Handling of opcodes which can throw exceptions.
5174
5175       In the mono JIT, these are implemented using code like this:
5176           method:
5177       <compare>
5178           throw_pos:
5179           b<cond> ex_label
5180           <rest of code>
5181       ex_label:
5182           push throw_pos - method
5183           call <exception trampoline>
5184
5185           The problematic part is push throw_pos - method, which cannot be represented
5186       in the LLVM IR, since it does not support label values.
5187           -> this can be implemented in AOT mode using inline asm + labels, but cannot
5188           be implemented in JIT mode ?
5189           -> a possible but slower implementation would use the normal exception
5190       throwing code but it would need to control the placement of the throw code
5191       (it needs to be exactly after the compare+branch).
5192           -> perhaps add a PC offset intrinsics ?
5193
5194   - efficient implementation of .ovf opcodes.
5195
5196           These are currently implemented as:
5197           <ins which sets the condition codes>
5198           b<cond> ex_label
5199
5200           Some overflow opcodes are now supported by LLVM SVN.
5201
5202   - exception handling, unwinding.
5203     - SSA is disabled for methods with exception handlers
5204         - How to obtain unwind info for LLVM compiled methods ?
5205           -> this is now solved by converting the unwind info generated by LLVM
5206              into our format.
5207         - LLVM uses the c++ exception handling framework, while we use our home grown
5208       code, and couldn't use the c++ one:
5209       - its not supported under VC++, other exotic platforms.
5210           - it might be impossible to support filter clauses with it.
5211
5212   - trampolines.
5213
5214     The trampolines need a predictable call sequence, since they need to disasm
5215     the calling code to obtain register numbers / offsets.
5216
5217     LLVM currently generates this code in non-JIT mode:
5218            mov    -0x98(%rax),%eax
5219            callq  *%rax
5220     Here, the vtable pointer is lost.
5221     -> solution: use one vtable trampoline per class.
5222
5223   - passing/receiving the IMT pointer/RGCTX.
5224     -> solution: pass them as normal arguments ?
5225
5226   - argument passing.
5227
5228           LLVM does not allow the specification of argument registers etc. This means
5229       that all calls are made according to the platform ABI.
5230
5231   - passing/receiving vtypes.
5232
5233       Vtypes passed/received in registers are handled by the front end by using
5234           a signature with scalar arguments, and loading the parts of the vtype into those
5235           arguments.
5236
5237           Vtypes passed on the stack are handled using the 'byval' attribute.
5238
5239   - ldaddr.
5240
5241     Supported though alloca, we need to emit the load/store code.
5242
5243   - types.
5244
5245     The mono JIT uses pointer sized iregs/double fregs, while LLVM uses precisely
5246     typed registers, so we have to keep track of the precise LLVM type of each vreg.
5247     This is made easier because the IR is already in SSA form.
5248     An additional problem is that our IR is not consistent with types, i.e. i32/ia64
5249         types are frequently used incorrectly.
5250 */
5251
5252 /*
5253   AOT SUPPORT:
5254   Emit LLVM bytecode into a .bc file, compile it using llc into a .s file, then
5255   append the AOT data structures to that file. For methods which cannot be
5256   handled by LLVM, the normal JIT compiled versions are used.
5257 */
5258
5259 /* FIXME: Normalize some aspects of the mono IR to allow easier translation, like:
5260  *   - each bblock should end with a branch
5261  *   - setting the return value, making cfg->ret non-volatile
5262  * - avoid some transformations in the JIT which make it harder for us to generate
5263  *   code.
5264  * - use pointer types to help optimizations.
5265  */