mono/mini/mini-native-types.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * intrinsics for variable sized int/floats
   4  *
   5  * Author:
   6  *   Rodrigo Kumpera (kumpera@gmail.com)
   7  *
   8  * (C) 2013 Xamarin
   9  * Licensed under the MIT license. See LICENSE file in the project root for full license information.
  10  */
  11
  12 #include <config.h>
  13 #include <stdio.h>
  14
  15 #include "mini.h"
  16 #include "ir-emit.h"
  17 #include "glib.h"
  18
  19
  20 typedef struct {
  21         const char *op_name;
  22         short op_table[4];
  23 } IntIntrisic;
  24
  25 typedef struct {
  26         short op_index;
  27         short big_stack_type;
  28         short small_stack_type;
  29         short stack_type;
  30         short conv_4_to_8;
  31         short conv_8_to_4;
  32         short move;
  33         short inc_op;
  34         short dec_op;
  35         short store_op;
  36         short compare_op;
  37 } MagicTypeInfo;
  38
  39
  40 #if SIZEOF_VOID_P == 8
  41 #define OP_PT_ADD OP_LADD
  42 #define OP_PT_SUB OP_LSUB
  43 #define OP_PT_MUL OP_LMUL
  44 #define OP_PT_DIV OP_LDIV
  45 #define OP_PT_REM OP_LREM
  46 #define OP_PT_NEG OP_LNEG
  47 #define OP_PT_AND OP_LAND
  48 #define OP_PT_OR OP_LOR
  49 #define OP_PT_XOR OP_LXOR
  50 #define OP_PT_NOT OP_LNOT
  51 #define OP_PT_SHL OP_LSHL
  52 #define OP_PT_SHR OP_LSHR
  53
  54 #define OP_PT_DIV_UN OP_LDIV_UN
  55 #define OP_PT_REM_UN OP_LREM_UN
  56 #define OP_PT_SHR_UN OP_LSHR_UN
  57
  58 #define OP_PT_ADD_IMM OP_LADD_IMM
  59 #define OP_PT_SUB_IMM OP_LSUB_IMM
  60
  61 #define OP_PT_STORE_FP_MEMBASE_REG OP_STORER8_MEMBASE_REG
  62
  63 #define OP_PCOMPARE OP_LCOMPARE
  64
  65 #else
  66 #define OP_PT_ADD OP_IADD
  67 #define OP_PT_SUB OP_ISUB
  68 #define OP_PT_MUL OP_IMUL
  69 #define OP_PT_DIV OP_IDIV
  70 #define OP_PT_REM OP_IREM
  71 #define OP_PT_NEG OP_INEG
  72 #define OP_PT_AND OP_IAND
  73 #define OP_PT_OR OP_IOR
  74 #define OP_PT_XOR OP_IXOR
  75 #define OP_PT_NOT OP_INOT
  76 #define OP_PT_SHL OP_ISHL
  77 #define OP_PT_SHR OP_ISHR
  78
  79 #define OP_PT_DIV_UN OP_IDIV_UN
  80 #define OP_PT_REM_UN OP_IREM_UN
  81 #define OP_PT_SHR_UN OP_ISHR_UN
  82
  83 #define OP_PT_ADD_IMM OP_IADD_IMM
  84 #define OP_PT_SUB_IMM OP_ISUB_IMM
  85
  86 #define OP_PT_STORE_FP_MEMBASE_REG OP_STORER4_MEMBASE_REG
  87
  88 #define OP_PCOMPARE OP_ICOMPARE
  89
  90 #endif
  91
  92 static const IntIntrisic int_binop[] = {
  93         { "op_Addition", { OP_PT_ADD, OP_PT_ADD, OP_FADD, OP_RADD } },
  94         { "op_Subtraction", { OP_PT_SUB, OP_PT_SUB, OP_FSUB, OP_RSUB } },
  95         { "op_Multiply", { OP_PT_MUL, OP_PT_MUL, OP_FMUL, OP_RMUL } },
  96         { "op_Division", { OP_PT_DIV, OP_PT_DIV_UN, OP_FDIV, OP_RDIV } },
  97         { "op_Modulus", { OP_PT_REM, OP_PT_REM_UN, OP_FREM, OP_RREM } },
  98         { "op_BitwiseAnd", { OP_PT_AND, OP_PT_AND } },
  99         { "op_BitwiseOr", { OP_PT_OR, OP_PT_OR } },
 100         { "op_ExclusiveOr", { OP_PT_XOR, OP_PT_XOR } },
 101         { "op_LeftShift", { OP_PT_SHL, OP_PT_SHL } },
 102         { "op_RightShift", { OP_PT_SHR, OP_PT_SHR_UN } },
 103 };
 104
 105 static const IntIntrisic int_unnop[] = {
 106         { "op_UnaryPlus", { OP_MOVE, OP_MOVE, OP_FMOVE, OP_RMOVE } },
 107         { "op_UnaryNegation", { OP_PT_NEG, OP_PT_NEG, OP_FNEG, OP_RNEG } },
 108         { "op_OnesComplement", { OP_PT_NOT, OP_PT_NOT, OP_FNOT, OP_RNOT } },
 109 };
 110
 111 static const IntIntrisic int_cmpop[] = {
 112         { "op_Inequality", { OP_ICNEQ, OP_ICNEQ, OP_FCNEQ, OP_RCNEQ } },
 113         { "op_Equality", { OP_ICEQ, OP_ICEQ, OP_FCEQ, OP_RCEQ } },
 114         { "op_GreaterThan", { OP_ICGT, OP_ICGT_UN, OP_FCGT, OP_RCGT } },
 115         { "op_GreaterThanOrEqual", { OP_ICGE, OP_ICGE_UN, OP_FCGE, OP_RCGE } },
 116         { "op_LessThan", { OP_ICLT, OP_ICLT_UN, OP_FCLT, OP_RCLT } },
 117         { "op_LessThanOrEqual", { OP_ICLE, OP_ICLE_UN, OP_FCLE, OP_RCLE } },
 118 };
 119
 120 static const MagicTypeInfo type_info[] = {
 121         //nint
 122         { 0, STACK_I8, STACK_I4, STACK_PTR, OP_ICONV_TO_I8, OP_LCONV_TO_I4, OP_MOVE, OP_PT_ADD_IMM, OP_PT_SUB_IMM, OP_STORE_MEMBASE_REG, OP_PCOMPARE },
 123         //nuint
 124         { 1, STACK_I8, STACK_I4, STACK_PTR, OP_ICONV_TO_U8, OP_LCONV_TO_U4, OP_MOVE, OP_PT_ADD_IMM, OP_PT_SUB_IMM, OP_STORE_MEMBASE_REG, OP_PCOMPARE },
 125         //nfloat
 126         { 2, STACK_R8, STACK_R8, STACK_R8, OP_FCONV_TO_R8, OP_FCONV_TO_R4, OP_FMOVE, 0, 0, OP_PT_STORE_FP_MEMBASE_REG, 0 },
 127 };
 128
 129 static inline gboolean mono_class_is_magic_int (MonoClass *klass);
 130 static inline gboolean mono_class_is_magic_float (MonoClass *klass);
 131
 132
 133 static inline gboolean
 134 type_size (MonoCompile *cfg, MonoType *type)
 135 {
 136         if (type->type == MONO_TYPE_I4 || type->type == MONO_TYPE_U4)
 137                 return 4;
 138         else if (type->type == MONO_TYPE_I8 || type->type == MONO_TYPE_U8)
 139                 return 8;
 140         else if (type->type == MONO_TYPE_R4 && !type->byref && cfg->r4fp)
 141                 return 4;
 142         else if (type->type == MONO_TYPE_R8 && !type->byref)
 143                 return 8;
 144         return SIZEOF_VOID_P;
 145 }
 146
 147 #ifndef DISABLE_JIT
 148
 149 static gboolean is_int_type (MonoType *t);
 150 static gboolean is_float_type (MonoType *t);
 151
 152 static MonoInst*
 153 emit_narrow (MonoCompile *cfg, const MagicTypeInfo *info, int sreg)
 154 {
 155         MonoInst *ins;
 156
 157         MONO_INST_NEW (cfg, ins, info->conv_8_to_4);
 158         ins->sreg1 = sreg;
 159         if (info->conv_8_to_4 == OP_FCONV_TO_R4)
 160                 ins->type = cfg->r4_stack_type;
 161         else
 162                 ins->type = info->small_stack_type;
 163         ins->dreg = alloc_dreg (cfg, ins->type);
 164         MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 165         return mono_decompose_opcode (cfg, ins);
 166 }
 167
 168 static MonoInst*
 169 emit_widen (MonoCompile *cfg, const MagicTypeInfo *info, int sreg)
 170 {
 171         MonoInst *ins;
 172
 173         if (cfg->r4fp && info->conv_4_to_8 == OP_FCONV_TO_R8)
 174                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, OP_RCONV_TO_R8);
 175         else
 176                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, info->conv_4_to_8);
 177         ins->sreg1 = sreg;
 178         ins->type = info->big_stack_type;
 179         ins->dreg = alloc_dreg (cfg, info->big_stack_type);
 180         MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 181         return mono_decompose_opcode (cfg, ins);
 182 }
 183
 184 static MonoInst*
 185 emit_intrinsics (MonoCompile *cfg, MonoMethod *cmethod, MonoMethodSignature *fsig, MonoInst **args, const MagicTypeInfo *info)
 186 {
 187         int i = 0;
 188         const char *name = cmethod->name;
 189         MonoInst *ins;
 190         int type_index, stack_type;
 191
 192         if (info->op_index == 2 && cfg->r4fp && SIZEOF_VOID_P == 4) {
 193                 type_index = 3;
 194                 stack_type = STACK_R4;
 195         } else {
 196                 type_index = info->op_index;
 197                 stack_type = info->stack_type;
 198         }
 199
 200         if (!strcmp ("op_Implicit", name) || !strcmp ("op_Explicit", name)) {
 201                 int source_size = type_size (cfg, fsig->params [0]);
 202                 int dest_size = type_size (cfg, fsig->ret);
 203
 204                 switch (info->big_stack_type) {
 205                 case STACK_I8:
 206                         if (!is_int_type (fsig->params [0]) || !is_int_type (fsig->ret))
 207                                 return NULL;
 208                         break;
 209                 case STACK_R8:
 210                         if (!is_float_type (fsig->params [0]) || !is_float_type (fsig->ret))
 211                                 return NULL;
 212                         break;
 213                 default:
 214                         g_assert_not_reached ();
 215                 }
 216
 217                 //4 -> 4 or 8 -> 8
 218                 if (source_size == dest_size)
 219                         return args [0];
 220
 221                 //4 -> 8
 222                 if (source_size < dest_size)
 223                         return emit_widen (cfg, info, args [0]->dreg);
 224
 225                 //8 -> 4
 226                 return emit_narrow (cfg, info, args [0]->dreg);
 227         }
 228
 229         if (!strcmp (".ctor", name)) {
 230                 gboolean is_ldaddr = args [0]->opcode == OP_LDADDR;
 231                 int arg0 = args [1]->dreg;
 232                 int arg_size = type_size (cfg, fsig->params [0]);
 233
 234                 if (arg_size > SIZEOF_VOID_P) //8 -> 4
 235                         arg0 = emit_narrow (cfg, info, arg0)->dreg;
 236                 else if (arg_size < SIZEOF_VOID_P) //4 -> 8
 237                         arg0 = emit_widen (cfg, info, arg0)->dreg;
 238
 239                 if (is_ldaddr) { /*Eliminate LDADDR if it's initing a local var*/
 240                         int dreg = ((MonoInst*)args [0]->inst_p0)->dreg;
 241                         NULLIFY_INS (args [0]);
 242                         EMIT_NEW_UNALU (cfg, ins, info->move, dreg, arg0);
 243                         cfg->has_indirection = TRUE;
 244                 } else {
 245                         EMIT_NEW_STORE_MEMBASE (cfg, ins, info->store_op, args [0]->dreg, 0, arg0);
 246                 }
 247                 return ins;
 248         }
 249
 250         if (!strcmp ("op_Increment", name) || !strcmp ("op_Decrement", name)) {
 251                 gboolean inc = !strcmp ("op_Increment", name);
 252                 /* FIXME float inc is too complex to bother with*/
 253                 //this is broken with ints too
 254                 // if (!info->inc_op)
 255                         return NULL;
 256
 257                 /* We have IR for inc/dec */
 258                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, inc ? info->inc_op : info->dec_op);
 259                 ins->dreg = alloc_dreg (cfg, info->stack_type);
 260                 ins->sreg1 = args [0]->dreg;
 261                 ins->inst_imm = 1;
 262                 ins->type = info->stack_type;
 263                 MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 264                 return ins;
 265         }
 266
 267         for (i = 0; i < sizeof (int_binop) / sizeof  (IntIntrisic); ++i) {
 268                 if (!strcmp (int_binop [i].op_name, name)) {
 269                         if (!int_binop [i].op_table [info->op_index])
 270                                 return NULL;
 271                         g_assert (int_binop [i].op_table [type_index]);
 272
 273                         MONO_INST_NEW (cfg, ins, int_binop [i].op_table [type_index]);
 274                         ins->dreg = alloc_dreg (cfg, stack_type);
 275                         ins->sreg1 = args [0]->dreg;
 276                 ins->sreg2 = args [1]->dreg;
 277                         ins->type = stack_type;
 278                         MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 279                         return mono_decompose_opcode (cfg, ins);
 280                 }
 281         }
 282
 283         for (i = 0; i < sizeof (int_unnop) / sizeof  (IntIntrisic); ++i) {
 284                 if (!strcmp (int_unnop [i].op_name, name)) {
 285                         g_assert (int_unnop [i].op_table [type_index]);
 286
 287                         MONO_INST_NEW (cfg, ins, int_unnop [i].op_table [type_index]);
 288                         ins->dreg = alloc_dreg (cfg, stack_type);
 289                         ins->sreg1 = args [0]->dreg;
 290                         ins->type = stack_type;
 291                         MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 292                         return ins;
 293                 }
 294         }
 295
 296         for (i = 0; i < sizeof (int_cmpop) / sizeof  (IntIntrisic); ++i) {
 297                 if (!strcmp (int_cmpop [i].op_name, name)) {
 298                         g_assert (int_cmpop [i].op_table [type_index]);
 299
 300                         if (info->compare_op) {
 301                                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, info->compare_op);
 302                         ins->dreg = -1;
 303                                 ins->sreg1 = args [0]->dreg;
 304                         ins->sreg2 = args [1]->dreg;
 305                                 MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 306
 307                                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, int_cmpop [i].op_table [type_index]);
 308                         ins->dreg = alloc_preg (cfg);
 309                                 ins->type = STACK_I4;
 310                                 MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 311                         } else {
 312                                 MONO_INST_NEW (cfg, ins, int_cmpop [i].op_table [type_index]);
 313                                 ins->dreg = alloc_ireg (cfg);
 314                                 ins->sreg1 = args [0]->dreg;
 315                         ins->sreg2 = args [1]->dreg;
 316                                 MONO_ADD_INS (cfg->cbb, ins);
 317                         }
 318
 319                         return ins;
 320                 }
 321         }
 322
 323         return NULL;
 324 }
 325
 326
 327 MonoInst*
 328 mono_emit_native_types_intrinsics (MonoCompile *cfg, MonoMethod *cmethod, MonoMethodSignature *fsig, MonoInst **args)
 329 {
 330         if (mono_class_is_magic_int (cmethod->klass)) {
 331                 const char *class_name = cmethod->klass->name;
 332                 if (!strcmp ("nint", class_name))
 333                         return emit_intrinsics (cfg, cmethod, fsig, args, &type_info [0]);
 334                 else
 335                         return emit_intrinsics (cfg, cmethod, fsig, args, &type_info [1]);
 336         } else if (mono_class_is_magic_float (cmethod->klass))
 337                 return emit_intrinsics (cfg, cmethod, fsig, args, &type_info [2]);
 338
 339         return NULL;
 340 }
 341
 342 #endif /* !DISABLE_JIT */
 343
 344 static inline gboolean
 345 mono_class_is_magic_assembly (MonoClass *klass)
 346 {
 347         if (!klass->image->assembly_name)
 348                 return FALSE;
 349         if (!strcmp ("Xamarin.iOS", klass->image->assembly_name))
 350                 return TRUE;
 351         if (!strcmp ("Xamarin.Mac", klass->image->assembly_name))
 352                 return TRUE;
 353         if (!strcmp ("Xamarin.WatchOS", klass->image->assembly_name))
 354                 return TRUE;
 355         /* regression test suite */
 356         if (!strcmp ("builtin-types", klass->image->assembly_name))
 357                 return TRUE;
 358         return FALSE;
 359 }
 360
 361 static inline gboolean
 362 mono_class_is_magic_int (MonoClass *klass)
 363 {
 364         static MonoClass *magic_nint_class;
 365         static MonoClass *magic_nuint_class;
 366
 367         if (klass == magic_nint_class)
 368                 return TRUE;
 369
 370         if (klass == magic_nuint_class)
 371                 return TRUE;
 372
 373         if (magic_nint_class && magic_nuint_class)
 374                 return FALSE;
 375
 376         if (!mono_class_is_magic_assembly (klass))
 377                 return FALSE;
 378
 379         if (strcmp ("System", klass->name_space) != 0)
 380                 return FALSE;
 381
 382         if (strcmp ("nint", klass->name) == 0) {
 383                 magic_nint_class = klass;
 384                 return TRUE;
 385         }
 386
 387         if (strcmp ("nuint", klass->name) == 0){
 388                 magic_nuint_class = klass;
 389                 return TRUE;
 390         }
 391         return FALSE;
 392 }
 393
 394 static inline gboolean
 395 mono_class_is_magic_float (MonoClass *klass)
 396 {
 397         static MonoClass *magic_nfloat_class;
 398
 399         if (klass == magic_nfloat_class)
 400                 return TRUE;
 401
 402         if (magic_nfloat_class)
 403                 return FALSE;
 404
 405         if (!mono_class_is_magic_assembly (klass))
 406                 return FALSE;
 407
 408         if (strcmp ("System", klass->name_space) != 0)
 409                 return FALSE;
 410
 411         if (strcmp ("nfloat", klass->name) == 0) {
 412                 magic_nfloat_class = klass;
 413
 414                 /* Assert that we are using the matching assembly */
 415                 MonoClassField *value_field = mono_class_get_field_from_name (klass, "v");
 416                 g_assert (value_field);
 417                 MonoType *t = mono_field_get_type (value_field);
 418                 MonoType *native = mini_native_type_replace_type (&klass->byval_arg);
 419                 if (t->type != native->type)
 420                         g_error ("Assembly used for native types '%s' doesn't match this runtime, %s is mapped to %s, expecting %s.\n", klass->image->name, klass->name, mono_type_full_name (t), mono_type_full_name (native));
 421                 return TRUE;
 422         }
 423         return FALSE;
 424 }
 425
 426 static gboolean
 427 is_int_type (MonoType *t)
 428 {
 429         if (t->type != MONO_TYPE_I4 && t->type != MONO_TYPE_I8 && t->type != MONO_TYPE_U4 && t->type != MONO_TYPE_U8 && !mono_class_is_magic_int (mono_class_from_mono_type (t)))
 430                 return FALSE;
 431         return TRUE;
 432 }
 433
 434 static gboolean
 435 is_float_type (MonoType *t)
 436 {
 437         if (t->type != MONO_TYPE_R4 && t->type != MONO_TYPE_R8 && !mono_class_is_magic_float (mono_class_from_mono_type (t)))
 438                 return FALSE;
 439         return TRUE;
 440 }
 441
 442 MonoType*
 443 mini_native_type_replace_type (MonoType *type)
 444 {
 445         MonoClass *klass;
 446
 447         if (type->type != MONO_TYPE_VALUETYPE)
 448                 return type;
 449         klass = type->data.klass;
 450
 451         if (mono_class_is_magic_int (klass))
 452                 return type->byref ? &mono_defaults.int_class->this_arg : &mono_defaults.int_class->byval_arg;
 453         if (mono_class_is_magic_float (klass))
 454 #if SIZEOF_VOID_P == 8
 455                 return type->byref ? &mono_defaults.double_class->this_arg : &mono_defaults.double_class->byval_arg;
 456 #else
 457                 return type->byref ? &mono_defaults.single_class->this_arg : &mono_defaults.single_class->byval_arg;
 458 #endif
 459         return type;
 460 }