mono/mini/tramp-amd64.c

   1 /*
   2  * tramp-amd64.c: JIT trampoline code for amd64
   3  *
   4  * Authors:
   5  *   Dietmar Maurer (dietmar@ximian.com)
   6  *   Zoltan Varga (vargaz@gmail.com)
   7  *
   8  * (C) 2001 Ximian, Inc.
   9  */
  10
  11 #include <config.h>
  12 #include <glib.h>
  13
  14 #include <mono/metadata/appdomain.h>
  15 #include <mono/metadata/marshal.h>
  16 #include <mono/metadata/tabledefs.h>
  17 #include <mono/metadata/mono-debug-debugger.h>
  18 #include <mono/metadata/monitor.h>
  19 #include <mono/arch/amd64/amd64-codegen.h>
  20
  21 #ifdef HAVE_VALGRIND_MEMCHECK_H
  22 #include <valgrind/memcheck.h>
  23 #endif
  24
  25 #include "mini.h"
  26 #include "mini-amd64.h"
  27
  28 #define IS_REX(inst) (((inst) >= 0x40) && ((inst) <= 0x4f))
  29
  30 static guint8* nullified_class_init_trampoline;
  31
  32 /*
  33  * mono_arch_get_unbox_trampoline:
  34  * @gsctx: the generic sharing context
  35  * @m: method pointer
  36  * @addr: pointer to native code for @m
  37  *
  38  * when value type methods are called through the vtable we need to unbox the
  39  * this argument. This method returns a pointer to a trampoline which does
  40  * unboxing before calling the method
  41  */
  42 gpointer
  43 mono_arch_get_unbox_trampoline (MonoGenericSharingContext *gsctx, MonoMethod *m, gpointer addr)
  44 {
  45         guint8 *code, *start;
  46         int this_reg;
  47
  48         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
  49
  50         this_reg = mono_arch_get_this_arg_reg (mono_method_signature (m), gsctx, NULL);
  51
  52         start = code = mono_domain_code_reserve (domain, 20);
  53
  54         amd64_alu_reg_imm (code, X86_ADD, this_reg, sizeof (MonoObject));
  55         /* FIXME: Optimize this */
  56         amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_RAX, addr);
  57         amd64_jump_reg (code, AMD64_RAX);
  58         g_assert ((code - start) < 20);
  59
  60         mono_arch_flush_icache (start, code - start);
  61
  62         return start;
  63 }
  64
  65 /*
  66  * mono_arch_get_static_rgctx_trampoline:
  67  *
  68  *   Create a trampoline which sets RGCTX_REG to MRGCTX, then jumps to ADDR.
  69  */
  70 gpointer
  71 mono_arch_get_static_rgctx_trampoline (MonoMethod *m, MonoMethodRuntimeGenericContext *mrgctx, gpointer addr)
  72 {
  73         guint8 *code, *start;
  74         int buf_len;
  75
  76         MonoDomain *domain = mono_domain_get ();
  77
  78 #ifdef MONO_ARCH_NOMAP32BIT
  79         buf_len = 32;
  80 #else
  81         /* AOTed code could still have a non-32 bit address */
  82         if ((((guint64)addr) >> 32) == 0)
  83                 buf_len = 16;
  84         else
  85                 buf_len = 30;
  86 #endif
  87
  88         start = code = mono_domain_code_reserve (domain, buf_len);
  89
  90         amd64_mov_reg_imm (code, MONO_ARCH_RGCTX_REG, mrgctx);
  91         amd64_jump_code (code, addr);
  92         g_assert ((code - start) < buf_len);
  93
  94         mono_arch_flush_icache (start, code - start);
  95
  96         return start;
  97 }
  98
  99 /*
 100  * mono_arch_patch_callsite:
 101  *
 102  *   Patch the callsite whose address is given by ORIG_CODE so it calls ADDR. ORIG_CODE
 103  * points to the pc right after the call.
 104  */
 105 void
 106 mono_arch_patch_callsite (guint8 *method_start, guint8 *orig_code, guint8 *addr)
 107 {
 108         guint8 *code;
 109         guint8 buf [16];
 110         gboolean can_write = mono_breakpoint_clean_code (method_start, orig_code, 14, buf, sizeof (buf));
 111
 112         code = buf + 14;
 113
 114         if (((code [-13] == 0x49) && (code [-12] == 0xbb)) || (code [-5] == 0xe8)) {
 115                 if (code [-5] != 0xe8) {
 116                         if (can_write) {
 117                                 InterlockedExchangePointer ((gpointer*)(orig_code - 11), addr);
 118 #ifdef HAVE_VALGRIND_MEMCHECK_H
 119                                 VALGRIND_DISCARD_TRANSLATIONS (orig_code - 11, sizeof (gpointer));
 120 #endif
 121                         }
 122                 } else {
 123                         if ((((guint64)(addr)) >> 32) != 0) {
 124                                 /* Print some diagnostics */
 125                                 MonoJitInfo *ji = mono_jit_info_table_find (mono_domain_get (), (char*)orig_code);
 126                                 if (ji)
 127                                         fprintf (stderr, "At %s, offset 0x%zx\n", mono_method_full_name (ji->method, TRUE), (guint8*)orig_code - (guint8*)ji->code_start);
 128                                 fprintf (stderr, "Addr: %p\n", addr);
 129                                 ji = mono_jit_info_table_find (mono_domain_get (), (char*)addr);
 130                                 if (ji)
 131                                         fprintf (stderr, "Callee: %s\n", mono_method_full_name (ji->method, TRUE));
 132                                 g_assert_not_reached ();
 133                         }
 134                         g_assert ((((guint64)(orig_code)) >> 32) == 0);
 135                         if (can_write) {
 136                                 InterlockedExchange ((gint32*)(orig_code - 4), ((gint64)addr - (gint64)orig_code));
 137 #ifdef HAVE_VALGRIND_MEMCHECK_H
 138                                 VALGRIND_DISCARD_TRANSLATIONS (orig_code - 5, 4);
 139 #endif
 140                         }
 141                 }
 142         }
 143         else if ((code [-7] == 0x41) && (code [-6] == 0xff) && (code [-5] == 0x15)) {
 144                 /* call *<OFFSET>(%rip) */
 145                 gpointer *got_entry = (gpointer*)((guint8*)orig_code + (*(guint32*)(orig_code - 4)));
 146                 if (can_write) {
 147                         InterlockedExchangePointer (got_entry, addr);
 148 #ifdef HAVE_VALGRIND_MEMCHECK_H
 149                         VALGRIND_DISCARD_TRANSLATIONS (orig_code - 5, sizeof (gpointer));
 150 #endif
 151                 }
 152         }
 153 }
 154
 155 void
 156 mono_arch_patch_plt_entry (guint8 *code, gpointer *got, mgreg_t *regs, guint8 *addr)
 157 {
 158         gint32 disp;
 159         gpointer *plt_jump_table_entry;
 160
 161         /* A PLT entry: jmp *<DISP>(%rip) */
 162         g_assert (code [0] == 0xff);
 163         g_assert (code [1] == 0x25);
 164
 165         disp = *(gint32*)(code + 2);
 166
 167         plt_jump_table_entry = (gpointer*)(code + 6 + disp);
 168
 169         InterlockedExchangePointer (plt_jump_table_entry, addr);
 170 }
 171
 172 void
 173 mono_arch_nullify_class_init_trampoline (guint8 *code, mgreg_t *regs)
 174 {
 175         guint8 buf [16];
 176         gboolean can_write = mono_breakpoint_clean_code (NULL, code, 7, buf, sizeof (buf));
 177
 178         if (!can_write)
 179                 return;
 180
 181         code -= 3;
 182
 183         /*
 184          * A given byte sequence can match more than case here, so we have to be
 185          * really careful about the ordering of the cases. Longer sequences
 186          * come first.
 187          */
 188         if ((code [-4] == 0x41) && (code [-3] == 0xff) && (code [-2] == 0x15)) {
 189                 gpointer *vtable_slot;
 190
 191                 /* call *<OFFSET>(%rip) */
 192                 vtable_slot = mono_get_vcall_slot_addr (code + 3, regs);
 193                 g_assert (vtable_slot);
 194
 195                 *vtable_slot = nullified_class_init_trampoline;
 196         } else if (code [-2] == 0xe8) {
 197                 /* call <TARGET> */
 198                 //guint8 *buf = code - 2;
 199
 200                 /*
 201                  * It would be better to replace the call with nops, but that doesn't seem
 202                  * to work on SMP machines even when the whole call is inside a cache line.
 203                  * Patching the call address seems to work.
 204                  */
 205                 /*
 206                 buf [0] = 0x66;
 207                 buf [1] = 0x66;
 208                 buf [2] = 0x90;
 209                 buf [3] = 0x66;
 210                 buf [4] = 0x90;
 211                 */
 212
 213                 mono_arch_patch_callsite (code - 2, code - 2 + 5, nullified_class_init_trampoline);
 214         } else if ((code [0] == 0x41) && (code [1] == 0xff)) {
 215                 /* call <REG> */
 216                 /* happens on machines without MAP_32BIT like freebsd */
 217                 /* amd64_set_reg_template is 10 bytes long */
 218                 guint8* buf = code - 10;
 219
 220                 /* FIXME: Make this thread safe */
 221                 /* Padding code suggested by the AMD64 Opt Manual */
 222                 buf [0] = 0x66;
 223                 buf [1] = 0x66;
 224                 buf [2] = 0x66;
 225                 buf [3] = 0x90;
 226                 buf [4] = 0x66;
 227                 buf [5] = 0x66;
 228                 buf [6] = 0x66;
 229                 buf [7] = 0x90;
 230                 buf [8] = 0x66;
 231                 buf [9] = 0x66;
 232                 buf [10] = 0x90;
 233                 buf [11] = 0x66;
 234                 buf [12] = 0x90;
 235         } else if (code [0] == 0x90 || code [0] == 0xeb || code [0] == 0x66) {
 236                 /* Already changed by another thread */
 237                 ;
 238         } else {
 239                 printf ("Invalid trampoline sequence: %x %x %x %x %x %x %x\n", code [0], code [1], code [2], code [3],
 240                         code [4], code [5], code [6]);
 241                 g_assert_not_reached ();
 242         }
 243 }
 244
 245 void
 246 mono_arch_nullify_plt_entry (guint8 *code, mgreg_t *regs)
 247 {
 248         if (mono_aot_only && !nullified_class_init_trampoline)
 249                 nullified_class_init_trampoline = mono_aot_get_named_code ("nullified_class_init_trampoline");
 250
 251         mono_arch_patch_plt_entry (code, NULL, regs, nullified_class_init_trampoline);
 252 }
 253
 254 guchar*
 255 mono_arch_create_trampoline_code (MonoTrampolineType tramp_type)
 256 {
 257         MonoJumpInfo *ji;
 258         guint32 code_size;
 259         guchar *code;
 260         GSList *unwind_ops, *l;
 261
 262         code = mono_arch_create_trampoline_code_full (tramp_type, &code_size, &ji, &unwind_ops, FALSE);
 263
 264         mono_save_trampoline_xdebug_info ("<generic_trampoline>", code, code_size, unwind_ops);
 265
 266         for (l = unwind_ops; l; l = l->next)
 267                 g_free (l->data);
 268         g_slist_free (unwind_ops);
 269
 270         return code;
 271 }
 272
 273 guchar*
 274 mono_arch_create_trampoline_code_full (MonoTrampolineType tramp_type, guint32 *code_size, MonoJumpInfo **ji, GSList **out_unwind_ops, gboolean aot)
 275 {
 276         guint8 *buf, *code, *tramp, *br [2], *r11_save_code, *after_r11_save_code;
 277         int i, lmf_offset, offset, res_offset, arg_offset, rax_offset, tramp_offset, saved_regs_offset;
 278         int saved_fpregs_offset, rbp_offset, framesize, orig_rsp_to_rbp_offset, cfa_offset;
 279         gboolean has_caller;
 280         GSList *unwind_ops = NULL;
 281
 282         if (tramp_type == MONO_TRAMPOLINE_JUMP)
 283                 has_caller = FALSE;
 284         else
 285                 has_caller = TRUE;
 286
 287         code = buf = mono_global_codeman_reserve (538);
 288
 289         *ji = NULL;
 290
 291         framesize = 538 + sizeof (MonoLMF);
 292         framesize = (framesize + (MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1)) & ~ (MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT - 1);
 293
 294         orig_rsp_to_rbp_offset = 0;
 295         r11_save_code = code;
 296         /* Reserve 5 bytes for the mov_membase_reg to save R11 */
 297         code += 5;
 298         after_r11_save_code = code;
 299
 300         // CFA = sp + 16 (the trampoline address is on the stack)
 301         cfa_offset = 16;
 302         mono_add_unwind_op_def_cfa (unwind_ops, code, buf, AMD64_RSP, 16);
 303         // IP saved at CFA - 8
 304         mono_add_unwind_op_offset (unwind_ops, code, buf, AMD64_RIP, -8);
 305
 306         /* Pop the return address off the stack */
 307         amd64_pop_reg (code, AMD64_R11);
 308         orig_rsp_to_rbp_offset += 8;
 309
 310         cfa_offset -= 8;
 311         mono_add_unwind_op_def_cfa_offset (unwind_ops, code, buf, cfa_offset);
 312
 313         /*
 314          * Allocate a new stack frame
 315          */
 316         amd64_push_reg (code, AMD64_RBP);
 317         cfa_offset += 8;
 318         mono_add_unwind_op_def_cfa_offset (unwind_ops, code, buf, cfa_offset);
 319         mono_add_unwind_op_offset (unwind_ops, code, buf, AMD64_RBP, - cfa_offset);
 320
 321         orig_rsp_to_rbp_offset -= 8;
 322         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_RBP, AMD64_RSP, 8);
 323         mono_add_unwind_op_def_cfa_reg (unwind_ops, code, buf, AMD64_RBP);
 324         amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_RSP, framesize);
 325
 326         offset = 0;
 327         rbp_offset = - offset;
 328
 329         offset += 8;
 330         rax_offset = - offset;
 331
 332         offset += 8;
 333         tramp_offset = - offset;
 334
 335         offset += 8;
 336         arg_offset = - offset;
 337
 338         /* Compute the trampoline address from the return address */
 339         if (aot) {
 340                 /* 7 = length of call *<offset>(rip) */
 341                 amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_R11, 7);
 342         } else {
 343                 /* 5 = length of amd64_call_membase () */
 344                 amd64_alu_reg_imm (code, X86_SUB, AMD64_R11, 5);
 345         }
 346         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, tramp_offset, AMD64_R11, 8);
 347
 348         offset += 8;
 349         res_offset = - offset;
 350
 351         /* Save all registers */
 352
 353         offset += AMD64_NREG * 8;
 354         saved_regs_offset = - offset;
 355         for (i = 0; i < AMD64_NREG; ++i) {
 356                 if (i == AMD64_RBP) {
 357                         /* RAX is already saved */
 358                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RBP, rbp_offset, 8);
 359                         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, saved_regs_offset + (i * 8), AMD64_RAX, 8);
 360                 } else if (i != AMD64_R11) {
 361                         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, saved_regs_offset + (i * 8), i, 8);
 362                 } else {
 363                         /* We have to save R11 right at the start of
 364                            the trampoline code because it's used as a
 365                            scratch register */
 366                         amd64_mov_membase_reg (r11_save_code, AMD64_RSP, saved_regs_offset + orig_rsp_to_rbp_offset + (i * 8), i, 8);
 367                         g_assert (r11_save_code == after_r11_save_code);
 368                 }
 369         }
 370         offset += 8 * 8;
 371         saved_fpregs_offset = - offset;
 372         for (i = 0; i < 8; ++i)
 373                 amd64_movsd_membase_reg (code, AMD64_RBP, saved_fpregs_offset + (i * 8), i);
 374
 375         if (tramp_type != MONO_TRAMPOLINE_GENERIC_CLASS_INIT &&
 376                         tramp_type != MONO_TRAMPOLINE_MONITOR_ENTER &&
 377                         tramp_type != MONO_TRAMPOLINE_MONITOR_EXIT) {
 378                 /* Obtain the trampoline argument which is encoded in the instruction stream */
 379                 if (aot) {
 380                         /* Load the GOT offset */
 381                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RBP, tramp_offset, 8);
 382                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_R11, 7, 4);
 383                         /* Compute the address of the GOT slot */
 384                         amd64_alu_reg_reg_size (code, X86_ADD, AMD64_R11, AMD64_RAX, 8);
 385                         /* Load the value */
 386                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_R11, 0, 8);
 387                 } else {
 388                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RBP, tramp_offset, 8);
 389                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_R11, 5, 1);
 390                         amd64_widen_reg (code, AMD64_RAX, AMD64_RAX, TRUE, FALSE);
 391                         amd64_alu_reg_imm_size (code, X86_CMP, AMD64_RAX, 4, 1);
 392                         br [0] = code;
 393                         x86_branch8 (code, X86_CC_NE, 6, FALSE);
 394                         /* 32 bit immediate */
 395                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_R11, 6, 4);
 396                         br [1] = code;
 397                         x86_jump8 (code, 10);
 398                         /* 64 bit immediate */
 399                         mono_amd64_patch (br [0], code);
 400                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_R11, 6, 8);
 401                         mono_amd64_patch (br [1], code);
 402                 }
 403                 amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, arg_offset, AMD64_R11, 8);
 404         } else {
 405                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RBP, saved_regs_offset + (MONO_AMD64_ARG_REG1 * 8), 8);
 406                 amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, arg_offset, AMD64_R11, 8);
 407         }
 408
 409         /* Save LMF begin */
 410
 411         offset += sizeof (MonoLMF);
 412         lmf_offset = - offset;
 413
 414         /* Save ip */
 415         if (has_caller)
 416                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RBP, 8, 8);
 417         else
 418                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, 0);
 419         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rip), AMD64_R11, 8);
 420         /* Save fp */
 421         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RSP, framesize, 8);
 422         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rbp), AMD64_R11, 8);
 423         /* Save sp */
 424         amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_R11, AMD64_RSP, 8);
 425         amd64_alu_reg_imm (code, X86_ADD, AMD64_R11, framesize + 16);
 426         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rsp), AMD64_R11, 8);
 427         /* Save method */
 428         if (tramp_type == MONO_TRAMPOLINE_JIT || tramp_type == MONO_TRAMPOLINE_JUMP) {
 429                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RBP, arg_offset, 8);
 430                 amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, method), AMD64_R11, 8);
 431         } else {
 432                 amd64_mov_membase_imm (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, method), 0, 8);
 433         }
 434         /* Save callee saved regs */
 435 #ifdef PLATFORM_WIN32
 436         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rdi), AMD64_RDI, 8);
 437         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rsi), AMD64_RSI, 8);
 438 #endif
 439         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, rbx), AMD64_RBX, 8);
 440         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r12), AMD64_R12, 8);
 441         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r13), AMD64_R13, 8);
 442         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r14), AMD64_R14, 8);
 443         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, r15), AMD64_R15, 8);
 444
 445         if (aot) {
 446                 *ji = mono_patch_info_list_prepend (*ji, code - buf, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "mono_get_lmf_addr");
 447                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
 448         } else {
 449                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, mono_get_lmf_addr);
 450         }
 451         amd64_call_reg (code, AMD64_R11);
 452
 453         /* Save lmf_addr */
 454         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, lmf_addr), AMD64_RAX, 8);
 455         /* Save previous_lmf */
 456         /* Set the lowest bit to 1 to signal that this LMF has the ip field set */
 457         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RAX, 0, 8);
 458         amd64_alu_reg_imm_size (code, X86_ADD, AMD64_R11, 1, 8);
 459         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, previous_lmf), AMD64_R11, 8);
 460         /* Set new lmf */
 461         amd64_lea_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RBP, lmf_offset);
 462         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RAX, 0, AMD64_R11, 8);
 463
 464         /* Save LMF end */
 465
 466         /* Arg1 is the pointer to the saved registers */
 467         amd64_lea_membase (code, AMD64_ARG_REG1, AMD64_RBP, saved_regs_offset);
 468
 469         /* Arg2 is the address of the calling code */
 470         if (has_caller)
 471                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_ARG_REG2, AMD64_RBP, 8, 8);
 472         else
 473                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_ARG_REG2, 0);
 474
 475         /* Arg3 is the method/vtable ptr */
 476         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_ARG_REG3, AMD64_RBP, arg_offset, 8);
 477
 478         /* Arg4 is the trampoline address */
 479         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_ARG_REG4, AMD64_RBP, tramp_offset, 8);
 480
 481         if (aot) {
 482                 char *icall_name = g_strdup_printf ("trampoline_func_%d", tramp_type);
 483                 *ji = mono_patch_info_list_prepend (*ji, code - buf, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, icall_name);
 484                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RIP, 0, 8);
 485         } else {
 486                 tramp = (guint8*)mono_get_trampoline_func (tramp_type);
 487                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_RAX, tramp);
 488         }
 489         amd64_call_reg (code, AMD64_RAX);
 490
 491         /* Check for thread interruption */
 492         /* This is not perf critical code so no need to check the interrupt flag */
 493         /*
 494          * Have to call the _force_ variant, since there could be a protected wrapper on the top of the stack.
 495          */
 496         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, res_offset, AMD64_RAX, 8);
 497         if (aot) {
 498                 *ji = mono_patch_info_list_prepend (*ji, code - buf, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "mono_thread_force_interruption_checkpoint");
 499                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RIP, 0, 8);
 500         } else {
 501                 amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_RAX, (guint8*)mono_thread_force_interruption_checkpoint);
 502         }
 503         amd64_call_reg (code, AMD64_RAX);
 504         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RBP, res_offset, 8);
 505
 506         /* Restore LMF */
 507
 508         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RCX, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, previous_lmf), 8);
 509         amd64_alu_reg_imm_size (code, X86_SUB, AMD64_RCX, 1, 8);
 510         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RBP, lmf_offset + G_STRUCT_OFFSET (MonoLMF, lmf_addr), 8);
 511         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_R11, 0, AMD64_RCX, 8);
 512
 513         /*
 514          * Save rax to the stack, after the leave instruction, this will become part of
 515          * the red zone.
 516          */
 517         amd64_mov_membase_reg (code, AMD64_RBP, rax_offset, AMD64_RAX, 8);
 518
 519         /* Restore argument registers, r10 (needed to pass rgctx to
 520            static shared generic methods), r11 (imt register for
 521            interface calls), and rax (needed for direct calls to C vararg functions). */
 522         for (i = 0; i < AMD64_NREG; ++i)
 523                 if (AMD64_IS_ARGUMENT_REG (i) || i == AMD64_R10 || i == AMD64_R11 || i == AMD64_RAX)
 524                         amd64_mov_reg_membase (code, i, AMD64_RBP, saved_regs_offset + (i * 8), 8);
 525
 526         for (i = 0; i < 8; ++i)
 527                 amd64_movsd_reg_membase (code, i, AMD64_RBP, saved_fpregs_offset + (i * 8));
 528
 529         /* Restore stack */
 530         amd64_leave (code);
 531
 532         if (MONO_TRAMPOLINE_TYPE_MUST_RETURN (tramp_type)) {
 533                 /* Load result */
 534                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RSP, rax_offset - 0x8, 8);
 535                 amd64_ret (code);
 536         } else {
 537                 /* call the compiled method using the saved rax */
 538                 amd64_jump_membase (code, AMD64_RSP, rax_offset - 0x8);
 539         }
 540
 541         g_assert ((code - buf) <= 538);
 542
 543         mono_arch_flush_icache (buf, code - buf);
 544
 545         *code_size = code - buf;
 546
 547         if (tramp_type == MONO_TRAMPOLINE_CLASS_INIT) {
 548                 guint32 code_len;
 549
 550                 /* Initialize the nullified class init trampoline used in the AOT case */
 551                 nullified_class_init_trampoline = mono_arch_get_nullified_class_init_trampoline (&code_len);
 552         }
 553
 554         *out_unwind_ops = unwind_ops;
 555
 556         return buf;
 557 }
 558
 559 gpointer
 560 mono_arch_get_nullified_class_init_trampoline (guint32 *code_len)
 561 {
 562         guint8 *code, *buf;
 563
 564         code = buf = mono_global_codeman_reserve (16);
 565         amd64_ret (code);
 566
 567         mono_arch_flush_icache (buf, code - buf);
 568
 569         *code_len = code - buf;
 570
 571         return buf;
 572 }
 573
 574 gpointer
 575 mono_arch_create_specific_trampoline (gpointer arg1, MonoTrampolineType tramp_type, MonoDomain *domain, guint32 *code_len)
 576 {
 577         guint8 *code, *buf, *tramp;
 578         int size;
 579
 580         tramp = mono_get_trampoline_code (tramp_type);
 581
 582         if ((((guint64)arg1) >> 32) == 0)
 583                 size = 5 + 1 + 4;
 584         else
 585                 size = 5 + 1 + 8;
 586
 587         code = buf = mono_domain_code_reserve_align (domain, size, 1);
 588
 589         amd64_call_code (code, tramp);
 590         /* The trampoline code will obtain the argument from the instruction stream */
 591         if ((((guint64)arg1) >> 32) == 0) {
 592                 *code = 0x4;
 593                 *(guint32*)(code + 1) = (gint64)arg1;
 594                 code += 5;
 595         } else {
 596                 *code = 0x8;
 597                 *(guint64*)(code + 1) = (gint64)arg1;
 598                 code += 9;
 599         }
 600
 601         g_assert ((code - buf) <= size);
 602
 603         if (code_len)
 604                 *code_len = size;
 605
 606         mono_arch_flush_icache (buf, size);
 607
 608         return buf;
 609 }
 610
 611 gpointer
 612 mono_arch_create_rgctx_lazy_fetch_trampoline (guint32 slot)
 613 {
 614         guint32 code_size;
 615         MonoJumpInfo *ji;
 616
 617         return mono_arch_create_rgctx_lazy_fetch_trampoline_full (slot, &code_size, &ji, FALSE);
 618 }
 619
 620 gpointer
 621 mono_arch_create_rgctx_lazy_fetch_trampoline_full (guint32 slot, guint32 *code_size, MonoJumpInfo **ji, gboolean aot)
 622 {
 623         guint8 *tramp;
 624         guint8 *code, *buf;
 625         guint8 **rgctx_null_jumps;
 626         int tramp_size;
 627         int depth, index;
 628         int i;
 629         gboolean mrgctx;
 630
 631         *ji = NULL;
 632
 633         mrgctx = MONO_RGCTX_SLOT_IS_MRGCTX (slot);
 634         index = MONO_RGCTX_SLOT_INDEX (slot);
 635         if (mrgctx)
 636                 index += sizeof (MonoMethodRuntimeGenericContext) / sizeof (gpointer);
 637         for (depth = 0; ; ++depth) {
 638                 int size = mono_class_rgctx_get_array_size (depth, mrgctx);
 639
 640                 if (index < size - 1)
 641                         break;
 642                 index -= size - 1;
 643         }
 644
 645         tramp_size = 64 + 8 * depth;
 646
 647         code = buf = mono_global_codeman_reserve (tramp_size);
 648
 649         rgctx_null_jumps = g_malloc (sizeof (guint8*) * (depth + 2));
 650
 651         if (mrgctx) {
 652                 /* get mrgctx ptr */
 653                 amd64_mov_reg_reg (code, AMD64_RAX, AMD64_ARG_REG1, 8);
 654         } else {
 655                 /* load rgctx ptr from vtable */
 656                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_ARG_REG1, G_STRUCT_OFFSET (MonoVTable, runtime_generic_context), 8);
 657                 /* is the rgctx ptr null? */
 658                 amd64_test_reg_reg (code, AMD64_RAX, AMD64_RAX);
 659                 /* if yes, jump to actual trampoline */
 660                 rgctx_null_jumps [0] = code;
 661                 amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 662         }
 663
 664         for (i = 0; i < depth; ++i) {
 665                 /* load ptr to next array */
 666                 if (mrgctx && i == 0)
 667                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RAX, sizeof (MonoMethodRuntimeGenericContext), 8);
 668                 else
 669                         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RAX, 0, 8);
 670                 /* is the ptr null? */
 671                 amd64_test_reg_reg (code, AMD64_RAX, AMD64_RAX);
 672                 /* if yes, jump to actual trampoline */
 673                 rgctx_null_jumps [i + 1] = code;
 674                 amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 675         }
 676
 677         /* fetch slot */
 678         amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RAX, AMD64_RAX, sizeof (gpointer) * (index + 1), 8);
 679         /* is the slot null? */
 680         amd64_test_reg_reg (code, AMD64_RAX, AMD64_RAX);
 681         /* if yes, jump to actual trampoline */
 682         rgctx_null_jumps [depth + 1] = code;
 683         amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 684         /* otherwise return */
 685         amd64_ret (code);
 686
 687         for (i = mrgctx ? 1 : 0; i <= depth + 1; ++i)
 688                 x86_patch (rgctx_null_jumps [i], code);
 689
 690         g_free (rgctx_null_jumps);
 691
 692         /* move the rgctx pointer to the VTABLE register */
 693         amd64_mov_reg_reg (code, MONO_ARCH_VTABLE_REG, AMD64_ARG_REG1, 8);
 694
 695         if (aot) {
 696                 *ji = mono_patch_info_list_prepend (*ji, code - buf, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, g_strdup_printf ("specific_trampoline_lazy_fetch_%u", slot));
 697                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
 698                 amd64_jump_reg (code, AMD64_R11);
 699         } else {
 700                 tramp = mono_arch_create_specific_trampoline (GUINT_TO_POINTER (slot), MONO_TRAMPOLINE_RGCTX_LAZY_FETCH, mono_get_root_domain (), NULL);
 701
 702                 /* jump to the actual trampoline */
 703                 amd64_jump_code (code, tramp);
 704         }
 705
 706         mono_arch_flush_icache (buf, code - buf);
 707
 708         g_assert (code - buf <= tramp_size);
 709
 710         *code_size = code - buf;
 711
 712         return buf;
 713 }
 714
 715 gpointer
 716 mono_arch_create_generic_class_init_trampoline (void)
 717 {
 718         guint32 code_size;
 719         MonoJumpInfo *ji;
 720
 721         return mono_arch_create_generic_class_init_trampoline_full (&code_size, &ji, FALSE);
 722 }
 723
 724 gpointer
 725 mono_arch_create_generic_class_init_trampoline_full (guint32 *code_size, MonoJumpInfo **ji, gboolean aot)
 726 {
 727         guint8 *tramp;
 728         guint8 *code, *buf;
 729         static int byte_offset = -1;
 730         static guint8 bitmask;
 731         guint8 *jump;
 732         int tramp_size;
 733
 734         *ji = NULL;
 735
 736         tramp_size = 64;
 737
 738         code = buf = mono_global_codeman_reserve (tramp_size);
 739
 740         if (byte_offset < 0)
 741                 mono_marshal_find_bitfield_offset (MonoVTable, initialized, &byte_offset, &bitmask);
 742
 743         amd64_test_membase_imm_size (code, MONO_AMD64_ARG_REG1, byte_offset, bitmask, 1);
 744         jump = code;
 745         amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 746
 747         amd64_ret (code);
 748
 749         x86_patch (jump, code);
 750
 751         if (aot) {
 752                 *ji = mono_patch_info_list_prepend (*ji, code - buf, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "specific_trampoline_generic_class_init");
 753                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
 754                 amd64_jump_reg (code, AMD64_R11);
 755         } else {
 756                 tramp = mono_arch_create_specific_trampoline (NULL, MONO_TRAMPOLINE_GENERIC_CLASS_INIT, mono_get_root_domain (), NULL);
 757
 758                 /* jump to the actual trampoline */
 759                 amd64_jump_code (code, tramp);
 760         }
 761
 762         mono_arch_flush_icache (buf, code - buf);
 763
 764         g_assert (code - buf <= tramp_size);
 765
 766         *code_size = code - buf;
 767
 768         return buf;
 769 }
 770
 771 #ifdef MONO_ARCH_MONITOR_OBJECT_REG
 772
 773 gpointer
 774 mono_arch_create_monitor_enter_trampoline (void)
 775 {
 776         guint32 code_size;
 777         MonoJumpInfo *ji;
 778
 779         return mono_arch_create_monitor_enter_trampoline_full (&code_size, &ji, FALSE);
 780 }
 781
 782 gpointer
 783 mono_arch_create_monitor_enter_trampoline_full (guint32 *code_size, MonoJumpInfo **ji, gboolean aot)
 784 {
 785
 786         guint8 *tramp;
 787         guint8 *code, *buf;
 788         guint8 *jump_obj_null, *jump_sync_null, *jump_cmpxchg_failed, *jump_other_owner, *jump_tid;
 789         int tramp_size;
 790         int owner_offset, nest_offset, dummy;
 791
 792         *ji = NULL;
 793
 794         g_assert (MONO_ARCH_MONITOR_OBJECT_REG == AMD64_RDI);
 795
 796         mono_monitor_threads_sync_members_offset (&owner_offset, &nest_offset, &dummy);
 797         g_assert (MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_SIZE (owner_offset) == sizeof (gpointer));
 798         g_assert (MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_SIZE (nest_offset) == sizeof (guint32));
 799         owner_offset = MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_OFFSET (owner_offset);
 800         nest_offset = MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_OFFSET (nest_offset);
 801
 802         tramp_size = 96;
 803
 804         code = buf = mono_global_codeman_reserve (tramp_size);
 805
 806         if (mono_thread_get_tls_offset () != -1) {
 807                 /* MonoObject* obj is in RDI */
 808                 /* is obj null? */
 809                 amd64_test_reg_reg (code, AMD64_RDI, AMD64_RDI);
 810                 /* if yes, jump to actual trampoline */
 811                 jump_obj_null = code;
 812                 amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 813
 814                 /* load obj->synchronization to RCX */
 815                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RCX, AMD64_RDI, G_STRUCT_OFFSET (MonoObject, synchronisation), 8);
 816                 /* is synchronization null? */
 817                 amd64_test_reg_reg (code, AMD64_RCX, AMD64_RCX);
 818                 /* if yes, jump to actual trampoline */
 819                 jump_sync_null = code;
 820                 amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 821
 822                 /* load MonoThread* into RDX */
 823                 code = mono_amd64_emit_tls_get (code, AMD64_RDX, mono_thread_get_tls_offset ());
 824                 /* load TID into RDX */
 825                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RDX, AMD64_RDX, G_STRUCT_OFFSET (MonoThread, tid), 8);
 826
 827                 /* is synchronization->owner null? */
 828                 amd64_alu_membase_imm_size (code, X86_CMP, AMD64_RCX, owner_offset, 0, 8);
 829                 /* if not, jump to next case */
 830                 jump_tid = code;
 831                 amd64_branch8 (code, X86_CC_NZ, -1, 1);
 832
 833                 /* if yes, try a compare-exchange with the TID */
 834                 /* zero RAX */
 835                 amd64_alu_reg_reg (code, X86_XOR, AMD64_RAX, AMD64_RAX);
 836                 /* compare and exchange */
 837                 amd64_prefix (code, X86_LOCK_PREFIX);
 838                 amd64_cmpxchg_membase_reg_size (code, AMD64_RCX, owner_offset, AMD64_RDX, 8);
 839                 /* if not successful, jump to actual trampoline */
 840                 jump_cmpxchg_failed = code;
 841                 amd64_branch8 (code, X86_CC_NZ, -1, 1);
 842                 /* if successful, return */
 843                 amd64_ret (code);
 844
 845                 /* next case: synchronization->owner is not null */
 846                 x86_patch (jump_tid, code);
 847                 /* is synchronization->owner == TID? */
 848                 amd64_alu_membase_reg_size (code, X86_CMP, AMD64_RCX, owner_offset, AMD64_RDX, 8);
 849                 /* if not, jump to actual trampoline */
 850                 jump_other_owner = code;
 851                 amd64_branch8 (code, X86_CC_NZ, -1, 1);
 852                 /* if yes, increment nest */
 853                 amd64_inc_membase_size (code, AMD64_RCX, nest_offset, 4);
 854                 /* return */
 855                 amd64_ret (code);
 856
 857                 x86_patch (jump_obj_null, code);
 858                 x86_patch (jump_sync_null, code);
 859                 x86_patch (jump_cmpxchg_failed, code);
 860                 x86_patch (jump_other_owner, code);
 861         }
 862
 863         /* jump to the actual trampoline */
 864 #if MONO_AMD64_ARG_REG1 != AMD64_RDI
 865         amd64_mov_reg_reg (code, MONO_AMD64_ARG_REG1, AMD64_RDI);
 866 #endif
 867
 868         if (aot) {
 869                 *ji = mono_patch_info_list_prepend (*ji, code - buf, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "specific_trampoline_monitor_enter");
 870                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
 871                 amd64_jump_reg (code, AMD64_R11);
 872         } else {
 873                 tramp = mono_arch_create_specific_trampoline (NULL, MONO_TRAMPOLINE_MONITOR_ENTER, mono_get_root_domain (), NULL);
 874
 875                 /* jump to the actual trampoline */
 876                 amd64_jump_code (code, tramp);
 877         }
 878
 879         mono_arch_flush_icache (code, code - buf);
 880         g_assert (code - buf <= tramp_size);
 881
 882         *code_size = code - buf;
 883
 884         return buf;
 885 }
 886
 887 gpointer
 888 mono_arch_create_monitor_exit_trampoline (void)
 889 {
 890         guint32 code_size;
 891         MonoJumpInfo *ji;
 892
 893         return mono_arch_create_monitor_exit_trampoline_full (&code_size, &ji, FALSE);
 894 }
 895
 896 gpointer
 897 mono_arch_create_monitor_exit_trampoline_full (guint32 *code_size, MonoJumpInfo **ji, gboolean aot)
 898 {
 899         guint8 *tramp;
 900         guint8 *code, *buf;
 901         guint8 *jump_obj_null, *jump_have_waiters;
 902         guint8 *jump_next;
 903         int tramp_size;
 904         int owner_offset, nest_offset, entry_count_offset;
 905
 906         *ji = NULL;
 907
 908         g_assert (MONO_ARCH_MONITOR_OBJECT_REG == AMD64_RDI);
 909
 910         mono_monitor_threads_sync_members_offset (&owner_offset, &nest_offset, &entry_count_offset);
 911         g_assert (MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_SIZE (owner_offset) == sizeof (gpointer));
 912         g_assert (MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_SIZE (nest_offset) == sizeof (guint32));
 913         g_assert (MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_SIZE (entry_count_offset) == sizeof (gint32));
 914         owner_offset = MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_OFFSET (owner_offset);
 915         nest_offset = MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_OFFSET (nest_offset);
 916         entry_count_offset = MONO_THREADS_SYNC_MEMBER_OFFSET (entry_count_offset);
 917
 918         tramp_size = 94;
 919
 920         code = buf = mono_global_codeman_reserve (tramp_size);
 921
 922         if (mono_thread_get_tls_offset () != -1) {
 923                 /* MonoObject* obj is in RDI */
 924                 /* is obj null? */
 925                 amd64_test_reg_reg (code, AMD64_RDI, AMD64_RDI);
 926                 /* if yes, jump to actual trampoline */
 927                 jump_obj_null = code;
 928                 amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 929
 930                 /* load obj->synchronization to RCX */
 931                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RCX, AMD64_RDI, G_STRUCT_OFFSET (MonoObject, synchronisation), 8);
 932                 /* is synchronization null? */
 933                 amd64_test_reg_reg (code, AMD64_RCX, AMD64_RCX);
 934                 /* if not, jump to next case */
 935                 jump_next = code;
 936                 amd64_branch8 (code, X86_CC_NZ, -1, 1);
 937                 /* if yes, just return */
 938                 amd64_ret (code);
 939
 940                 /* next case: synchronization is not null */
 941                 x86_patch (jump_next, code);
 942                 /* load MonoThread* into RDX */
 943                 code = mono_amd64_emit_tls_get (code, AMD64_RDX, mono_thread_get_tls_offset ());
 944                 /* load TID into RDX */
 945                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_RDX, AMD64_RDX, G_STRUCT_OFFSET (MonoThread, tid), 8);
 946                 /* is synchronization->owner == TID */
 947                 amd64_alu_membase_reg_size (code, X86_CMP, AMD64_RCX, owner_offset, AMD64_RDX, 8);
 948                 /* if yes, jump to next case */
 949                 jump_next = code;
 950                 amd64_branch8 (code, X86_CC_Z, -1, 1);
 951                 /* if not, just return */
 952                 amd64_ret (code);
 953
 954                 /* next case: synchronization->owner == TID */
 955                 x86_patch (jump_next, code);
 956                 /* is synchronization->nest == 1 */
 957                 amd64_alu_membase_imm_size (code, X86_CMP, AMD64_RCX, nest_offset, 1, 4);
 958                 /* if not, jump to next case */
 959                 jump_next = code;
 960                 amd64_branch8 (code, X86_CC_NZ, -1, 1);
 961                 /* if yes, is synchronization->entry_count zero? */
 962                 amd64_alu_membase_imm_size (code, X86_CMP, AMD64_RCX, entry_count_offset, 0, 4);
 963                 /* if not, jump to actual trampoline */
 964                 jump_have_waiters = code;
 965                 amd64_branch8 (code, X86_CC_NZ, -1 , 1);
 966                 /* if yes, set synchronization->owner to null and return */
 967                 amd64_mov_membase_imm (code, AMD64_RCX, owner_offset, 0, 8);
 968                 amd64_ret (code);
 969
 970                 /* next case: synchronization->nest is not 1 */
 971                 x86_patch (jump_next, code);
 972                 /* decrease synchronization->nest and return */
 973                 amd64_dec_membase_size (code, AMD64_RCX, nest_offset, 4);
 974                 amd64_ret (code);
 975
 976                 x86_patch (jump_obj_null, code);
 977                 x86_patch (jump_have_waiters, code);
 978         }
 979
 980         /* jump to the actual trampoline */
 981 #if MONO_AMD64_ARG_REG1 != AMD64_RDI
 982         amd64_mov_reg_reg (code, MONO_AMD64_ARG_REG1, AMD64_RDI);
 983 #endif
 984
 985         if (aot) {
 986                 *ji = mono_patch_info_list_prepend (*ji, code - buf, MONO_PATCH_INFO_JIT_ICALL_ADDR, "specific_trampoline_monitor_exit");
 987                 amd64_mov_reg_membase (code, AMD64_R11, AMD64_RIP, 0, 8);
 988                 amd64_jump_reg (code, AMD64_R11);
 989         } else {
 990                 tramp = mono_arch_create_specific_trampoline (NULL, MONO_TRAMPOLINE_MONITOR_EXIT, mono_get_root_domain (), NULL);
 991                 amd64_jump_code (code, tramp);
 992         }
 993
 994         mono_arch_flush_icache (code, code - buf);
 995         g_assert (code - buf <= tramp_size);
 996
 997         *code_size = code - buf;
 998
 999         return buf;
1000 }
1001 #endif
1002
1003 void
1004 mono_arch_invalidate_method (MonoJitInfo *ji, void *func, gpointer func_arg)
1005 {
1006         /* FIXME: This is not thread safe */
1007         guint8 *code = ji->code_start;
1008
1009         amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_ARG_REG1, func_arg);
1010         amd64_mov_reg_imm (code, AMD64_R11, func);
1011
1012         x86_push_imm (code, (guint64)func_arg);
1013         amd64_call_reg (code, AMD64_R11);
1014 }