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