src/vm/jit/x86_64/md.c

   1 /* src/vm/jit/x86_64/md.c - machine dependent x86_64 Linux functions
   2
   3    Copyright (C) 1996-2005, 2006 R. Grafl, A. Krall, C. Kruegel,
   4    C. Oates, R. Obermaisser, M. Platter, M. Probst, S. Ring,
   5    E. Steiner, C. Thalinger, D. Thuernbeck, P. Tomsich, C. Ullrich,
   6    J. Wenninger, Institut f. Computersprachen - TU Wien
   7
   8    This file is part of CACAO.
   9
  10    This program is free software; you can redistribute it and/or
  11    modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12    published by the Free Software Foundation; either version 2, or (at
  13    your option) any later version.
  14
  15    This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  16    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18    General Public License for more details.
  19
  20    You should have received a copy of the GNU General Public License
  21    along with this program; if not, write to the Free Software
  22    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  23    02110-1301, USA.
  24
  25    Contact: cacao@cacaojvm.org
  26
  27    Authors: Christian Thalinger
  28
  29    Changes: Edwin Steiner
  30
  31    $Id: md.c 6265 2007-01-02 20:40:57Z edwin $
  32
  33 */
  34
  35
  36 #define _GNU_SOURCE
  37
  38 #include "config.h"
  39
  40 #include <assert.h>
  41 #include <stdlib.h>
  42 #include <ucontext.h>
  43
  44 #include "vm/jit/x86_64/md-abi.h"
  45
  46 #if defined(ENABLE_THREADS)
  47 # include "threads/native/threads.h"
  48 #endif
  49
  50 #include "vm/exceptions.h"
  51 #include "vm/signallocal.h"
  52 #include "vm/jit/asmpart.h"
  53 #include "vm/jit/stacktrace.h"
  54
  55 #if !defined(NDEBUG) && defined(ENABLE_DISASSEMBLER)
  56 #include "vm/options.h" /* XXX debug */
  57 #include "vm/jit/disass.h" /* XXX debug */
  58 #endif
  59
  60
  61 /* md_init *********************************************************************
  62
  63    Do some machine dependent initialization.
  64
  65 *******************************************************************************/
  66
  67 void md_init(void)
  68 {
  69         /* nothing to do */
  70 }
  71
  72
  73 /* md_signal_handler_sigsegv ***************************************************
  74
  75    NullPointerException signal handler for hardware null pointer
  76    check.
  77
  78 *******************************************************************************/
  79
  80 void md_signal_handler_sigsegv(int sig, siginfo_t *siginfo, void *_p)
  81 {
  82         ucontext_t *_uc;
  83         mcontext_t *_mc;
  84         u1         *sp;
  85         u1         *ra;
  86         u1         *xpc;
  87
  88         _uc = (ucontext_t *) _p;
  89         _mc = &_uc->uc_mcontext;
  90
  91         /* ATTENTION: Don't use CACAO's internal REG_* defines as they are
  92            different to the ones in <ucontext.h>. */
  93
  94         sp  = (u1 *) _mc->gregs[REG_RSP];
  95         xpc = (u1 *) _mc->gregs[REG_RIP];
  96         ra  = xpc;                          /* return address is equal to xpc     */
  97
  98 #if 0
  99         /* check for StackOverflowException */
 100
 101         threads_check_stackoverflow(sp);
 102 #endif
 103
 104         _mc->gregs[REG_RAX] =
 105                 (ptrint) stacktrace_hardware_nullpointerexception(NULL, sp, ra, xpc);
 106
 107         _mc->gregs[REG_R10] = (ptrint) xpc;                      /* REG_ITMP2_XPC */
 108         _mc->gregs[REG_RIP] = (ptrint) asm_handle_exception;
 109 }
 110
 111
 112 /* md_signal_handler_sigfpe ****************************************************
 113
 114    ArithmeticException signal handler for hardware divide by zero
 115    check.
 116
 117 *******************************************************************************/
 118
 119 void md_signal_handler_sigfpe(int sig, siginfo_t *siginfo, void *_p)
 120 {
 121         ucontext_t  *_uc;
 122         mcontext_t  *_mc;
 123         u1          *sp;
 124         u1          *ra;
 125         u1          *xpc;
 126
 127         _uc = (ucontext_t *) _p;
 128         _mc = &_uc->uc_mcontext;
 129
 130         /* ATTENTION: Don't use CACAO's internal REG_* defines as they are
 131            different to the ones in <ucontext.h>. */
 132
 133         sp  = (u1 *) _mc->gregs[REG_RSP];
 134         xpc = (u1 *) _mc->gregs[REG_RIP];
 135         ra  = xpc;                          /* return address is equal to xpc     */
 136
 137         _mc->gregs[REG_RAX] =
 138                 (ptrint) stacktrace_hardware_arithmeticexception(NULL, sp, ra, xpc);
 139
 140         _mc->gregs[REG_R10] = (ptrint) xpc;                      /* REG_ITMP2_XPC */
 141         _mc->gregs[REG_RIP] = (ptrint) asm_handle_exception;
 142 }
 143
 144
 145 /* md_signal_handler_sigusr2 ***************************************************
 146
 147    Signal handler for profiling sampling.
 148
 149 *******************************************************************************/
 150
 151 #if defined(ENABLE_THREADS)
 152 void md_signal_handler_sigusr2(int sig, siginfo_t *siginfo, void *_p)
 153 {
 154         threadobject *t;
 155         ucontext_t   *_uc;
 156         mcontext_t   *_mc;
 157         u1           *pc;
 158
 159         t = THREADOBJECT;
 160
 161         _uc = (ucontext_t *) _p;
 162         _mc = &_uc->uc_mcontext;
 163
 164         /* ATTENTION: Don't use CACAO's internal REG_* defines as they are
 165            different to the ones in <ucontext.h>. */
 166
 167         pc = (u1 *) _mc->gregs[REG_RIP];
 168
 169         t->pc = pc;
 170 }
 171 #endif
 172
 173
 174 #if defined(ENABLE_THREADS)
 175 void thread_restartcriticalsection(ucontext_t *_uc)
 176 {
 177         mcontext_t *_mc;
 178         void       *pc;
 179
 180         _mc = &_uc->uc_mcontext;
 181
 182         pc = critical_find_restart_point((void *) _mc->gregs[REG_RIP]);
 183
 184         if (pc != NULL)
 185                 _mc->gregs[REG_RIP] = (ptrint) pc;
 186 }
 187 #endif
 188
 189
 190 /* md_codegen_patch_branch *****************************************************
 191
 192    Back-patches a branch instruction.
 193
 194 *******************************************************************************/
 195
 196 void md_codegen_patch_branch(codegendata *cd, s4 branchmpc, s4 targetmpc)
 197 {
 198         s4 *mcodeptr;
 199         s4  disp;                           /* branch displacement                */
 200
 201         /* calculate the patch position */
 202
 203         mcodeptr = (s4 *) (cd->mcodebase + branchmpc);
 204
 205         /* Calculate the branch displacement. */
 206
 207         disp = targetmpc - branchmpc;
 208
 209         /* I don't think we have to check for branch-displacement
 210            overflow.  +/-2GB should be enough. */
 211
 212         /* patch the branch instruction before the mcodeptr */
 213
 214         mcodeptr[-1] = disp;
 215 }
 216
 217
 218 /* md_stacktrace_get_returnaddress *********************************************
 219
 220    Returns the return address of the current stackframe, specified by
 221    the passed stack pointer and the stack frame size.
 222
 223 *******************************************************************************/
 224
 225 u1 *md_stacktrace_get_returnaddress(u1 *sp, u4 framesize)
 226 {
 227         u1 *ra;
 228
 229         /* on x86_64 the return address is above the current stack frame */
 230
 231         ra = *((u1 **) (sp + framesize));
 232
 233         return ra;
 234 }
 235
 236
 237 /* md_get_method_patch_address *************************************************
 238
 239    Gets the patch address of the currently compiled method. The offset
 240    is extracted from the load instruction(s) before the jump and added
 241    to the right base address (PV or REG_METHODPTR).
 242
 243    INVOKESTATIC/SPECIAL:
 244
 245    4d 8b 15 e2 fe ff ff             mov    -286(%rip),%r10
 246    49 ff d2                         rex64Z callq  *%r10
 247
 248    INVOKEVIRTUAL:
 249
 250    4c 8b 17                         mov    (%rdi),%r10
 251    49 8b 82 00 00 00 00             mov    0x0(%r10),%rax
 252    48 ff d3                         rex64 callq  *%rax
 253
 254    INVOKEINTERFACE:
 255
 256    4c 8b 17                         mov    (%rdi),%r10
 257    4d 8b 92 00 00 00 00             mov    0x0(%r10),%r10
 258    49 8b 82 00 00 00 00             mov    0x0(%r10),%rax
 259    48 ff d3                         rex64 callq  *%r11
 260
 261 *******************************************************************************/
 262
 263 u1 *md_get_method_patch_address(u1 *ra, stackframeinfo *sfi, u1 *mptr)
 264 {
 265         u1  mcode;
 266         s4  offset;
 267         u1 *pa;                             /* patch address                      */
 268
 269         /* go back to the actual call instruction (3-bytes) */
 270
 271         ra = ra - 3;
 272
 273         /* get the last byte of the call */
 274
 275         mcode = ra[2];
 276
 277         /* check for the different calls */
 278
 279         if (mcode == 0xd2) {
 280                 /* INVOKESTATIC/SPECIAL */
 281
 282                 /* Get the offset from the instruction (the offset address is
 283                    4-bytes before the call instruction). */
 284
 285                 offset = *((s4 *) (ra - 4));
 286
 287                 /* add the offset to the return address (IP-relative addressing) */
 288
 289                 pa = ra + offset;
 290         }
 291         else if (mcode == 0xd3) {
 292                 /* INVOKEVIRTUAL/INTERFACE */
 293
 294                 /* return NULL if no mptr was specified (used for replacement) */
 295
 296                 if (mptr == NULL)
 297                         return NULL;
 298
 299                 /* Get the offset from the instruction (the offset address is
 300                    4-bytes before the call instruction). */
 301
 302                 offset = *((s4 *) (ra - 4));
 303
 304                 /* add the offset to the method pointer */
 305
 306                 pa = mptr + offset;
 307         }
 308         else {
 309                 /* catch any problems */
 310
 311                 assert(0);
 312         }
 313
 314         return pa;
 315 }
 316
 317
 318 /* md_codegen_get_pv_from_pc ***************************************************
 319
 320    On this architecture just a wrapper function to
 321    codegen_get_pv_from_pc.
 322
 323 *******************************************************************************/
 324
 325 u1 *md_codegen_get_pv_from_pc(u1 *ra)
 326 {
 327         u1 *pv;
 328
 329         /* Get the start address of the function which contains this
 330        address from the method table. */
 331
 332         pv = codegen_get_pv_from_pc(ra);
 333
 334         return pv;
 335 }
 336
 337
 338 /* md_cacheflush ***************************************************************
 339
 340    Calls the system's function to flush the instruction and data
 341    cache.
 342
 343 *******************************************************************************/
 344
 345 void md_cacheflush(u1 *addr, s4 nbytes)
 346 {
 347         /* do nothing */
 348 }
 349
 350
 351 /* md_icacheflush **************************************************************
 352
 353    Calls the system's function to flush the instruction cache.
 354
 355 *******************************************************************************/
 356
 357 void md_icacheflush(u1 *addr, s4 nbytes)
 358 {
 359         /* do nothing */
 360 }
 361
 362
 363 /* md_dcacheflush **************************************************************
 364
 365    Calls the system's function to flush the data cache.
 366
 367 *******************************************************************************/
 368
 369 void md_dcacheflush(u1 *addr, s4 nbytes)
 370 {
 371         /* do nothing */
 372 }
 373
 374
 375 /* md_patch_replacement_point **************************************************
 376
 377    Patch the given replacement point.
 378
 379 *******************************************************************************/
 380
 381 #if defined(ENABLE_REPLACEMENT)
 382 void md_patch_replacement_point(codeinfo *code, s4 index, rplpoint *rp, u1 *savedmcode)
 383 {
 384         s4 disp;
 385         u8 mcode;
 386
 387         /* XXX this is probably unsafe! */
 388
 389         if (index < 0) {
 390                 /* write spinning instruction */
 391                 *(u2*)(rp->pc) = 0xebfe;
 392
 393                 /* write 5th byte */
 394                 rp->pc[4] = savedmcode[4];
 395
 396                 /* write first word */
 397                 *(u4*)(rp->pc) = *(u4*)(savedmcode);
 398         }
 399         else {
 400                 /* save the current machine code */
 401                 *(u4*)(savedmcode) = *(u4*)(rp->pc);
 402                 savedmcode[4] = rp->pc[4];
 403
 404                 /* build the machine code for the patch */
 405                 disp = (code->replacementstubs - rp->pc)
 406                            + index * REPLACEMENT_STUB_SIZE
 407                            - 5;
 408
 409                 mcode = 0xe9 | ((u8) disp << 8);
 410
 411                 /* write spinning instruction */
 412                 *(u2*)(rp->pc) = 0xebfe;
 413
 414                 /* write 5th byte */
 415                 rp->pc[4] = (mcode >> 32);
 416
 417                 /* write first word */
 418                 *(u4*)(rp->pc) = (u4) mcode;
 419         }
 420
 421 #if !defined(NDEBUG) && defined(ENABLE_DISASSEMBLER) && 0
 422         {
 423                 u1* u1ptr = rp->pc;
 424                 DISASSINSTR(u1ptr);
 425                 fflush(stdout);
 426         }
 427 #endif
 428
 429     /* XXX if required asm_cacheflush(rp->pc,8); */
 430 }
 431 #endif /* defined(ENABLE_REPLACEMENT) */
 432
 433 /*
 434  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
 435  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
 436  * Emacs will automagically detect them.
 437  * ---------------------------------------------------------------------
 438  * Local variables:
 439  * mode: c
 440  * indent-tabs-mode: t
 441  * c-basic-offset: 4
 442  * tab-width: 4
 443  * End:
 444  * vim:noexpandtab:sw=4:ts=4:
 445  */