classpool: we want the object size
[mate.git] / Mate / X86CodeGen.hs
index 572008473113eae4679d08a9ce1e5a0486ebfbcb..0392da585ef9816e0342dcf51132ef33687901fa 100644 (file)
@@ -3,13 +3,15 @@
 module Mate.X86CodeGen where
 
 import Data.Binary
+import Data.BinaryState
 import Data.Int
 import Data.Maybe
 import qualified Data.Map as M
+import qualified Data.Set as S
 import qualified Data.ByteString.Lazy as B
 import Control.Monad
 
-import Foreign
+import Foreign hiding (xor)
 import Foreign.C.Types
 
 import Text.Printf
@@ -25,6 +27,8 @@ import Mate.BasicBlocks
 import Mate.Types
 import Mate.Utilities
 import Mate.ClassPool
+import Mate.Strings
+
 
 foreign import ccall "dynamic"
    code_int :: FunPtr (CInt -> CInt -> IO CInt) -> (CInt -> CInt -> IO CInt)
@@ -32,6 +36,9 @@ foreign import ccall "dynamic"
 foreign import ccall "getaddr"
   getaddr :: CUInt
 
+foreign import ccall "getMallocAddr"
+  getMallocAddr :: CUInt
+
 foreign import ccall "callertrap"
   callertrap :: IO ()
 
@@ -112,7 +119,7 @@ type PatchInfo = (BlockID, EntryPointOffset)
 
 type BBStarts = M.Map BlockID Int
 
-type CompileInfo = (EntryPoint, BBStarts, Int, TMap)
+type CompileInfo = (EntryPoint, BBStarts, Int, TrapMap)
 
 
 emitFromBB :: B.ByteString -> Class Resolved -> MapBB -> CodeGen e s (CompileInfo, [Instruction])
@@ -135,7 +142,7 @@ emitFromBB method cls hmap =  do
   getLabel _ [] = error "label not found!"
   getLabel i ((x,l):xs) = if i==x then l else getLabel i xs
 
-  efBB :: (BlockID, BasicBlock) -> TMap -> BBStarts -> [(BlockID, Label)] -> CodeGen e s (TMap, BBStarts)
+  efBB :: (BlockID, BasicBlock) -> TrapMap -> BBStarts -> [(BlockID, Label)] -> CodeGen e s (TrapMap, BBStarts)
   efBB (bid, bb) calls bbstarts lmap =
         if M.member bid bbstarts then
           return (calls, bbstarts)
@@ -165,8 +172,8 @@ emitFromBB method cls hmap =  do
       offset <- getCodeOffset
       return $ w32_ep + (fromIntegral offset)
 
-    emit' :: J.Instruction -> CodeGen e s (Maybe (Word32, TrapInfo))
-    emit' (INVOKESTATIC cpidx) = do
+    emitInvoke :: Word16 -> Bool -> CodeGen e s (Maybe (Word32, TrapInfo))
+    emitInvoke cpidx hasThis = do
         let l = buildMethodID cls cpidx
         calladdr <- getCurrentOffset
         newNamedLabel (show l) >>= defineLabel
@@ -174,54 +181,147 @@ emitFromBB method cls hmap =  do
         -- place a nop at the end, therefore the disasm doesn't screw up
         emit32 (0xffff9090 :: Word32) >> emit8 (0x90 :: Word8)
         -- discard arguments on stack
-        let argcnt = (methodGetArgsCount cls cpidx) * 4
+        let argcnt = ((if hasThis then 1 else 0) + (methodGetArgsCount cls cpidx)) * 4
         when (argcnt > 0) (add esp argcnt)
         -- push result on stack if method has a return value
         when (methodHaveReturnValue cls cpidx) (push eax)
         return $ Just $ (calladdr, MI l)
+
+    emit' :: J.Instruction -> CodeGen e s (Maybe (Word32, TrapInfo))
+    emit' (INVOKESPECIAL cpidx) = emitInvoke cpidx True
+    emit' (INVOKESTATIC cpidx) = emitInvoke cpidx False
+    emit' (INVOKEVIRTUAL cpidx) = do
+        -- get methodInfo entry
+        let mi@(MethodInfo methodname objname msig@(MethodSignature args _))  = buildMethodID cls cpidx
+        newNamedLabel (show mi) >>= defineLabel
+        -- objref lives somewhere on the argument stack
+        mov eax (Disp ((*4) $ fromIntegral $ length args), esp)
+        -- get method-table-ptr
+        mov eax (Disp 0, eax)
+        -- get method offset
+        let nameAndSig = methodname `B.append` (encode msig)
+        offset <- liftIO $ getMethodOffset objname nameAndSig
+        -- make actual (indirect) call
+        calladdr <- getCurrentOffset
+        call (Disp offset, eax)
+        -- discard arguments on stack (+4 for "this")
+        let argcnt = 4 + ((methodGetArgsCount cls cpidx) * 4)
+        when (argcnt > 0) (add esp argcnt)
+        -- push result on stack if method has a return value
+        when (methodHaveReturnValue cls cpidx) (push eax)
+        -- note, the "mi" has the wrong class reference here.
+        -- we figure that out at run-time, in the methodpool,
+        -- depending on the method-table-ptr
+        return $ Just $ (calladdr, VI mi)
     emit' (PUTSTATIC cpidx) = do
         pop eax
         trapaddr <- getCurrentOffset
         mov (Addr 0x00000000) eax -- it's a trap
-        return $ Just $ (trapaddr, SFI $ buildFieldID cls cpidx)
+        return $ Just $ (trapaddr, SFI $ buildStaticFieldID cls cpidx)
     emit' (GETSTATIC cpidx) = do
         trapaddr <- getCurrentOffset
         mov eax (Addr 0x00000000) -- it's a trap
         push eax
-        return $ Just $ (trapaddr, SFI $ buildFieldID cls cpidx)
+        return $ Just $ (trapaddr, SFI $ buildStaticFieldID cls cpidx)
     emit' insn = emit insn >> return Nothing
 
     emit :: J.Instruction -> CodeGen e s ()
-    emit POP = do -- print dropped value
-        calladdr <- getCurrentOffset
-        -- '5' is the size of the `call' instruction ( + immediate)
-        let w32_calladdr = 5 + calladdr
-        let trapaddr = (fromIntegral getaddr :: Word32)
-        call (trapaddr - w32_calladdr)
+    emit POP = do -- dropp value
         add esp (4 :: Word32)
+    emit DUP = push (Disp 0, esp)
+    emit AASTORE = emit IASTORE
+    emit IASTORE = do
+        pop eax -- value
+        pop ebx -- offset
+        add ebx (1 :: Word32)
+        pop ecx -- aref
+        mov (ecx, ebx, S4) eax
+    emit AALOAD = emit IALOAD
+    emit IALOAD = do
+        pop ebx -- offset
+        add ebx (1 :: Word32)
+        pop ecx -- aref
+        push (ecx, ebx, S4)
+    emit ARRAYLENGTH = do
+        pop eax
+        push (Disp 0, eax)
+    emit (ANEWARRAY _) = emit (NEWARRAY 10) -- 10 == T_INT
+    emit (NEWARRAY typ) = do
+        let tsize = case decodeS (0 :: Integer) (B.pack [typ]) of
+                    T_INT -> 4
+                    _ -> error $ "newarray: type not implemented yet"
+        -- get length from stack, but leave it there
+        mov eax (Disp 0, esp)
+        mov ebx (tsize :: Word32)
+        -- multiple amount with native size of one element
+        mul ebx -- result is in eax
+        add eax (4 :: Word32) -- for "length" entry
+        -- push amount of bytes to allocate
+        push eax
+        callMalloc
+        pop eax -- ref to arraymemory
+        pop ebx -- length
+        mov (Disp 0, eax) ebx -- store length at offset 0
+        push eax -- push ref again
+    emit (NEW objidx) = do
+        let objname = buildClassID cls objidx
+        amount <- liftIO $ getObjectSize objname
+        push (amount :: Word32)
+        callMalloc
+        -- TODO(bernhard): save reference somewhere for GC
+        -- set method table pointer
+        mtable <- liftIO $ getMethodTable objname
+        mov (Disp 0, eax) mtable
+    emit (CHECKCAST _) = nop -- TODO(bernhard): ...
     emit (BIPUSH val) = push ((fromIntegral val) :: Word32)
     emit (SIPUSH val) = push ((fromIntegral $ ((fromIntegral val) :: Int16)) :: Word32)
     emit (ICONST_0) = push (0 :: Word32)
     emit (ICONST_1) = push (1 :: Word32)
     emit (ICONST_2) = push (2 :: Word32)
+    emit (ICONST_3) = push (3 :: Word32)
     emit (ICONST_4) = push (4 :: Word32)
     emit (ICONST_5) = push (5 :: Word32)
+    emit (ALOAD_ x) = emit (ILOAD_ x)
     emit (ILOAD_ x) = do
         push (Disp (cArgs_ x), ebp)
+    emit (ALOAD x) = emit (ILOAD x)
     emit (ILOAD x) = do
         push (Disp (cArgs x), ebp)
+    emit (ASTORE_ x) = emit (ISTORE_ x)
     emit (ISTORE_ x) = do
         pop eax
         mov (Disp (cArgs_ x), ebp) eax
+    emit (ASTORE x) = emit (ISTORE x)
     emit (ISTORE x) = do
         pop eax
         mov (Disp (cArgs x), ebp) eax
+
+    emit (LDC1 x) = emit (LDC2 $ fromIntegral x)
+    emit (LDC2 x) = do
+        value <- case (constsPool cls) M.! x of
+                      (CString s) -> liftIO $ getUniqueStringAddr s
+                      _ -> error $ "LDCI... missing impl."
+        push value
+    emit (GETFIELD x) = do
+        pop eax -- this pointer
+        let (cname, fname) = buildFieldOffset cls x
+        offset <- liftIO $ getFieldOffset cname fname
+        push (Disp (fromIntegral $ offset), eax) -- get field
+    emit (PUTFIELD x) = do
+        pop ebx -- value to write
+        pop eax -- this pointer
+        let (cname, fname) = buildFieldOffset cls x
+        offset <- liftIO $ getFieldOffset cname fname
+        mov (Disp (fromIntegral $ offset), eax) ebx -- set field
+
     emit IADD = do pop ebx; pop eax; add eax ebx; push eax
     emit ISUB = do pop ebx; pop eax; sub eax ebx; push eax
     emit IMUL = do pop ebx; pop eax; mul ebx; push eax
+    emit IXOR = do pop ebx; pop eax; xor eax ebx; push eax
     emit (IINC x imm) = do
         add (Disp (cArgs x), ebp) (s8_w32 imm)
 
+    emit (IF_ACMP cond x) = emit (IF_ICMP cond x)
     emit (IF_ICMP cond _) = do
         pop eax -- value2
         pop ebx -- value1
@@ -248,6 +348,7 @@ emitFromBB method cls hmap =  do
         jmp $ getLabel sid lmap
 
     emit RETURN = do mov esp ebp; pop ebp; ret
+    emit ARETURN = emit IRETURN
     emit IRETURN = do
         pop eax
         mov esp ebp
@@ -255,22 +356,35 @@ emitFromBB method cls hmap =  do
         ret
     emit invalid = error $ "insn not implemented yet: " ++ (show invalid)
 
+    callMalloc :: CodeGen e s ()
+    callMalloc = do
+        calladdr <- getCurrentOffset
+        let w32_calladdr = 5 + calladdr
+        let malloaddr = (fromIntegral getMallocAddr :: Word32)
+        call (malloaddr - w32_calladdr)
+        add esp (4 :: Word32)
+        push eax
+
   -- for locals we use a different storage
   cArgs :: Word8 -> Word32
   cArgs x = if (x' >= thisMethodArgCnt)
       -- TODO(bernhard): maybe s/(-4)/(-8)/
       then fromIntegral $ (-4) * (x' - thisMethodArgCnt + 1)
-      else 8 + (4 * x')
+      else 4 + (thisMethodArgCnt * 4) - (4 * x')
     where x' = fromIntegral x
 
   cArgs_ :: IMM -> Word32
   cArgs_ x = cArgs $ case x of I0 -> 0; I1 -> 1; I2 -> 2; I3 -> 3
 
   thisMethodArgCnt :: Word32
-  thisMethodArgCnt = fromIntegral $ length args
+  thisMethodArgCnt = isNonStatic + (fromIntegral $ length args)
     where
     (Just m) = lookupMethod method cls
     (MethodSignature args _) = methodSignature m
+    isNonStatic = if S.member ACC_STATIC (methodAccessFlags m)
+        then 0
+        else 1 -- one argument for the this pointer
+
 
   -- sign extension from w8 to w32 (over s8)
   --   unfortunately, hs-java is using Word8 everywhere (while