mono/mini/mini-arm.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * Copyright 2011 Xamarin Inc
   4  * Licensed under the MIT license. See LICENSE file in the project root for full license information.
   5  */
   6
   7 #ifndef __MONO_MINI_ARM_H__
   8 #define __MONO_MINI_ARM_H__
   9
  10 #include <mono/arch/arm/arm-codegen.h>
  11 #include <mono/utils/mono-context.h>
  12 #include <glib.h>
  13
  14 #if defined(ARM_FPU_NONE)
  15 #define MONO_ARCH_SOFT_FLOAT_FALLBACK 1
  16 #endif
  17
  18 #if defined(__ARM_EABI__)
  19 #if G_BYTE_ORDER == G_LITTLE_ENDIAN
  20 #define ARM_ARCHITECTURE "armel"
  21 #else
  22 #define ARM_ARCHITECTURE "armeb"
  23 #endif
  24 #else
  25 #define ARM_ARCHITECTURE "arm"
  26 #endif
  27
  28 #if defined(ARM_FPU_VFP)
  29 #define ARM_FP_MODEL "vfp"
  30 #elif defined(ARM_FPU_NONE)
  31 #define ARM_FP_MODEL "vfp+fallback"
  32 #elif defined(ARM_FPU_VFP_HARD)
  33 #define ARM_FP_MODEL "vfp+hard"
  34 #else
  35 #error "At least one of ARM_FPU_NONE, ARM_FPU_VFP or ARM_FPU_VFP_HARD must be defined."
  36 #endif
  37
  38 #define MONO_ARCH_ARCHITECTURE ARM_ARCHITECTURE "," ARM_FP_MODEL
  39
  40 #define MONO_ARCH_CPU_SPEC mono_arm_cpu_desc
  41
  42 #if G_BYTE_ORDER == G_LITTLE_ENDIAN
  43 #define ARM_LSW_REG ARMREG_R0
  44 #define ARM_MSW_REG ARMREG_R1
  45 #else
  46 #define ARM_LSW_REG ARMREG_R1
  47 #define ARM_MSW_REG ARMREG_R0
  48 #endif
  49
  50 #define MONO_MAX_IREGS 16
  51
  52 #define MONO_SAVED_GREGS 10 /* r4-r11, ip, lr */
  53
  54 /* r4-r11, ip, lr: registers saved in the LMF  */
  55 #define MONO_ARM_REGSAVE_MASK 0x5ff0
  56 #define MONO_ARM_FIRST_SAVED_REG ARMREG_R4
  57 #define MONO_ARM_NUM_SAVED_REGS 10
  58
  59 /* Parameters used by the register allocator */
  60
  61 #define MONO_ARCH_CALLEE_REGS ((1<<ARMREG_R0) | (1<<ARMREG_R1) | (1<<ARMREG_R2) | (1<<ARMREG_R3) | (1<<ARMREG_IP))
  62 #define MONO_ARCH_CALLEE_SAVED_REGS ((1<<ARMREG_V1) | (1<<ARMREG_V2) | (1<<ARMREG_V3) | (1<<ARMREG_V4) | (1<<ARMREG_V5) | (1<<ARMREG_V6) | (1<<ARMREG_V7))
  63
  64 /*
  65  * TODO: Make use of VFP v3 registers d16-d31.
  66  */
  67
  68 /*
  69  * TODO: We can't use registers d8-d15 in hard float mode because the
  70  * register allocator doesn't allocate floating point registers globally.
  71  */
  72
  73 #if defined(ARM_FPU_VFP_HARD)
  74 #define MONO_SAVED_FREGS 16
  75 #define MONO_MAX_FREGS 32
  76
  77 /*
  78  * d8-d15 must be preserved across function calls. We use d14-d15 as
  79  * scratch registers in the JIT. The rest have no meaning tied to them.
  80  */
  81 #define MONO_ARCH_CALLEE_FREGS 0x00005555
  82 #define MONO_ARCH_CALLEE_SAVED_FREGS 0x55550000
  83 #else
  84 #define MONO_SAVED_FREGS 8
  85 #define MONO_MAX_FREGS 16
  86
  87 /*
  88  * No registers need to be preserved across function calls. We use d0-d1
  89  * as scratch registers in the JIT. The rest have no meaning tied to them.
  90  */
  91 #define MONO_ARCH_CALLEE_FREGS 0x55555550
  92 #define MONO_ARCH_CALLEE_SAVED_FREGS 0x00000000
  93 #endif
  94
  95 #define MONO_ARCH_USE_FPSTACK FALSE
  96 #define MONO_ARCH_FPSTACK_SIZE 0
  97
  98 #define MONO_ARCH_INST_SREG2_MASK(ins) (0)
  99
 100 #define MONO_ARCH_INST_FIXED_REG(desc) \
 101         (mono_arch_is_soft_float () ? \
 102         ((desc) == 'l' || (desc) == 'f' || (desc) == 'g' ? ARM_LSW_REG : (desc) == 'a' ? ARMREG_R0 : -1) : \
 103         ((desc) == 'l' ? ARM_LSW_REG : (desc) == 'a' ? ARMREG_R0 : -1))
 104
 105 #define MONO_ARCH_INST_IS_REGPAIR(desc) \
 106         (mono_arch_is_soft_float () ? \
 107         ((desc) == 'l' || (desc) == 'L' || (desc) == 'f' || (desc) == 'g') : \
 108         ((desc) == 'l' || (desc) == 'L'))
 109
 110 #define MONO_ARCH_INST_IS_FLOAT(desc) \
 111         (mono_arch_is_soft_float () ? \
 112         (FALSE) : \
 113         ((desc) == 'f' || (desc) == 'g'))
 114
 115 #define MONO_ARCH_INST_REGPAIR_REG2(desc,hreg1) ((desc) == 'l' || (desc) == 'f' || (desc) == 'g' ? ARM_MSW_REG : -1)
 116
 117 #ifdef TARGET_WATCHOS
 118 #define MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT 16
 119 #else
 120 #define MONO_ARCH_FRAME_ALIGNMENT 8
 121 #endif
 122
 123 /* fixme: align to 16byte instead of 32byte (we align to 32byte to get
 124  * reproduceable results for benchmarks */
 125 #define MONO_ARCH_CODE_ALIGNMENT 32
 126
 127 /* This needs to hold both a 32 bit int and a 64 bit double */
 128 #define mono_unwind_reg_t guint64
 129
 130 /* Argument marshallings for calls between gsharedvt and normal code */
 131 typedef enum {
 132         GSHAREDVT_ARG_NONE = 0,
 133         GSHAREDVT_ARG_BYVAL_TO_BYREF = 1,
 134         GSHAREDVT_ARG_BYREF_TO_BYVAL = 2,
 135         GSHAREDVT_ARG_BYREF_TO_BYVAL_I1 = 3,
 136         GSHAREDVT_ARG_BYREF_TO_BYVAL_I2 = 4,
 137         GSHAREDVT_ARG_BYREF_TO_BYVAL_U1 = 5,
 138         GSHAREDVT_ARG_BYREF_TO_BYVAL_U2 = 6
 139 } GSharedVtArgMarshal;
 140
 141 /* Return value marshalling for calls between gsharedvt and normal code */
 142 typedef enum {
 143         GSHAREDVT_RET_NONE = 0,
 144         GSHAREDVT_RET_IREG = 1,
 145         GSHAREDVT_RET_IREGS = 2,
 146         GSHAREDVT_RET_I1 = 3,
 147         GSHAREDVT_RET_U1 = 4,
 148         GSHAREDVT_RET_I2 = 5,
 149         GSHAREDVT_RET_U2 = 6,
 150         GSHAREDVT_RET_VFP_R4 = 7,
 151         GSHAREDVT_RET_VFP_R8 = 8
 152 } GSharedVtRetMarshal;
 153
 154 typedef struct {
 155         /* Method address to call */
 156         gpointer addr;
 157         /* The trampoline reads this, so keep the size explicit */
 158         int ret_marshal;
 159         /* If ret_marshal != NONE, this is the reg of the vret arg, else -1 */
 160         int vret_arg_reg;
 161         /* The stack slot where the return value will be stored */
 162         int vret_slot;
 163         int stack_usage, map_count;
 164         /* If not -1, then make a virtual call using this vtable offset */
 165         int vcall_offset;
 166         /* If 1, make an indirect call to the address in the rgctx reg */
 167         int calli;
 168         /* Whenever this is a in or an out call */
 169         int gsharedvt_in;
 170         /* Whenever this call uses fp registers */
 171         int have_fregs;
 172         gpointer caller_cinfo, callee_cinfo;
 173         /* Maps stack slots/registers in the caller to the stack slots/registers in the callee */
 174         /* A negative value means a register, i.e. -1=r0, -2=r1 etc. */
 175         int map [MONO_ZERO_LEN_ARRAY];
 176 } GSharedVtCallInfo;
 177
 178
 179 typedef enum {
 180         RegTypeNone,
 181         /* Passed/returned in an ireg */
 182         RegTypeGeneral,
 183         /* Passed/returned in a pair of iregs */
 184         RegTypeIRegPair,
 185         /* Passed on the stack */
 186         RegTypeBase,
 187         /* First word in r3, second word on the stack */
 188         RegTypeBaseGen,
 189         /* FP value passed in either an ireg or a vfp reg */
 190         RegTypeFP,
 191         /* Struct passed/returned in gregs */
 192         RegTypeStructByVal,
 193         RegTypeStructByAddr,
 194         RegTypeStructByAddrOnStack,
 195         /* gsharedvt argument passed by addr in greg */
 196         RegTypeGSharedVtInReg,
 197         /* gsharedvt argument passed by addr on stack */
 198         RegTypeGSharedVtOnStack,
 199         RegTypeHFA
 200 } ArgStorage;
 201
 202 typedef struct {
 203         gint32  offset;
 204         guint16 vtsize; /* in param area */
 205         /* RegTypeHFA */
 206         int esize;
 207         /* RegTypeHFA/RegTypeStructByVal */
 208         int nregs;
 209         guint8  reg;
 210         ArgStorage  storage;
 211         /* RegTypeStructByVal */
 212         gint32  struct_size, align;
 213         guint8  size    : 4; /* 1, 2, 4, 8, or regs used by RegTypeStructByVal */
 214 } ArgInfo;
 215
 216 typedef struct {
 217         int nargs;
 218         guint32 stack_usage;
 219         /* The index of the vret arg in the argument list for RegTypeStructByAddr */
 220         int vret_arg_index;
 221         ArgInfo ret;
 222         ArgInfo sig_cookie;
 223         ArgInfo args [1];
 224 } CallInfo;
 225
 226 /* Structure used by the sequence points in AOTed code */
 227 typedef struct {
 228         gpointer ss_trigger_page;
 229         gpointer bp_trigger_page;
 230         gpointer ss_tramp_addr;
 231         guint8* bp_addrs [MONO_ZERO_LEN_ARRAY];
 232 } SeqPointInfo;
 233
 234
 235 #define PARAM_REGS 4
 236 #define FP_PARAM_REGS 8
 237 #define DYN_CALL_STACK_ARGS 10
 238
 239 typedef struct {
 240         mgreg_t regs [PARAM_REGS + FP_PARAM_REGS];
 241         double fpregs [FP_PARAM_REGS];
 242         mgreg_t res, res2;
 243         guint8 *ret;
 244         guint32 has_fpregs;
 245 } DynCallArgs;
 246
 247 void arm_patch (guchar *code, const guchar *target);
 248 guint8* mono_arm_emit_load_imm (guint8 *code, int dreg, guint32 val);
 249 int mono_arm_is_rotated_imm8 (guint32 val, gint *rot_amount);
 250
 251 void
 252 mono_arm_throw_exception_by_token (guint32 type_token, mgreg_t pc, mgreg_t sp, mgreg_t *int_regs, gdouble *fp_regs);
 253
 254 gpointer
 255 mono_arm_start_gsharedvt_call (GSharedVtCallInfo *info, gpointer *caller, gpointer *callee, gpointer mrgctx_reg, double *caller_fregs, double *callee_fregs);
 256
 257 typedef enum {
 258         MONO_ARM_FPU_NONE = 0,
 259         MONO_ARM_FPU_VFP = 1,
 260         MONO_ARM_FPU_VFP_HARD = 2
 261 } MonoArmFPU;
 262
 263 /* keep the size of the structure a multiple of 8 */
 264 struct MonoLMF {
 265         /*
 266          * If the second lowest bit is set to 1, then this is a MonoLMFExt structure, and
 267          * the other fields are not valid.
 268          */
 269         gpointer    previous_lmf;
 270         gpointer    lmf_addr;
 271         /* This is only set in trampoline LMF frames */
 272         MonoMethod *method;
 273         mgreg_t    sp;
 274         mgreg_t    ip;
 275         mgreg_t    fp;
 276         /* Currently only used in trampolines on armhf to hold d0-d15. We don't really
 277          * need to put d0-d7 in the LMF, but it simplifies the trampoline code.
 278          */
 279         double     fregs [16];
 280         /* all but sp and pc: matches the PUSH instruction layout in the trampolines
 281          * 0-4 should be considered undefined (execpt in the magic tramp)
 282          * sp is saved at IP.
 283          */
 284         mgreg_t    iregs [14];
 285 };
 286
 287 typedef struct MonoCompileArch {
 288         gpointer seq_point_info_var, ss_trigger_page_var;
 289         gpointer seq_point_ss_method_var;
 290         gpointer seq_point_bp_method_var;
 291         gpointer vret_addr_loc;
 292         gboolean omit_fp, omit_fp_computed;
 293         gpointer cinfo;
 294         gpointer *vfp_scratch_slots [2];
 295         int atomic_tmp_offset;
 296         guint8 *thunks;
 297         int thunks_size;
 298 } MonoCompileArch;
 299
 300 #define MONO_ARCH_EMULATE_FCONV_TO_I8 1
 301 #define MONO_ARCH_EMULATE_LCONV_TO_R8 1
 302 #define MONO_ARCH_EMULATE_LCONV_TO_R4 1
 303 #define MONO_ARCH_EMULATE_LCONV_TO_R8_UN 1
 304 #define MONO_ARCH_EMULATE_FREM 1
 305 #define MONO_ARCH_EMULATE_DIV 1
 306 #define MONO_ARCH_EMULATE_CONV_R8_UN 1
 307 #define MONO_ARCH_EMULATE_MUL_OVF 1
 308
 309 #define ARM_FIRST_ARG_REG 0
 310 #define ARM_LAST_ARG_REG 3
 311
 312 #define MONO_ARCH_USE_SIGACTION 1
 313
 314 #if defined(HOST_WATCHOS)
 315 #undef MONO_ARCH_USE_SIGACTION
 316 #endif
 317
 318 #define MONO_ARCH_NEED_DIV_CHECK 1
 319
 320 #define MONO_ARCH_HAVE_GENERALIZED_IMT_TRAMPOLINE 1
 321
 322 #define MONO_ARCH_HAVE_FULL_AOT_TRAMPOLINES 1
 323 #define MONO_ARCH_HAVE_DECOMPOSE_LONG_OPTS 1
 324
 325 #define MONO_ARCH_AOT_SUPPORTED 1
 326 #define MONO_ARCH_LLVM_SUPPORTED 1
 327
 328 #define MONO_ARCH_GSHARED_SUPPORTED 1
 329 #define MONO_ARCH_DYN_CALL_SUPPORTED 1
 330 #define MONO_ARCH_DYN_CALL_PARAM_AREA (DYN_CALL_STACK_ARGS * sizeof (mgreg_t))
 331
 332 #if !(defined(TARGET_ANDROID) && defined(MONO_CROSS_COMPILE))
 333 #define MONO_ARCH_SOFT_DEBUG_SUPPORTED 1
 334 #endif
 335
 336 #define MONO_ARCH_HAVE_EXCEPTIONS_INIT 1
 337 #define MONO_ARCH_HAVE_GET_TRAMPOLINES 1
 338 #define MONO_ARCH_HAVE_CONTEXT_SET_INT_REG 1
 339 #define MONO_ARCH_HAVE_SIGCTX_TO_MONOCTX 1
 340 #define MONO_ARCH_GC_MAPS_SUPPORTED 1
 341 #define MONO_ARCH_HAVE_SETUP_ASYNC_CALLBACK 1
 342 #define MONO_ARCH_HAVE_CONTEXT_SET_INT_REG 1
 343 #define MONO_ARCH_HAVE_SETUP_RESUME_FROM_SIGNAL_HANDLER_CTX 1
 344 #define MONO_ARCH_GSHAREDVT_SUPPORTED 1
 345 #define MONO_ARCH_HAVE_GENERAL_RGCTX_LAZY_FETCH_TRAMPOLINE 1
 346 #define MONO_ARCH_HAVE_OPCODE_NEEDS_EMULATION 1
 347 #define MONO_ARCH_HAVE_OBJC_GET_SELECTOR 1
 348 #define MONO_ARCH_HAVE_OP_TAIL_CALL 1
 349 #define MONO_ARCH_HAVE_DUMMY_INIT 1
 350 #define MONO_ARCH_HAVE_SDB_TRAMPOLINES 1
 351 #define MONO_ARCH_HAVE_PATCH_CODE_NEW 1
 352 #define MONO_ARCH_HAVE_OP_GENERIC_CLASS_INIT 1
 353 #define MONO_ARCH_HAVE_INIT_LMF_EXT 1
 354
 355 #if defined(TARGET_WATCHOS) || (defined(__linux__) && !defined(TARGET_ANDROID))
 356 #define MONO_ARCH_DISABLE_HW_TRAPS 1
 357 #define MONO_ARCH_HAVE_UNWIND_BACKTRACE 1
 358 #endif
 359
 360 /* ARM doesn't have too many registers, so we have to use a callee saved one */
 361 #define MONO_ARCH_RGCTX_REG ARMREG_V5
 362 #define MONO_ARCH_IMT_REG MONO_ARCH_RGCTX_REG
 363 /* First argument reg */
 364 #define MONO_ARCH_VTABLE_REG ARMREG_R0
 365 #define MONO_ARCH_EXC_REG ARMREG_R0
 366
 367 #define MONO_CONTEXT_SET_LLVM_EXC_REG(ctx, exc) do { (ctx)->regs [0] = (gsize)exc; } while (0)
 368
 369 #define MONO_INIT_CONTEXT_FROM_FUNC(ctx,func) do {      \
 370                 MONO_CONTEXT_SET_BP ((ctx), __builtin_frame_address (0));       \
 371                 MONO_CONTEXT_SET_SP ((ctx), __builtin_frame_address (0));       \
 372                 MONO_CONTEXT_SET_IP ((ctx), (func));    \
 373         } while (0)
 374
 375 #define MONO_ARCH_INIT_TOP_LMF_ENTRY(lmf)
 376
 377 void
 378 mono_arm_throw_exception (MonoObject *exc, mgreg_t pc, mgreg_t sp, mgreg_t *int_regs, gdouble *fp_regs);
 379
 380 void
 381 mono_arm_throw_exception_by_token (guint32 type_token, mgreg_t pc, mgreg_t sp, mgreg_t *int_regs, gdouble *fp_regs);
 382
 383 void
 384 mono_arm_resume_unwind (guint32 dummy1, mgreg_t pc, mgreg_t sp, mgreg_t *int_regs, gdouble *fp_regs);
 385
 386 gboolean
 387 mono_arm_thumb_supported (void);
 388
 389 gboolean
 390 mono_arm_eabi_supported (void);
 391
 392 int
 393 mono_arm_i8_align (void);
 394
 395 GSList*
 396 mono_arm_get_exception_trampolines (gboolean aot);
 397
 398 guint8*
 399 mono_arm_get_thumb_plt_entry (guint8 *code);
 400
 401 guint8*
 402 mono_arm_patchable_b (guint8 *code, int cond);
 403
 404 guint8*
 405 mono_arm_patchable_bl (guint8 *code, int cond);
 406
 407 gboolean
 408 mono_arm_is_hard_float (void);
 409
 410 void
 411 mono_arm_unaligned_stack (MonoMethod *method);
 412
 413 /* MonoJumpInfo **ji */
 414 guint8*
 415 mono_arm_emit_aotconst (gpointer ji, guint8 *code, guint8 *buf, int dreg, int patch_type, gconstpointer data);
 416
 417 CallInfo*
 418 mono_arch_get_call_info (MonoMemPool *mp, MonoMethodSignature *sig);
 419
 420 #endif /* __MONO_MINI_ARM_H__ */