Optimize address translation and write tracking on the MMU (#571)
* Implement faster address translation and write tracking on the MMU * Rename MemoryAlloc to MemoryManagement, and other nits * Support multi-level page tables * Fix typo * Reword comment a bit * Support scalar vector loads/stores on the memory fast path, and minor fixes * Add missing cast * Alignment * Fix VirtualFree function signature * Change MemoryProtection enum to uint aswell for consistency
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5ba8c8bedc
commit
9bb400dfea
15 changed files with 870 additions and 495 deletions
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@ -1,14 +0,0 @@
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using System;
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namespace ChocolArm64.Events
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{
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public class MemoryAccessEventArgs : EventArgs
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{
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public long Position { get; private set; }
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public MemoryAccessEventArgs(long position)
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{
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Position = position;
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}
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}
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}
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@ -1,13 +0,0 @@
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using System;
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namespace ChocolArm64.Exceptions
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{
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public class VmmPageFaultException : Exception
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{
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private const string ExMsg = "Tried to access unmapped address 0x{0:x16}!";
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public VmmPageFaultException() { }
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public VmmPageFaultException(long position) : base(string.Format(ExMsg, position)) { }
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}
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}
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@ -31,8 +31,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
{
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{
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||||||
OpCodeMem64 op = (OpCodeMem64)context.CurrOp;
|
OpCodeMem64 op = (OpCodeMem64)context.CurrOp;
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||||||
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||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
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||||||
|
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||||||
EmitLoadAddress(context);
|
EmitLoadAddress(context);
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||||||
if (signed && op.Extend64)
|
if (signed && op.Extend64)
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||||||
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@ -69,7 +67,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
return;
|
return;
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}
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}
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||||||
|
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||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdc_I8(op.Imm);
|
context.EmitLdc_I8(op.Imm);
|
||||||
|
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if (op.Signed)
|
if (op.Signed)
|
||||||
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@ -116,13 +113,10 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
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}
|
}
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}
|
}
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||||||
|
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||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
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||||||
|
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||||||
EmitLoadAddress(context);
|
EmitLoadAddress(context);
|
||||||
|
|
||||||
EmitReadAndStore(op.Rt);
|
EmitReadAndStore(op.Rt);
|
||||||
|
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||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdtmp();
|
context.EmitLdtmp();
|
||||||
context.EmitLdc_I8(1 << op.Size);
|
context.EmitLdc_I8(1 << op.Size);
|
||||||
|
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||||||
|
@ -137,8 +131,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
{
|
{
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||||||
OpCodeMem64 op = (OpCodeMem64)context.CurrOp;
|
OpCodeMem64 op = (OpCodeMem64)context.CurrOp;
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
|
|
||||||
EmitLoadAddress(context);
|
EmitLoadAddress(context);
|
||||||
|
|
||||||
if (op is IOpCodeSimd64)
|
if (op is IOpCodeSimd64)
|
||||||
|
@ -159,8 +151,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
{
|
{
|
||||||
OpCodeMemPair64 op = (OpCodeMemPair64)context.CurrOp;
|
OpCodeMemPair64 op = (OpCodeMemPair64)context.CurrOp;
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
|
|
||||||
EmitLoadAddress(context);
|
EmitLoadAddress(context);
|
||||||
|
|
||||||
if (op is IOpCodeSimd64)
|
if (op is IOpCodeSimd64)
|
||||||
|
@ -174,7 +164,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
EmitWriteCall(context, op.Size);
|
EmitWriteCall(context, op.Size);
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdtmp();
|
context.EmitLdtmp();
|
||||||
context.EmitLdc_I8(1 << op.Size);
|
context.EmitLdc_I8(1 << op.Size);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -64,9 +64,7 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if ((mask & 1) != 0)
|
if ((mask & 1) != 0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdtmp();
|
context.EmitLdtmp();
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdc_I4(offset);
|
context.EmitLdc_I4(offset);
|
||||||
|
|
||||||
context.Emit(OpCodes.Add);
|
context.Emit(OpCodes.Add);
|
||||||
|
@ -129,9 +127,7 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if ((mask & 1) != 0)
|
if ((mask & 1) != 0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdtmp();
|
context.EmitLdtmp();
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdc_I4(offset);
|
context.EmitLdc_I4(offset);
|
||||||
|
|
||||||
context.Emit(OpCodes.Add);
|
context.Emit(OpCodes.Add);
|
||||||
|
@ -198,8 +194,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
context.EmitSttmp();
|
context.EmitSttmp();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (op.Index)
|
if (op.Index)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdtmp();
|
context.EmitLdtmp();
|
||||||
|
|
|
@ -72,6 +72,8 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
void WriteExclusiveValue(string propName)
|
void WriteExclusiveValue(string propName)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Dup);
|
||||||
|
|
||||||
if (op.Size < 3)
|
if (op.Size < 3)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
||||||
|
@ -82,13 +84,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
context.EmitLdtmp2();
|
context.EmitLdtmp2();
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitCallPrivatePropSet(typeof(CpuThreadState), propName);
|
context.EmitCallPrivatePropSet(typeof(CpuThreadState), propName);
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdtmp2();
|
|
||||||
|
|
||||||
if (op.Size < 3)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
context.Emit(OpCodes.Conv_U4);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (pair)
|
if (pair)
|
||||||
|
@ -99,7 +94,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
//method to read 128-bits atomically.
|
//method to read 128-bits atomically.
|
||||||
if (op.Size == 2)
|
if (op.Size == 2)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdtmp();
|
context.EmitLdtmp();
|
||||||
|
|
||||||
EmitReadZxCall(context, 3);
|
EmitReadZxCall(context, 3);
|
||||||
|
@ -164,13 +158,12 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
throw new InvalidOperationException($"Invalid store size of {1 << op.Size} bytes.");
|
throw new InvalidOperationException($"Invalid load size of {1 << op.Size} bytes.");
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
//8, 16, 32 or 64-bits (non-pairwise) load.
|
//8, 16, 32 or 64-bits (non-pairwise) load.
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdtmp();
|
context.EmitLdtmp();
|
||||||
|
|
||||||
EmitReadZxCall(context, op.Size);
|
EmitReadZxCall(context, op.Size);
|
||||||
|
@ -320,9 +313,8 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
void EmitWrite(int rt, long offset)
|
void EmitWriteCall(int rt, long offset)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdint(op.Rn);
|
context.EmitLdint(op.Rn);
|
||||||
|
|
||||||
if (offset != 0)
|
if (offset != 0)
|
||||||
|
@ -334,14 +326,14 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitLdintzr(rt);
|
context.EmitLdintzr(rt);
|
||||||
|
|
||||||
EmitWriteCall(context, op.Size);
|
InstEmitMemoryHelper.EmitWriteCall(context, op.Size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
EmitWrite(op.Rt, 0);
|
EmitWriteCall(op.Rt, 0);
|
||||||
|
|
||||||
if (pair)
|
if (pair)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
EmitWrite(op.Rt2, 1 << op.Size);
|
EmitWriteCall(op.Rt2, 1 << op.Size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -1,13 +1,20 @@
|
||||||
using ChocolArm64.Decoders;
|
using ChocolArm64.Decoders;
|
||||||
using ChocolArm64.Memory;
|
using ChocolArm64.Memory;
|
||||||
|
using ChocolArm64.State;
|
||||||
using ChocolArm64.Translation;
|
using ChocolArm64.Translation;
|
||||||
using System;
|
using System;
|
||||||
using System.Reflection.Emit;
|
using System.Reflection.Emit;
|
||||||
|
using System.Runtime.Intrinsics.X86;
|
||||||
|
|
||||||
namespace ChocolArm64.Instructions
|
namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
{
|
{
|
||||||
static class InstEmitMemoryHelper
|
static class InstEmitMemoryHelper
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
private static int _tempIntAddress = ILEmitterCtx.GetIntTempIndex();
|
||||||
|
private static int _tempIntValue = ILEmitterCtx.GetIntTempIndex();
|
||||||
|
private static int _tempIntPtAddr = ILEmitterCtx.GetIntTempIndex();
|
||||||
|
private static int _tempVecValue = ILEmitterCtx.GetVecTempIndex();
|
||||||
|
|
||||||
private enum Extension
|
private enum Extension
|
||||||
{
|
{
|
||||||
Zx,
|
Zx,
|
||||||
|
@ -32,9 +39,10 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
private static void EmitReadCall(ILEmitterCtx context, Extension ext, int size)
|
private static void EmitReadCall(ILEmitterCtx context, Extension ext, int size)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
bool isSimd = GetIsSimd(context);
|
//Save the address into a temp.
|
||||||
|
context.EmitStint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
string name = null;
|
bool isSimd = IsSimd(context);
|
||||||
|
|
||||||
if (size < 0 || size > (isSimd ? 4 : 3))
|
if (size < 0 || size > (isSimd ? 4 : 3))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -43,28 +51,27 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
if (isSimd)
|
if (isSimd)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
switch (size)
|
if (context.Tier == TranslationTier.Tier0 || !Sse2.IsSupported || size < 2)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
case 0: name = nameof(MemoryManager.ReadVector8); break;
|
EmitReadVectorFallback(context, size);
|
||||||
case 1: name = nameof(MemoryManager.ReadVector16); break;
|
}
|
||||||
case 2: name = nameof(MemoryManager.ReadVector32); break;
|
else
|
||||||
case 3: name = nameof(MemoryManager.ReadVector64); break;
|
{
|
||||||
case 4: name = nameof(MemoryManager.ReadVector128); break;
|
EmitReadVector(context, size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
switch (size)
|
if (context.Tier == TranslationTier.Tier0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
case 0: name = nameof(MemoryManager.ReadByte); break;
|
EmitReadIntFallback(context, size);
|
||||||
case 1: name = nameof(MemoryManager.ReadUInt16); break;
|
}
|
||||||
case 2: name = nameof(MemoryManager.ReadUInt32); break;
|
else
|
||||||
case 3: name = nameof(MemoryManager.ReadUInt64); break;
|
{
|
||||||
|
EmitReadInt(context, size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitCall(typeof(MemoryManager), name);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (!isSimd)
|
if (!isSimd)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (ext == Extension.Sx32 ||
|
if (ext == Extension.Sx32 ||
|
||||||
|
@ -89,50 +96,390 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
public static void EmitWriteCall(ILEmitterCtx context, int size)
|
public static void EmitWriteCall(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
bool isSimd = GetIsSimd(context);
|
bool isSimd = IsSimd(context);
|
||||||
|
|
||||||
string name = null;
|
//Save the value into a temp.
|
||||||
|
if (isSimd)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitStvec(_tempVecValue);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitStint(_tempIntValue);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//Save the address into a temp.
|
||||||
|
context.EmitStint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
if (size < 0 || size > (isSimd ? 4 : 3))
|
if (size < 0 || size > (isSimd ? 4 : 3))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(size));
|
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(size));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (size < 3 && !isSimd)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
context.Emit(OpCodes.Conv_I4);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (isSimd)
|
if (isSimd)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
switch (size)
|
if (context.Tier == TranslationTier.Tier0 || !Sse2.IsSupported || size < 2)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
case 0: name = nameof(MemoryManager.WriteVector8); break;
|
EmitWriteVectorFallback(context, size);
|
||||||
case 1: name = nameof(MemoryManager.WriteVector16); break;
|
}
|
||||||
case 2: name = nameof(MemoryManager.WriteVector32); break;
|
else
|
||||||
case 3: name = nameof(MemoryManager.WriteVector64); break;
|
{
|
||||||
case 4: name = nameof(MemoryManager.WriteVector128); break;
|
EmitWriteVector(context, size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
switch (size)
|
if (context.Tier == TranslationTier.Tier0)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
case 0: name = nameof(MemoryManager.WriteByte); break;
|
EmitWriteIntFallback(context, size);
|
||||||
case 1: name = nameof(MemoryManager.WriteUInt16); break;
|
}
|
||||||
case 2: name = nameof(MemoryManager.WriteUInt32); break;
|
else
|
||||||
case 3: name = nameof(MemoryManager.WriteUInt64); break;
|
{
|
||||||
|
EmitWriteInt(context, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
context.EmitCall(typeof(MemoryManager), name);
|
private static bool IsSimd(ILEmitterCtx context)
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
private static bool GetIsSimd(ILEmitterCtx context)
|
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return context.CurrOp is IOpCodeSimd64 &&
|
return context.CurrOp is IOpCodeSimd64 &&
|
||||||
!(context.CurrOp is OpCodeSimdMemMs64 ||
|
!(context.CurrOp is OpCodeSimdMemMs64 ||
|
||||||
context.CurrOp is OpCodeSimdMemSs64);
|
context.CurrOp is OpCodeSimdMemSs64);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitReadInt(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EmitAddressCheck(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
ILLabel lblFastPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblSlowPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblEnd = new ILLabel();
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Brfalse_S, lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitReadIntFallback(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Br, lblEnd);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitPtPointerLoad(context, lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0: context.Emit(OpCodes.Ldind_U1); break;
|
||||||
|
case 1: context.Emit(OpCodes.Ldind_U2); break;
|
||||||
|
case 2: context.Emit(OpCodes.Ldind_U4); break;
|
||||||
|
case 3: context.Emit(OpCodes.Ldind_I8); break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblEnd);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitReadVector(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EmitAddressCheck(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
ILLabel lblFastPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblSlowPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblEnd = new ILLabel();
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Brfalse_S, lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitReadVectorFallback(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Br, lblEnd);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitPtPointerLoad(context, lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 2: context.EmitCall(typeof(Sse), nameof(Sse.LoadScalarVector128)); break;
|
||||||
|
|
||||||
|
case 3:
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Type[] types = new Type[] { typeof(double*) };
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitCall(typeof(Sse2).GetMethod(nameof(Sse2.LoadScalarVector128), types));
|
||||||
|
|
||||||
|
VectorHelper.EmitCall(context, nameof(VectorHelper.VectorDoubleToSingle));
|
||||||
|
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
case 4: context.EmitCall(typeof(Sse), nameof(Sse.LoadAlignedVector128)); break;
|
||||||
|
|
||||||
|
throw new InvalidOperationException($"Invalid vector load size of {1 << size} bytes.");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblEnd);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitWriteInt(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EmitAddressCheck(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
ILLabel lblFastPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblSlowPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblEnd = new ILLabel();
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Brfalse_S, lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitWriteIntFallback(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Br, lblEnd);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitPtPointerLoad(context, lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntValue);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (size < 3)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U4);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0: context.Emit(OpCodes.Stind_I1); break;
|
||||||
|
case 1: context.Emit(OpCodes.Stind_I2); break;
|
||||||
|
case 2: context.Emit(OpCodes.Stind_I4); break;
|
||||||
|
case 3: context.Emit(OpCodes.Stind_I8); break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblEnd);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitWriteVector(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EmitAddressCheck(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
ILLabel lblFastPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblSlowPath = new ILLabel();
|
||||||
|
ILLabel lblEnd = new ILLabel();
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Brfalse_S, lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitWriteVectorFallback(context, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Br, lblEnd);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblFastPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
EmitPtPointerLoad(context, lblSlowPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdvec(_tempVecValue);
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 2: context.EmitCall(typeof(Sse), nameof(Sse.StoreScalar)); break;
|
||||||
|
|
||||||
|
case 3:
|
||||||
|
{
|
||||||
|
VectorHelper.EmitCall(context, nameof(VectorHelper.VectorSingleToDouble));
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitCall(typeof(Sse2), nameof(Sse2.StoreScalar));
|
||||||
|
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
case 4: context.EmitCall(typeof(Sse), nameof(Sse.StoreAligned)); break;
|
||||||
|
|
||||||
|
default: throw new InvalidOperationException($"Invalid vector store size of {1 << size} bytes.");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.MarkLabel(lblEnd);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitAddressCheck(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
long addressCheckMask = ~(context.Memory.AddressSpaceSize - 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
addressCheckMask |= (1u << size) - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdc_I(addressCheckMask);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.And);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitPtPointerLoad(ILEmitterCtx context, ILLabel lblFallbackPath)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitLdc_I8(context.Memory.PageTable.ToInt64());
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_I);
|
||||||
|
|
||||||
|
int bit = MemoryManager.PageBits;
|
||||||
|
|
||||||
|
do
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (context.CurrOp.RegisterSize == RegisterSize.Int32)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLsr(bit);
|
||||||
|
|
||||||
|
bit += context.Memory.PtLevelBits;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (bit < context.Memory.AddressSpaceBits)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitLdc_I8(context.Memory.PtLevelMask);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.And);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdc_I8(IntPtr.Size);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Mul);
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_I);
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Add);
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Ldind_I);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
while (bit < context.Memory.AddressSpaceBits);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!context.Memory.HasWriteWatchSupport)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitStint(_tempIntPtAddr);
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntPtAddr);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdc_I8(MemoryManager.PteFlagsMask);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.And);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Brtrue, lblFallbackPath);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntPtAddr);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_I);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdc_I(MemoryManager.PageMask);
|
||||||
|
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.And);
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_I);
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Add);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitReadIntFallback(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (context.CurrOp.RegisterSize == RegisterSize.Int32)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
string fallbackMethodName = null;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadByte); break;
|
||||||
|
case 1: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadUInt16); break;
|
||||||
|
case 2: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadUInt32); break;
|
||||||
|
case 3: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadUInt64); break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitCall(typeof(MemoryManager), fallbackMethodName);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitReadVectorFallback(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (context.CurrOp.RegisterSize == RegisterSize.Int32)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
string fallbackMethodName = null;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadVector8); break;
|
||||||
|
case 1: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadVector16); break;
|
||||||
|
case 2: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadVector32); break;
|
||||||
|
case 3: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadVector64); break;
|
||||||
|
case 4: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.ReadVector128); break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitCall(typeof(MemoryManager), fallbackMethodName);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitWriteIntFallback(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (context.CurrOp.RegisterSize == RegisterSize.Int32)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntValue);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (size < 3)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U4);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
string fallbackMethodName = null;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteByte); break;
|
||||||
|
case 1: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteUInt16); break;
|
||||||
|
case 2: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteUInt32); break;
|
||||||
|
case 3: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteUInt64); break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitCall(typeof(MemoryManager), fallbackMethodName);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private static void EmitWriteVectorFallback(ILEmitterCtx context, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
||||||
|
context.EmitLdint(_tempIntAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (context.CurrOp.RegisterSize == RegisterSize.Int32)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
context.Emit(OpCodes.Conv_U8);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitLdvec(_tempVecValue);
|
||||||
|
|
||||||
|
string fallbackMethodName = null;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case 0: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteVector8); break;
|
||||||
|
case 1: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteVector16); break;
|
||||||
|
case 2: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteVector32); break;
|
||||||
|
case 3: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteVector64); break;
|
||||||
|
case 4: fallbackMethodName = nameof(MemoryManager.WriteVector128); break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
context.EmitCall(typeof(MemoryManager), fallbackMethodName);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
|
@ -45,7 +45,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
if (isLoad)
|
if (isLoad)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdint(op.Rn);
|
context.EmitLdint(op.Rn);
|
||||||
context.EmitLdc_I8(offset);
|
context.EmitLdc_I8(offset);
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -62,7 +61,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdint(op.Rn);
|
context.EmitLdint(op.Rn);
|
||||||
context.EmitLdc_I8(offset);
|
context.EmitLdc_I8(offset);
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -90,7 +88,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
|
|
||||||
void EmitMemAddress()
|
void EmitMemAddress()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdint(op.Rn);
|
context.EmitLdint(op.Rn);
|
||||||
context.EmitLdc_I8(offset);
|
context.EmitLdc_I8(offset);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -102,7 +102,6 @@ namespace ChocolArm64.Instructions
|
||||||
//DC ZVA
|
//DC ZVA
|
||||||
for (int offs = 0; offs < (4 << CpuThreadState.DczSizeLog2); offs += 8)
|
for (int offs = 0; offs < (4 << CpuThreadState.DczSizeLog2); offs += 8)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
context.EmitLdarg(TranslatedSub.MemoryArgIdx);
|
|
||||||
context.EmitLdintzr(op.Rt);
|
context.EmitLdintzr(op.Rt);
|
||||||
context.EmitLdc_I(offs);
|
context.EmitLdc_I(offs);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -95,7 +95,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
|
|
||||||
int cpuId = getCpuId();
|
int cpuId = getCpuId();
|
||||||
|
|
||||||
MemoryAlloc.Free(funcPtr);
|
MemoryManagement.Free(funcPtr);
|
||||||
|
|
||||||
return (cpuId & (1 << 13)) != 0;
|
return (cpuId & (1 << 13)) != 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -104,7 +104,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
ulong codeLength = (ulong)code.Length;
|
ulong codeLength = (ulong)code.Length;
|
||||||
|
|
||||||
IntPtr funcPtr = MemoryAlloc.Allocate(codeLength);
|
IntPtr funcPtr = MemoryManagement.Allocate(codeLength);
|
||||||
|
|
||||||
unsafe
|
unsafe
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -118,7 +118,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
MemoryAlloc.Reprotect(funcPtr, codeLength, MemoryProtection.Execute);
|
MemoryManagement.Reprotect(funcPtr, codeLength, MemoryProtection.Execute);
|
||||||
|
|
||||||
return funcPtr;
|
return funcPtr;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -4,7 +4,7 @@ using System.Runtime.InteropServices;
|
||||||
|
|
||||||
namespace ChocolArm64.Memory
|
namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public static class MemoryAlloc
|
public static class MemoryManagement
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public static bool HasWriteWatchSupport => RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows);
|
public static bool HasWriteWatchSupport => RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows);
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -14,12 +14,12 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
IntPtr sizeNint = new IntPtr((long)size);
|
IntPtr sizeNint = new IntPtr((long)size);
|
||||||
|
|
||||||
return MemoryAllocWindows.Allocate(sizeNint);
|
return MemoryManagementWindows.Allocate(sizeNint);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
||||||
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return MemoryAllocUnix.Allocate(size);
|
return MemoryManagementUnix.Allocate(size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -33,12 +33,12 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
IntPtr sizeNint = new IntPtr((long)size);
|
IntPtr sizeNint = new IntPtr((long)size);
|
||||||
|
|
||||||
return MemoryAllocWindows.AllocateWriteTracked(sizeNint);
|
return MemoryManagementWindows.AllocateWriteTracked(sizeNint);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
||||||
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return MemoryAllocUnix.Allocate(size);
|
return MemoryManagementUnix.Allocate(size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -54,12 +54,12 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
IntPtr sizeNint = new IntPtr((long)size);
|
IntPtr sizeNint = new IntPtr((long)size);
|
||||||
|
|
||||||
result = MemoryAllocWindows.Reprotect(address, sizeNint, permission);
|
result = MemoryManagementWindows.Reprotect(address, sizeNint, permission);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
||||||
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
result = MemoryAllocUnix.Reprotect(address, size, permission);
|
result = MemoryManagementUnix.Reprotect(address, size, permission);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -76,12 +76,12 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
|
if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return MemoryAllocWindows.Free(address);
|
return MemoryManagementWindows.Free(address);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
else if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux) ||
|
||||||
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.OSX))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return MemoryAllocUnix.Free(address);
|
return MemoryManagementUnix.Free(address);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
@ -101,7 +101,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
//write tracking support on the OS.
|
//write tracking support on the OS.
|
||||||
if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
|
if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return MemoryAllocWindows.GetModifiedPages(address, size, addresses, out count);
|
return MemoryManagementWindows.GetModifiedPages(address, size, addresses, out count);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else
|
else
|
||||||
{
|
{
|
|
@ -3,7 +3,7 @@ using System;
|
||||||
|
|
||||||
namespace ChocolArm64.Memory
|
namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
static class MemoryAllocUnix
|
static class MemoryManagementUnix
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public static IntPtr Allocate(ulong size)
|
public static IntPtr Allocate(ulong size)
|
||||||
{
|
{
|
|
@ -4,7 +4,7 @@ using System.Runtime.InteropServices;
|
||||||
|
|
||||||
namespace ChocolArm64.Memory
|
namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
static class MemoryAllocWindows
|
static class MemoryManagementWindows
|
||||||
{
|
{
|
||||||
[Flags]
|
[Flags]
|
||||||
private enum AllocationType : uint
|
private enum AllocationType : uint
|
||||||
|
@ -21,7 +21,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
[Flags]
|
[Flags]
|
||||||
private enum MemoryProtection
|
private enum MemoryProtection : uint
|
||||||
{
|
{
|
||||||
NoAccess = 0x01,
|
NoAccess = 0x01,
|
||||||
ReadOnly = 0x02,
|
ReadOnly = 0x02,
|
||||||
|
@ -59,7 +59,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
[DllImport("kernel32.dll")]
|
[DllImport("kernel32.dll")]
|
||||||
private static extern bool VirtualFree(
|
private static extern bool VirtualFree(
|
||||||
IntPtr lpAddress,
|
IntPtr lpAddress,
|
||||||
uint dwSize,
|
IntPtr dwSize,
|
||||||
AllocationType dwFreeType);
|
AllocationType dwFreeType);
|
||||||
|
|
||||||
[DllImport("kernel32.dll")]
|
[DllImport("kernel32.dll")]
|
||||||
|
@ -127,7 +127,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
|
|
||||||
public static bool Free(IntPtr address)
|
public static bool Free(IntPtr address)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return VirtualFree(address, 0, AllocationType.Release);
|
return VirtualFree(address, IntPtr.Zero, AllocationType.Release);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
|
|
@ -1,8 +1,5 @@
|
||||||
using ChocolArm64.Events;
|
|
||||||
using ChocolArm64.Exceptions;
|
|
||||||
using ChocolArm64.Instructions;
|
using ChocolArm64.Instructions;
|
||||||
using System;
|
using System;
|
||||||
using System.Collections.Concurrent;
|
|
||||||
using System.Runtime.CompilerServices;
|
using System.Runtime.CompilerServices;
|
||||||
using System.Runtime.InteropServices;
|
using System.Runtime.InteropServices;
|
||||||
using System.Runtime.Intrinsics;
|
using System.Runtime.Intrinsics;
|
||||||
|
@ -10,52 +7,399 @@ using System.Runtime.Intrinsics.X86;
|
||||||
using System.Threading;
|
using System.Threading;
|
||||||
|
|
||||||
using static ChocolArm64.Memory.CompareExchange128;
|
using static ChocolArm64.Memory.CompareExchange128;
|
||||||
|
using static ChocolArm64.Memory.MemoryManagement;
|
||||||
|
|
||||||
namespace ChocolArm64.Memory
|
namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
{
|
{
|
||||||
public unsafe class MemoryManager : IMemory, IDisposable
|
public unsafe class MemoryManager : IMemory, IDisposable
|
||||||
{
|
{
|
||||||
private const int PtLvl0Bits = 13;
|
|
||||||
private const int PtLvl1Bits = 14;
|
|
||||||
public const int PageBits = 12;
|
public const int PageBits = 12;
|
||||||
|
|
||||||
private const int PtLvl0Size = 1 << PtLvl0Bits;
|
|
||||||
private const int PtLvl1Size = 1 << PtLvl1Bits;
|
|
||||||
public const int PageSize = 1 << PageBits;
|
public const int PageSize = 1 << PageBits;
|
||||||
|
|
||||||
private const int PtLvl0Mask = PtLvl0Size - 1;
|
|
||||||
private const int PtLvl1Mask = PtLvl1Size - 1;
|
|
||||||
public const int PageMask = PageSize - 1;
|
public const int PageMask = PageSize - 1;
|
||||||
|
|
||||||
private const int PtLvl0Bit = PageBits + PtLvl1Bits;
|
private const long PteFlagNotModified = 1;
|
||||||
private const int PtLvl1Bit = PageBits;
|
|
||||||
|
|
||||||
private ConcurrentDictionary<long, IntPtr> _observedPages;
|
internal const long PteFlagsMask = 7;
|
||||||
|
|
||||||
public IntPtr Ram { get; private set; }
|
public IntPtr Ram { get; private set; }
|
||||||
|
|
||||||
private byte* _ramPtr;
|
private byte* _ramPtr;
|
||||||
|
|
||||||
private byte*** _pageTable;
|
private IntPtr _pageTable;
|
||||||
|
|
||||||
public event EventHandler<MemoryAccessEventArgs> InvalidAccess;
|
internal IntPtr PageTable => _pageTable;
|
||||||
|
|
||||||
public event EventHandler<MemoryAccessEventArgs> ObservedAccess;
|
internal int PtLevelBits { get; }
|
||||||
|
internal int PtLevelSize { get; }
|
||||||
|
internal int PtLevelMask { get; }
|
||||||
|
|
||||||
public MemoryManager(IntPtr ram)
|
public bool HasWriteWatchSupport => MemoryManagement.HasWriteWatchSupport;
|
||||||
|
|
||||||
|
public int AddressSpaceBits { get; }
|
||||||
|
public long AddressSpaceSize { get; }
|
||||||
|
|
||||||
|
public MemoryManager(
|
||||||
|
IntPtr ram,
|
||||||
|
int addressSpaceBits = 48,
|
||||||
|
bool useFlatPageTable = false)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
_observedPages = new ConcurrentDictionary<long, IntPtr>();
|
|
||||||
|
|
||||||
Ram = ram;
|
Ram = ram;
|
||||||
|
|
||||||
_ramPtr = (byte*)ram;
|
_ramPtr = (byte*)ram;
|
||||||
|
|
||||||
_pageTable = (byte***)Marshal.AllocHGlobal(PtLvl0Size * IntPtr.Size);
|
AddressSpaceBits = addressSpaceBits;
|
||||||
|
AddressSpaceSize = 1L << addressSpaceBits;
|
||||||
|
|
||||||
for (int l0 = 0; l0 < PtLvl0Size; l0++)
|
//When flat page table is requested, we use a single
|
||||||
|
//array for the mappings of the entire address space.
|
||||||
|
//This has better performance, but also high memory usage.
|
||||||
|
//The multi level page table uses 9 bits per level, so
|
||||||
|
//the memory usage is lower, but the performance is also
|
||||||
|
//lower, since each address translation requires multiple reads.
|
||||||
|
if (useFlatPageTable)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
_pageTable[l0] = null;
|
PtLevelBits = addressSpaceBits - PageBits;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
PtLevelBits = 9;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
PtLevelSize = 1 << PtLevelBits;
|
||||||
|
PtLevelMask = PtLevelSize - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
_pageTable = Allocate((ulong)(PtLevelSize * IntPtr.Size));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public void Map(long va, long pa, long size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
SetPtEntries(va, _ramPtr + pa, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public void Unmap(long position, long size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
SetPtEntries(position, null, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public bool IsMapped(long position)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return Translate(position) != IntPtr.Zero;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public long GetPhysicalAddress(long virtualAddress)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
byte* ptr = (byte*)Translate(virtualAddress);
|
||||||
|
|
||||||
|
return (long)(ptr - _ramPtr);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private IntPtr Translate(long position)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!IsValidPosition(position))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return IntPtr.Zero;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
byte* ptr = GetPtEntry(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
ulong ptrUlong = (ulong)ptr;
|
||||||
|
|
||||||
|
if ((ptrUlong & PteFlagsMask) != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ptrUlong &= ~(ulong)PteFlagsMask;
|
||||||
|
|
||||||
|
ptr = (byte*)ptrUlong;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return new IntPtr(ptr + (position & PageMask));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private IntPtr TranslateWrite(long position)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!IsValidPosition(position))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return IntPtr.Zero;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
byte* ptr = GetPtEntry(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
ulong ptrUlong = (ulong)ptr;
|
||||||
|
|
||||||
|
if ((ptrUlong & PteFlagsMask) != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if ((ptrUlong & PteFlagNotModified) != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ClearPtEntryFlag(position, PteFlagNotModified);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ptrUlong &= ~(ulong)PteFlagsMask;
|
||||||
|
|
||||||
|
ptr = (byte*)ptrUlong;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return new IntPtr(ptr + (position & PageMask));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private byte* GetPtEntry(long position)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return *(byte**)GetPtPtr(position);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void SetPtEntries(long va, byte* ptr, long size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
long endPosition = (va + size + PageMask) & ~PageMask;
|
||||||
|
|
||||||
|
while ((ulong)va < (ulong)endPosition)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
SetPtEntry(va, ptr);
|
||||||
|
|
||||||
|
va += PageSize;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ptr != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ptr += PageSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void SetPtEntry(long position, byte* ptr)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
*(byte**)GetPtPtr(position) = ptr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void SetPtEntryFlag(long position, long flag)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ModifyPtEntryFlag(position, flag, setFlag: true);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void ClearPtEntryFlag(long position, long flag)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ModifyPtEntryFlag(position, flag, setFlag: false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void ModifyPtEntryFlag(long position, long flag, bool setFlag)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
IntPtr* pt = (IntPtr*)_pageTable;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
IntPtr* ptPtr = GetPtPtr(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
IntPtr old = *ptPtr;
|
||||||
|
|
||||||
|
long modified = old.ToInt64();
|
||||||
|
|
||||||
|
if (setFlag)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
modified |= flag;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
modified &= ~flag;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
IntPtr origValue = Interlocked.CompareExchange(ref *ptPtr, new IntPtr(modified), old);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (origValue == old)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private IntPtr* GetPtPtr(long position)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!IsValidPosition(position))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(position));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
IntPtr nextPtr = _pageTable;
|
||||||
|
|
||||||
|
IntPtr* ptePtr = null;
|
||||||
|
|
||||||
|
int bit = PageBits;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
long index = (position >> bit) & PtLevelMask;
|
||||||
|
|
||||||
|
ptePtr = &((IntPtr*)nextPtr)[index];
|
||||||
|
|
||||||
|
bit += PtLevelBits;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (bit >= AddressSpaceBits)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
nextPtr = *ptePtr;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (nextPtr == IntPtr.Zero)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//Entry does not yet exist, allocate a new one.
|
||||||
|
IntPtr newPtr = Allocate((ulong)(PtLevelSize * IntPtr.Size));
|
||||||
|
|
||||||
|
//Try to swap the current pointer (should be zero), with the allocated one.
|
||||||
|
nextPtr = Interlocked.Exchange(ref *ptePtr, newPtr);
|
||||||
|
|
||||||
|
//If the old pointer is not null, then another thread already has set it.
|
||||||
|
if (nextPtr != IntPtr.Zero)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Free(newPtr);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nextPtr = newPtr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return ptePtr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public bool IsRegionModified(long position, long size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!HasWriteWatchSupport)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return IsRegionModifiedFallback(position, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
IntPtr address = Translate(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
IntPtr baseAddr = address;
|
||||||
|
IntPtr expectedAddr = address;
|
||||||
|
|
||||||
|
long pendingPages = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
long pages = size / PageSize;
|
||||||
|
|
||||||
|
bool modified = false;
|
||||||
|
|
||||||
|
bool IsAnyPageModified()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
IntPtr pendingSize = new IntPtr(pendingPages * PageSize);
|
||||||
|
|
||||||
|
IntPtr[] addresses = new IntPtr[pendingPages];
|
||||||
|
|
||||||
|
bool result = GetModifiedPages(baseAddr, pendingSize, addresses, out ulong count);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (result)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return count != 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
while (pages-- > 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (address != expectedAddr)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
modified |= IsAnyPageModified();
|
||||||
|
|
||||||
|
baseAddr = address;
|
||||||
|
|
||||||
|
pendingPages = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
expectedAddr = address + PageSize;
|
||||||
|
|
||||||
|
pendingPages++;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pages == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
position += PageSize;
|
||||||
|
|
||||||
|
address = Translate(position);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pendingPages != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
modified |= IsAnyPageModified();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return modified;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private unsafe bool IsRegionModifiedFallback(long position, long size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
long endAddr = (position + size + PageMask) & ~PageMask;
|
||||||
|
|
||||||
|
bool modified = false;
|
||||||
|
|
||||||
|
while ((ulong)position < (ulong)endAddr)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (IsValidPosition(position))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
byte* ptr = ((byte**)_pageTable)[position >> PageBits];
|
||||||
|
|
||||||
|
ulong ptrUlong = (ulong)ptr;
|
||||||
|
|
||||||
|
if ((ptrUlong & PteFlagNotModified) == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
modified = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
SetPtEntryFlag(position, PteFlagNotModified);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
modified = true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
position += PageSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return modified;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public bool TryGetHostAddress(long position, long size, out IntPtr ptr)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (IsContiguous(position, size))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ptr = (IntPtr)Translate(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
ptr = IntPtr.Zero;
|
||||||
|
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private bool IsContiguous(long position, long size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
long endPos = position + size;
|
||||||
|
|
||||||
|
position &= ~PageMask;
|
||||||
|
|
||||||
|
long expectedPa = GetPhysicalAddress(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
while ((ulong)position < (ulong)endPos)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
long pa = GetPhysicalAddress(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pa != expectedPa)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
position += PageSize;
|
||||||
|
expectedPa += PageSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public bool IsValidPosition(long position)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return (ulong)position < (ulong)AddressSpaceSize;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
internal bool AtomicCompareExchange2xInt32(
|
internal bool AtomicCompareExchange2xInt32(
|
||||||
|
@ -86,7 +430,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
AbortWithAlignmentFault(position);
|
AbortWithAlignmentFault(position);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
IntPtr ptr = new IntPtr(TranslateWrite(position));
|
IntPtr ptr = TranslateWrite(position);
|
||||||
|
|
||||||
return InterlockedCompareExchange128(ptr, expectedLow, expectedHigh, desiredLow, desiredHigh);
|
return InterlockedCompareExchange128(ptr, expectedLow, expectedHigh, desiredLow, desiredHigh);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -98,7 +442,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
AbortWithAlignmentFault(position);
|
AbortWithAlignmentFault(position);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
IntPtr ptr = new IntPtr(Translate(position));
|
IntPtr ptr = Translate(position);
|
||||||
|
|
||||||
InterlockedRead128(ptr, out ulong low, out ulong high);
|
InterlockedRead128(ptr, out ulong low, out ulong high);
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -371,7 +715,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
|
|
||||||
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
||||||
|
|
||||||
Marshal.Copy((IntPtr)Translate(position), data, offset, copySize);
|
Marshal.Copy(Translate(position), data, offset, copySize);
|
||||||
|
|
||||||
position += copySize;
|
position += copySize;
|
||||||
offset += copySize;
|
offset += copySize;
|
||||||
|
@ -408,7 +752,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
|
|
||||||
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
||||||
|
|
||||||
Marshal.Copy((IntPtr)Translate(position), data, offset, copySize);
|
Marshal.Copy(Translate(position), data, offset, copySize);
|
||||||
|
|
||||||
position += copySize;
|
position += copySize;
|
||||||
offset += copySize;
|
offset += copySize;
|
||||||
|
@ -571,7 +915,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
|
|
||||||
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
||||||
|
|
||||||
Marshal.Copy(data, offset, (IntPtr)TranslateWrite(position), copySize);
|
Marshal.Copy(data, offset, TranslateWrite(position), copySize);
|
||||||
|
|
||||||
position += copySize;
|
position += copySize;
|
||||||
offset += copySize;
|
offset += copySize;
|
||||||
|
@ -601,7 +945,7 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
|
|
||||||
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
int copySize = (int)(pageLimit - position);
|
||||||
|
|
||||||
Marshal.Copy(data, offset, (IntPtr)TranslateWrite(position), copySize);
|
Marshal.Copy(data, offset, Translate(position), copySize);
|
||||||
|
|
||||||
position += copySize;
|
position += copySize;
|
||||||
offset += copySize;
|
offset += copySize;
|
||||||
|
@ -614,8 +958,8 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
if (IsContiguous(src, size) &&
|
if (IsContiguous(src, size) &&
|
||||||
IsContiguous(dst, size))
|
IsContiguous(dst, size))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
byte* srcPtr = Translate(src);
|
byte* srcPtr = (byte*)Translate(src);
|
||||||
byte* dstPtr = TranslateWrite(dst);
|
byte* dstPtr = (byte*)Translate(dst);
|
||||||
|
|
||||||
Buffer.MemoryCopy(srcPtr, dstPtr, size, size);
|
Buffer.MemoryCopy(srcPtr, dstPtr, size, size);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -625,266 +969,6 @@ namespace ChocolArm64.Memory
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public void Map(long va, long pa, long size)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
SetPtEntries(va, _ramPtr + pa, size);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public void Unmap(long position, long size)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
SetPtEntries(position, null, size);
|
|
||||||
|
|
||||||
StopObservingRegion(position, size);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public bool IsMapped(long position)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (!(IsValidPosition(position)))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
long l0 = (position >> PtLvl0Bit) & PtLvl0Mask;
|
|
||||||
long l1 = (position >> PtLvl1Bit) & PtLvl1Mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (_pageTable[l0] == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return _pageTable[l0][l1] != null || _observedPages.ContainsKey(position >> PageBits);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public long GetPhysicalAddress(long virtualAddress)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
byte* ptr = Translate(virtualAddress);
|
|
||||||
|
|
||||||
return (long)(ptr - _ramPtr);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
internal byte* Translate(long position)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long l0 = (position >> PtLvl0Bit) & PtLvl0Mask;
|
|
||||||
long l1 = (position >> PtLvl1Bit) & PtLvl1Mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
long old = position;
|
|
||||||
|
|
||||||
byte** lvl1 = _pageTable[l0];
|
|
||||||
|
|
||||||
if ((position >> (PtLvl0Bit + PtLvl0Bits)) != 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
goto Unmapped;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (lvl1 == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
goto Unmapped;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
position &= PageMask;
|
|
||||||
|
|
||||||
byte* ptr = lvl1[l1];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (ptr == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
goto Unmapped;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return ptr + position;
|
|
||||||
|
|
||||||
Unmapped:
|
|
||||||
return HandleNullPte(old);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
private byte* HandleNullPte(long position)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long key = position >> PageBits;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (_observedPages.TryGetValue(key, out IntPtr ptr))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return (byte*)ptr + (position & PageMask);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
InvalidAccess?.Invoke(this, new MemoryAccessEventArgs(position));
|
|
||||||
|
|
||||||
throw new VmmPageFaultException(position);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
internal byte* TranslateWrite(long position)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long l0 = (position >> PtLvl0Bit) & PtLvl0Mask;
|
|
||||||
long l1 = (position >> PtLvl1Bit) & PtLvl1Mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
long old = position;
|
|
||||||
|
|
||||||
byte** lvl1 = _pageTable[l0];
|
|
||||||
|
|
||||||
if ((position >> (PtLvl0Bit + PtLvl0Bits)) != 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
goto Unmapped;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (lvl1 == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
goto Unmapped;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
position &= PageMask;
|
|
||||||
|
|
||||||
byte* ptr = lvl1[l1];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (ptr == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
goto Unmapped;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return ptr + position;
|
|
||||||
|
|
||||||
Unmapped:
|
|
||||||
return HandleNullPteWrite(old);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
private byte* HandleNullPteWrite(long position)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long key = position >> PageBits;
|
|
||||||
|
|
||||||
MemoryAccessEventArgs e = new MemoryAccessEventArgs(position);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (_observedPages.TryGetValue(key, out IntPtr ptr))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
SetPtEntry(position, (byte*)ptr);
|
|
||||||
|
|
||||||
ObservedAccess?.Invoke(this, e);
|
|
||||||
|
|
||||||
return (byte*)ptr + (position & PageMask);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
InvalidAccess?.Invoke(this, e);
|
|
||||||
|
|
||||||
throw new VmmPageFaultException(position);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
private void SetPtEntries(long va, byte* ptr, long size)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long endPosition = (va + size + PageMask) & ~PageMask;
|
|
||||||
|
|
||||||
while ((ulong)va < (ulong)endPosition)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
SetPtEntry(va, ptr);
|
|
||||||
|
|
||||||
va += PageSize;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (ptr != null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
ptr += PageSize;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
private void SetPtEntry(long position, byte* ptr)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (!IsValidPosition(position))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(position));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
long l0 = (position >> PtLvl0Bit) & PtLvl0Mask;
|
|
||||||
long l1 = (position >> PtLvl1Bit) & PtLvl1Mask;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (_pageTable[l0] == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
byte** lvl1 = (byte**)Marshal.AllocHGlobal(PtLvl1Size * IntPtr.Size);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (int zl1 = 0; zl1 < PtLvl1Size; zl1++)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
lvl1[zl1] = null;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
Thread.MemoryBarrier();
|
|
||||||
|
|
||||||
_pageTable[l0] = lvl1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
_pageTable[l0][l1] = ptr;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public void StartObservingRegion(long position, long size)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long endPosition = (position + size + PageMask) & ~PageMask;
|
|
||||||
|
|
||||||
position &= ~PageMask;
|
|
||||||
|
|
||||||
while ((ulong)position < (ulong)endPosition)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
_observedPages[position >> PageBits] = (IntPtr)Translate(position);
|
|
||||||
|
|
||||||
SetPtEntry(position, null);
|
|
||||||
|
|
||||||
position += PageSize;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public void StopObservingRegion(long position, long size)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long endPosition = (position + size + PageMask) & ~PageMask;
|
|
||||||
|
|
||||||
while (position < endPosition)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
lock (_observedPages)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (_observedPages.TryRemove(position >> PageBits, out IntPtr ptr))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
SetPtEntry(position, (byte*)ptr);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
position += PageSize;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public bool TryGetHostAddress(long position, long size, out IntPtr ptr)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (IsContiguous(position, size))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
ptr = (IntPtr)Translate(position);
|
|
||||||
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
ptr = IntPtr.Zero;
|
|
||||||
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
private bool IsContiguous(long position, long size)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long endPos = position + size;
|
|
||||||
|
|
||||||
position &= ~PageMask;
|
|
||||||
|
|
||||||
long expectedPa = GetPhysicalAddress(position);
|
|
||||||
|
|
||||||
while ((ulong)position < (ulong)endPos)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
long pa = GetPhysicalAddress(position);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (pa != expectedPa)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
position += PageSize;
|
|
||||||
expectedPa += PageSize;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public bool IsValidPosition(long position)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return position >> (PtLvl0Bits + PtLvl1Bits + PageBits) == 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public void Dispose()
|
public void Dispose()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
Dispose(true);
|
Dispose(true);
|
||||||
|
@ -892,24 +976,36 @@ Unmapped:
|
||||||
|
|
||||||
protected virtual void Dispose(bool disposing)
|
protected virtual void Dispose(bool disposing)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (_pageTable == null)
|
IntPtr ptr = Interlocked.Exchange(ref _pageTable, IntPtr.Zero);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ptr != IntPtr.Zero)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
FreePageTableEntry(ptr, PageBits);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void FreePageTableEntry(IntPtr ptr, int levelBitEnd)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
levelBitEnd += PtLevelBits;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (levelBitEnd >= AddressSpaceBits)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Free(ptr);
|
||||||
|
|
||||||
return;
|
return;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
for (int l0 = 0; l0 < PtLvl0Size; l0++)
|
for (int index = 0; index < PtLevelSize; index++)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (_pageTable[l0] != null)
|
IntPtr ptePtr = ((IntPtr*)ptr)[index];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ptePtr != IntPtr.Zero)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
Marshal.FreeHGlobal((IntPtr)_pageTable[l0]);
|
FreePageTableEntry(ptePtr, levelBitEnd);
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
_pageTable[l0] = null;
|
Free(ptr);
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
Marshal.FreeHGlobal((IntPtr)_pageTable);
|
|
||||||
|
|
||||||
_pageTable = null;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
|
@ -1,5 +1,6 @@
|
||||||
using ChocolArm64.Decoders;
|
using ChocolArm64.Decoders;
|
||||||
using ChocolArm64.Instructions;
|
using ChocolArm64.Instructions;
|
||||||
|
using ChocolArm64.Memory;
|
||||||
using ChocolArm64.State;
|
using ChocolArm64.State;
|
||||||
using System;
|
using System;
|
||||||
using System.Collections.Generic;
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
@ -10,6 +11,8 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
{
|
{
|
||||||
class ILEmitterCtx
|
class ILEmitterCtx
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
public MemoryManager Memory { get; }
|
||||||
|
|
||||||
private TranslatorCache _cache;
|
private TranslatorCache _cache;
|
||||||
private TranslatorQueue _queue;
|
private TranslatorQueue _queue;
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -43,16 +46,31 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
//values needed by some functions, since IL doesn't have a swap instruction.
|
//values needed by some functions, since IL doesn't have a swap instruction.
|
||||||
//You can use any value here as long it doesn't conflict with the indices
|
//You can use any value here as long it doesn't conflict with the indices
|
||||||
//for the other registers. Any value >= 64 or < 0 will do.
|
//for the other registers. Any value >= 64 or < 0 will do.
|
||||||
private const int IntTmpIndex = -1;
|
private const int ReservedLocalsCount = 64;
|
||||||
private const int RorTmpIndex = -2;
|
|
||||||
private const int CmpOptTmp1Index = -3;
|
|
||||||
private const int CmpOptTmp2Index = -4;
|
|
||||||
private const int VecTmp1Index = -5;
|
|
||||||
private const int VecTmp2Index = -6;
|
|
||||||
private const int IntTmp2Index = -7;
|
|
||||||
|
|
||||||
public ILEmitterCtx(TranslatorCache cache, TranslatorQueue queue, TranslationTier tier, Block graph)
|
private const int RorTmpIndex = ReservedLocalsCount + 0;
|
||||||
|
private const int CmpOptTmp1Index = ReservedLocalsCount + 1;
|
||||||
|
private const int CmpOptTmp2Index = ReservedLocalsCount + 2;
|
||||||
|
private const int IntGpTmp1Index = ReservedLocalsCount + 3;
|
||||||
|
private const int IntGpTmp2Index = ReservedLocalsCount + 4;
|
||||||
|
private const int UserIntTempStart = ReservedLocalsCount + 5;
|
||||||
|
|
||||||
|
//Vectors are part of another "set" of locals.
|
||||||
|
private const int VecGpTmp1Index = ReservedLocalsCount + 0;
|
||||||
|
private const int VecGpTmp2Index = ReservedLocalsCount + 1;
|
||||||
|
private const int UserVecTempStart = ReservedLocalsCount + 2;
|
||||||
|
|
||||||
|
private static int _userIntTempCount;
|
||||||
|
private static int _userVecTempCount;
|
||||||
|
|
||||||
|
public ILEmitterCtx(
|
||||||
|
MemoryManager memory,
|
||||||
|
TranslatorCache cache,
|
||||||
|
TranslatorQueue queue,
|
||||||
|
TranslationTier tier,
|
||||||
|
Block graph)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
Memory = memory ?? throw new ArgumentNullException(nameof(memory));
|
||||||
_cache = cache ?? throw new ArgumentNullException(nameof(cache));
|
_cache = cache ?? throw new ArgumentNullException(nameof(cache));
|
||||||
_queue = queue ?? throw new ArgumentNullException(nameof(queue));
|
_queue = queue ?? throw new ArgumentNullException(nameof(queue));
|
||||||
_currBlock = graph ?? throw new ArgumentNullException(nameof(graph));
|
_currBlock = graph ?? throw new ArgumentNullException(nameof(graph));
|
||||||
|
@ -76,6 +94,16 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
AdvanceOpCode();
|
AdvanceOpCode();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public static int GetIntTempIndex()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return UserIntTempStart + _userIntTempCount++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public static int GetVecTempIndex()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return UserVecTempStart + _userVecTempCount++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public ILBlock[] GetILBlocks()
|
public ILBlock[] GetILBlocks()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
EmitAllOpCodes();
|
EmitAllOpCodes();
|
||||||
|
@ -145,7 +173,7 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
_ilBlock.Add(new ILBarrier());
|
_ilBlock.Add(new ILBarrier());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
private Condition GetInverseCond(Condition cond)
|
private static Condition GetInverseCond(Condition cond)
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||||||
{
|
{
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||||||
//Bit 0 of all conditions is basically a negation bit, so
|
//Bit 0 of all conditions is basically a negation bit, so
|
||||||
//inverting this bit has the effect of inverting the condition.
|
//inverting this bit has the effect of inverting the condition.
|
||||||
|
@ -560,17 +588,17 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
_ilBlock.Add(new ILOpCodeStoreState(_ilBlock));
|
_ilBlock.Add(new ILOpCodeStoreState(_ilBlock));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitLdtmp() => EmitLdint(IntTmpIndex);
|
public void EmitLdtmp() => EmitLdint(IntGpTmp1Index);
|
||||||
public void EmitSttmp() => EmitStint(IntTmpIndex);
|
public void EmitSttmp() => EmitStint(IntGpTmp1Index);
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitLdtmp2() => EmitLdint(IntTmp2Index);
|
public void EmitLdtmp2() => EmitLdint(IntGpTmp2Index);
|
||||||
public void EmitSttmp2() => EmitStint(IntTmp2Index);
|
public void EmitSttmp2() => EmitStint(IntGpTmp2Index);
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitLdvectmp() => EmitLdvec(VecTmp1Index);
|
public void EmitLdvectmp() => EmitLdvec(VecGpTmp1Index);
|
||||||
public void EmitStvectmp() => EmitStvec(VecTmp1Index);
|
public void EmitStvectmp() => EmitStvec(VecGpTmp1Index);
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitLdvectmp2() => EmitLdvec(VecTmp2Index);
|
public void EmitLdvectmp2() => EmitLdvec(VecGpTmp2Index);
|
||||||
public void EmitStvectmp2() => EmitStvec(VecTmp2Index);
|
public void EmitStvectmp2() => EmitStvec(VecGpTmp2Index);
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitLdint(int index) => Ldloc(index, IoType.Int);
|
public void EmitLdint(int index) => Ldloc(index, IoType.Int);
|
||||||
public void EmitStint(int index) => Stloc(index, IoType.Int);
|
public void EmitStint(int index) => Stloc(index, IoType.Int);
|
||||||
|
@ -611,62 +639,12 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitCallPropGet(Type objType, string propName)
|
public void EmitCallPropGet(Type objType, string propName)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (objType == null)
|
EmitCall(objType, $"get_{propName}");
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(objType));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (propName == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(propName));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
EmitCall(objType.GetMethod($"get_{propName}"));
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitCallPropSet(Type objType, string propName)
|
public void EmitCallPropSet(Type objType, string propName)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (objType == null)
|
EmitCall(objType, $"set_{propName}");
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(objType));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (propName == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(propName));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
EmitCall(objType.GetMethod($"set_{propName}"));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitCallPrivatePropGet(Type objType, string propName)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (objType == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(objType));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (propName == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(propName));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
EmitPrivateCall(objType, $"get_{propName}");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitCallPrivatePropSet(Type objType, string propName)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (objType == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(objType));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (propName == null)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
throw new ArgumentNullException(nameof(propName));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
EmitPrivateCall(objType, $"set_{propName}");
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitCall(Type objType, string mthdName)
|
public void EmitCall(Type objType, string mthdName)
|
||||||
|
@ -684,6 +662,16 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
EmitCall(objType.GetMethod(mthdName));
|
EmitCall(objType.GetMethod(mthdName));
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public void EmitCallPrivatePropGet(Type objType, string propName)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EmitPrivateCall(objType, $"get_{propName}");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public void EmitCallPrivatePropSet(Type objType, string propName)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
EmitPrivateCall(objType, $"set_{propName}");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public void EmitPrivateCall(Type objType, string mthdName)
|
public void EmitPrivateCall(Type objType, string mthdName)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (objType == null)
|
if (objType == null)
|
||||||
|
|
|
@ -138,7 +138,7 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
{
|
{
|
||||||
Block block = Decoder.DecodeBasicBlock(_memory, position, mode);
|
Block block = Decoder.DecodeBasicBlock(_memory, position, mode);
|
||||||
|
|
||||||
ILEmitterCtx context = new ILEmitterCtx(_cache, _queue, TranslationTier.Tier0, block);
|
ILEmitterCtx context = new ILEmitterCtx(_memory, _cache, _queue, TranslationTier.Tier0, block);
|
||||||
|
|
||||||
string subName = GetSubroutineName(position);
|
string subName = GetSubroutineName(position);
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -153,7 +153,7 @@ namespace ChocolArm64.Translation
|
||||||
{
|
{
|
||||||
Block graph = Decoder.DecodeSubroutine(_memory, position, mode);
|
Block graph = Decoder.DecodeSubroutine(_memory, position, mode);
|
||||||
|
|
||||||
ILEmitterCtx context = new ILEmitterCtx(_cache, _queue, TranslationTier.Tier1, graph);
|
ILEmitterCtx context = new ILEmitterCtx(_memory, _cache, _queue, TranslationTier.Tier1, graph);
|
||||||
|
|
||||||
ILBlock[] ilBlocks = context.GetILBlocks();
|
ILBlock[] ilBlocks = context.GetILBlocks();
|
||||||
|
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||||||
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