]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_monomorphize/src/collector.rs
Rollup merge of #96143 - Urgau:rustdoc-fix-snapshot-bless, r=GuillaumeGomez
[rust.git] / compiler / rustc_monomorphize / src / collector.rs
1 //! Mono Item Collection
2 //! ====================
3 //!
4 //! This module is responsible for discovering all items that will contribute
5 //! to code generation of the crate. The important part here is that it not only
6 //! needs to find syntax-level items (functions, structs, etc) but also all
7 //! their monomorphized instantiations. Every non-generic, non-const function
8 //! maps to one LLVM artifact. Every generic function can produce
9 //! from zero to N artifacts, depending on the sets of type arguments it
10 //! is instantiated with.
11 //! This also applies to generic items from other crates: A generic definition
12 //! in crate X might produce monomorphizations that are compiled into crate Y.
13 //! We also have to collect these here.
14 //!
15 //! The following kinds of "mono items" are handled here:
16 //!
17 //! - Functions
18 //! - Methods
19 //! - Closures
20 //! - Statics
21 //! - Drop glue
22 //!
23 //! The following things also result in LLVM artifacts, but are not collected
24 //! here, since we instantiate them locally on demand when needed in a given
25 //! codegen unit:
26 //!
27 //! - Constants
28 //! - Vtables
29 //! - Object Shims
30 //!
31 //!
32 //! General Algorithm
33 //! -----------------
34 //! Let's define some terms first:
35 //!
36 //! - A "mono item" is something that results in a function or global in
37 //!   the LLVM IR of a codegen unit. Mono items do not stand on their
38 //!   own, they can reference other mono items. For example, if function
39 //!   `foo()` calls function `bar()` then the mono item for `foo()`
40 //!   references the mono item for function `bar()`. In general, the
41 //!   definition for mono item A referencing a mono item B is that
42 //!   the LLVM artifact produced for A references the LLVM artifact produced
43 //!   for B.
44 //!
45 //! - Mono items and the references between them form a directed graph,
46 //!   where the mono items are the nodes and references form the edges.
47 //!   Let's call this graph the "mono item graph".
48 //!
49 //! - The mono item graph for a program contains all mono items
50 //!   that are needed in order to produce the complete LLVM IR of the program.
51 //!
52 //! The purpose of the algorithm implemented in this module is to build the
53 //! mono item graph for the current crate. It runs in two phases:
54 //!
55 //! 1. Discover the roots of the graph by traversing the HIR of the crate.
56 //! 2. Starting from the roots, find neighboring nodes by inspecting the MIR
57 //!    representation of the item corresponding to a given node, until no more
58 //!    new nodes are found.
59 //!
60 //! ### Discovering roots
61 //!
62 //! The roots of the mono item graph correspond to the public non-generic
63 //! syntactic items in the source code. We find them by walking the HIR of the
64 //! crate, and whenever we hit upon a public function, method, or static item,
65 //! we create a mono item consisting of the items DefId and, since we only
66 //! consider non-generic items, an empty type-substitution set. (In eager
67 //! collection mode, during incremental compilation, all non-generic functions
68 //! are considered as roots, as well as when the `-Clink-dead-code` option is
69 //! specified. Functions marked `#[no_mangle]` and functions called by inlinable
70 //! functions also always act as roots.)
71 //!
72 //! ### Finding neighbor nodes
73 //! Given a mono item node, we can discover neighbors by inspecting its
74 //! MIR. We walk the MIR and any time we hit upon something that signifies a
75 //! reference to another mono item, we have found a neighbor. Since the
76 //! mono item we are currently at is always monomorphic, we also know the
77 //! concrete type arguments of its neighbors, and so all neighbors again will be
78 //! monomorphic. The specific forms a reference to a neighboring node can take
79 //! in MIR are quite diverse. Here is an overview:
80 //!
81 //! #### Calling Functions/Methods
82 //! The most obvious form of one mono item referencing another is a
83 //! function or method call (represented by a CALL terminator in MIR). But
84 //! calls are not the only thing that might introduce a reference between two
85 //! function mono items, and as we will see below, they are just a
86 //! specialization of the form described next, and consequently will not get any
87 //! special treatment in the algorithm.
88 //!
89 //! #### Taking a reference to a function or method
90 //! A function does not need to actually be called in order to be a neighbor of
91 //! another function. It suffices to just take a reference in order to introduce
92 //! an edge. Consider the following example:
93 //!
94 //! ```rust
95 //! fn print_val<T: Display>(x: T) {
96 //!     println!("{}", x);
97 //! }
98 //!
99 //! fn call_fn(f: &Fn(i32), x: i32) {
100 //!     f(x);
101 //! }
102 //!
103 //! fn main() {
104 //!     let print_i32 = print_val::<i32>;
105 //!     call_fn(&print_i32, 0);
106 //! }
107 //! ```
108 //! The MIR of none of these functions will contain an explicit call to
109 //! `print_val::<i32>`. Nonetheless, in order to mono this program, we need
110 //! an instance of this function. Thus, whenever we encounter a function or
111 //! method in operand position, we treat it as a neighbor of the current
112 //! mono item. Calls are just a special case of that.
113 //!
114 //! #### Closures
115 //! In a way, closures are a simple case. Since every closure object needs to be
116 //! constructed somewhere, we can reliably discover them by observing
117 //! `RValue::Aggregate` expressions with `AggregateKind::Closure`. This is also
118 //! true for closures inlined from other crates.
119 //!
120 //! #### Drop glue
121 //! Drop glue mono items are introduced by MIR drop-statements. The
122 //! generated mono item will again have drop-glue item neighbors if the
123 //! type to be dropped contains nested values that also need to be dropped. It
124 //! might also have a function item neighbor for the explicit `Drop::drop`
125 //! implementation of its type.
126 //!
127 //! #### Unsizing Casts
128 //! A subtle way of introducing neighbor edges is by casting to a trait object.
129 //! Since the resulting fat-pointer contains a reference to a vtable, we need to
130 //! instantiate all object-save methods of the trait, as we need to store
131 //! pointers to these functions even if they never get called anywhere. This can
132 //! be seen as a special case of taking a function reference.
133 //!
134 //! #### Boxes
135 //! Since `Box` expression have special compiler support, no explicit calls to
136 //! `exchange_malloc()` and `box_free()` may show up in MIR, even if the
137 //! compiler will generate them. We have to observe `Rvalue::Box` expressions
138 //! and Box-typed drop-statements for that purpose.
139 //!
140 //!
141 //! Interaction with Cross-Crate Inlining
142 //! -------------------------------------
143 //! The binary of a crate will not only contain machine code for the items
144 //! defined in the source code of that crate. It will also contain monomorphic
145 //! instantiations of any extern generic functions and of functions marked with
146 //! `#[inline]`.
147 //! The collection algorithm handles this more or less mono. If it is
148 //! about to create a mono item for something with an external `DefId`,
149 //! it will take a look if the MIR for that item is available, and if so just
150 //! proceed normally. If the MIR is not available, it assumes that the item is
151 //! just linked to and no node is created; which is exactly what we want, since
152 //! no machine code should be generated in the current crate for such an item.
153 //!
154 //! Eager and Lazy Collection Mode
155 //! ------------------------------
156 //! Mono item collection can be performed in one of two modes:
157 //!
158 //! - Lazy mode means that items will only be instantiated when actually
159 //!   referenced. The goal is to produce the least amount of machine code
160 //!   possible.
161 //!
162 //! - Eager mode is meant to be used in conjunction with incremental compilation
163 //!   where a stable set of mono items is more important than a minimal
164 //!   one. Thus, eager mode will instantiate drop-glue for every drop-able type
165 //!   in the crate, even if no drop call for that type exists (yet). It will
166 //!   also instantiate default implementations of trait methods, something that
167 //!   otherwise is only done on demand.
168 //!
169 //!
170 //! Open Issues
171 //! -----------
172 //! Some things are not yet fully implemented in the current version of this
173 //! module.
174 //!
175 //! ### Const Fns
176 //! Ideally, no mono item should be generated for const fns unless there
177 //! is a call to them that cannot be evaluated at compile time. At the moment
178 //! this is not implemented however: a mono item will be produced
179 //! regardless of whether it is actually needed or not.
180
181 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
182 use rustc_data_structures::sync::{par_iter, MTLock, MTRef, ParallelIterator};
183 use rustc_hir as hir;
184 use rustc_hir::def::DefKind;
185 use rustc_hir::def_id::{DefId, DefIdMap, LocalDefId, LOCAL_CRATE};
186 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
187 use rustc_index::bit_set::GrowableBitSet;
188 use rustc_middle::mir::interpret::{AllocId, ConstValue};
189 use rustc_middle::mir::interpret::{ErrorHandled, GlobalAlloc, Scalar};
190 use rustc_middle::mir::mono::{InstantiationMode, MonoItem};
191 use rustc_middle::mir::visit::Visitor as MirVisitor;
192 use rustc_middle::mir::{self, Local, Location};
193 use rustc_middle::ty::adjustment::{CustomCoerceUnsized, PointerCast};
194 use rustc_middle::ty::print::with_no_trimmed_paths;
195 use rustc_middle::ty::subst::{GenericArgKind, InternalSubsts};
196 use rustc_middle::ty::{self, GenericParamDefKind, Instance, Ty, TyCtxt, TypeFoldable, VtblEntry};
197 use rustc_middle::{middle::codegen_fn_attrs::CodegenFnAttrFlags, mir::visit::TyContext};
198 use rustc_session::config::EntryFnType;
199 use rustc_session::lint::builtin::LARGE_ASSIGNMENTS;
200 use rustc_session::Limit;
201 use rustc_span::source_map::{dummy_spanned, respan, Span, Spanned, DUMMY_SP};
202 use rustc_target::abi::Size;
203 use smallvec::SmallVec;
204 use std::iter;
205 use std::ops::Range;
206 use std::path::PathBuf;
207
208 #[derive(PartialEq)]
209 pub enum MonoItemCollectionMode {
210     Eager,
211     Lazy,
212 }
213
214 /// Maps every mono item to all mono items it references in its
215 /// body.
216 pub struct InliningMap<'tcx> {
217     // Maps a source mono item to the range of mono items
218     // accessed by it.
219     // The range selects elements within the `targets` vecs.
220     index: FxHashMap<MonoItem<'tcx>, Range<usize>>,
221     targets: Vec<MonoItem<'tcx>>,
222
223     // Contains one bit per mono item in the `targets` field. That bit
224     // is true if that mono item needs to be inlined into every CGU.
225     inlines: GrowableBitSet<usize>,
226 }
227
228 impl<'tcx> InliningMap<'tcx> {
229     fn new() -> InliningMap<'tcx> {
230         InliningMap {
231             index: FxHashMap::default(),
232             targets: Vec::new(),
233             inlines: GrowableBitSet::with_capacity(1024),
234         }
235     }
236
237     fn record_accesses(&mut self, source: MonoItem<'tcx>, new_targets: &[(MonoItem<'tcx>, bool)]) {
238         let start_index = self.targets.len();
239         let new_items_count = new_targets.len();
240         let new_items_count_total = new_items_count + self.targets.len();
241
242         self.targets.reserve(new_items_count);
243         self.inlines.ensure(new_items_count_total);
244
245         for (i, (target, inline)) in new_targets.iter().enumerate() {
246             self.targets.push(*target);
247             if *inline {
248                 self.inlines.insert(i + start_index);
249             }
250         }
251
252         let end_index = self.targets.len();
253         assert!(self.index.insert(source, start_index..end_index).is_none());
254     }
255
256     // Internally iterate over all items referenced by `source` which will be
257     // made available for inlining.
258     pub fn with_inlining_candidates<F>(&self, source: MonoItem<'tcx>, mut f: F)
259     where
260         F: FnMut(MonoItem<'tcx>),
261     {
262         if let Some(range) = self.index.get(&source) {
263             for (i, candidate) in self.targets[range.clone()].iter().enumerate() {
264                 if self.inlines.contains(range.start + i) {
265                     f(*candidate);
266                 }
267             }
268         }
269     }
270
271     // Internally iterate over all items and the things each accesses.
272     pub fn iter_accesses<F>(&self, mut f: F)
273     where
274         F: FnMut(MonoItem<'tcx>, &[MonoItem<'tcx>]),
275     {
276         for (&accessor, range) in &self.index {
277             f(accessor, &self.targets[range.clone()])
278         }
279     }
280 }
281
282 pub fn collect_crate_mono_items(
283     tcx: TyCtxt<'_>,
284     mode: MonoItemCollectionMode,
285 ) -> (FxHashSet<MonoItem<'_>>, InliningMap<'_>) {
286     let _prof_timer = tcx.prof.generic_activity("monomorphization_collector");
287
288     let roots =
289         tcx.sess.time("monomorphization_collector_root_collections", || collect_roots(tcx, mode));
290
291     debug!("building mono item graph, beginning at roots");
292
293     let mut visited = MTLock::new(FxHashSet::default());
294     let mut inlining_map = MTLock::new(InliningMap::new());
295     let recursion_limit = tcx.recursion_limit();
296
297     {
298         let visited: MTRef<'_, _> = &mut visited;
299         let inlining_map: MTRef<'_, _> = &mut inlining_map;
300
301         tcx.sess.time("monomorphization_collector_graph_walk", || {
302             par_iter(roots).for_each(|root| {
303                 let mut recursion_depths = DefIdMap::default();
304                 collect_items_rec(
305                     tcx,
306                     dummy_spanned(root),
307                     visited,
308                     &mut recursion_depths,
309                     recursion_limit,
310                     inlining_map,
311                 );
312             });
313         });
314     }
315
316     (visited.into_inner(), inlining_map.into_inner())
317 }
318
319 // Find all non-generic items by walking the HIR. These items serve as roots to
320 // start monomorphizing from.
321 fn collect_roots(tcx: TyCtxt<'_>, mode: MonoItemCollectionMode) -> Vec<MonoItem<'_>> {
322     debug!("collecting roots");
323     let mut roots = Vec::new();
324
325     {
326         let entry_fn = tcx.entry_fn(());
327
328         debug!("collect_roots: entry_fn = {:?}", entry_fn);
329
330         let mut collector = RootCollector { tcx, mode, entry_fn, output: &mut roots };
331
332         let crate_items = tcx.hir_crate_items(());
333
334         for id in crate_items.items() {
335             collector.process_item(id);
336         }
337
338         for id in crate_items.impl_items() {
339             collector.process_impl_item(id);
340         }
341
342         collector.push_extra_entry_roots();
343     }
344
345     // We can only codegen items that are instantiable - items all of
346     // whose predicates hold. Luckily, items that aren't instantiable
347     // can't actually be used, so we can just skip codegenning them.
348     roots
349         .into_iter()
350         .filter_map(|root| root.node.is_instantiable(tcx).then_some(root.node))
351         .collect()
352 }
353
354 /// Collect all monomorphized items reachable from `starting_point`, and emit a note diagnostic if a
355 /// post-monorphization error is encountered during a collection step.
356 fn collect_items_rec<'tcx>(
357     tcx: TyCtxt<'tcx>,
358     starting_point: Spanned<MonoItem<'tcx>>,
359     visited: MTRef<'_, MTLock<FxHashSet<MonoItem<'tcx>>>>,
360     recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>,
361     recursion_limit: Limit,
362     inlining_map: MTRef<'_, MTLock<InliningMap<'tcx>>>,
363 ) {
364     if !visited.lock_mut().insert(starting_point.node) {
365         // We've been here already, no need to search again.
366         return;
367     }
368     debug!("BEGIN collect_items_rec({})", starting_point.node);
369
370     let mut neighbors = Vec::new();
371     let recursion_depth_reset;
372
373     //
374     // Post-monomorphization errors MVP
375     //
376     // We can encounter errors while monomorphizing an item, but we don't have a good way of
377     // showing a complete stack of spans ultimately leading to collecting the erroneous one yet.
378     // (It's also currently unclear exactly which diagnostics and information would be interesting
379     // to report in such cases)
380     //
381     // This leads to suboptimal error reporting: a post-monomorphization error (PME) will be
382     // shown with just a spanned piece of code causing the error, without information on where
383     // it was called from. This is especially obscure if the erroneous mono item is in a
384     // dependency. See for example issue #85155, where, before minimization, a PME happened two
385     // crates downstream from libcore's stdarch, without a way to know which dependency was the
386     // cause.
387     //
388     // If such an error occurs in the current crate, its span will be enough to locate the
389     // source. If the cause is in another crate, the goal here is to quickly locate which mono
390     // item in the current crate is ultimately responsible for causing the error.
391     //
392     // To give at least _some_ context to the user: while collecting mono items, we check the
393     // error count. If it has changed, a PME occurred, and we trigger some diagnostics about the
394     // current step of mono items collection.
395     //
396     let error_count = tcx.sess.diagnostic().err_count();
397
398     match starting_point.node {
399         MonoItem::Static(def_id) => {
400             let instance = Instance::mono(tcx, def_id);
401
402             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
403             debug_assert!(should_codegen_locally(tcx, &instance));
404
405             let ty = instance.ty(tcx, ty::ParamEnv::reveal_all());
406             visit_drop_use(tcx, ty, true, starting_point.span, &mut neighbors);
407
408             recursion_depth_reset = None;
409
410             if let Ok(alloc) = tcx.eval_static_initializer(def_id) {
411                 for &id in alloc.inner().relocations().values() {
412                     collect_miri(tcx, id, &mut neighbors);
413                 }
414             }
415         }
416         MonoItem::Fn(instance) => {
417             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
418             debug_assert!(should_codegen_locally(tcx, &instance));
419
420             // Keep track of the monomorphization recursion depth
421             recursion_depth_reset = Some(check_recursion_limit(
422                 tcx,
423                 instance,
424                 starting_point.span,
425                 recursion_depths,
426                 recursion_limit,
427             ));
428             check_type_length_limit(tcx, instance);
429
430             rustc_data_structures::stack::ensure_sufficient_stack(|| {
431                 collect_neighbours(tcx, instance, &mut neighbors);
432             });
433         }
434         MonoItem::GlobalAsm(item_id) => {
435             recursion_depth_reset = None;
436
437             let item = tcx.hir().item(item_id);
438             if let hir::ItemKind::GlobalAsm(asm) = item.kind {
439                 for (op, op_sp) in asm.operands {
440                     match op {
441                         hir::InlineAsmOperand::Const { .. } => {
442                             // Only constants which resolve to a plain integer
443                             // are supported. Therefore the value should not
444                             // depend on any other items.
445                         }
446                         hir::InlineAsmOperand::SymFn { anon_const } => {
447                             let def_id = tcx.hir().body_owner_def_id(anon_const.body).to_def_id();
448                             if let Ok(val) = tcx.const_eval_poly(def_id) {
449                                 rustc_data_structures::stack::ensure_sufficient_stack(|| {
450                                     collect_const_value(tcx, val, &mut neighbors);
451                                 });
452                             }
453                         }
454                         hir::InlineAsmOperand::SymStatic { path: _, def_id } => {
455                             let instance = Instance::mono(tcx, *def_id);
456                             if should_codegen_locally(tcx, &instance) {
457                                 trace!("collecting static {:?}", def_id);
458                                 neighbors.push(dummy_spanned(MonoItem::Static(*def_id)));
459                             }
460                         }
461                         hir::InlineAsmOperand::In { .. }
462                         | hir::InlineAsmOperand::Out { .. }
463                         | hir::InlineAsmOperand::InOut { .. }
464                         | hir::InlineAsmOperand::SplitInOut { .. } => {
465                             span_bug!(*op_sp, "invalid operand type for global_asm!")
466                         }
467                     }
468                 }
469             } else {
470                 span_bug!(item.span, "Mismatch between hir::Item type and MonoItem type")
471             }
472         }
473     }
474
475     // Check for PMEs and emit a diagnostic if one happened. To try to show relevant edges of the
476     // mono item graph where the PME diagnostics are currently the most problematic (e.g. ones
477     // involving a dependency, and the lack of context is confusing) in this MVP, we focus on
478     // diagnostics on edges crossing a crate boundary: the collected mono items which are not
479     // defined in the local crate.
480     if tcx.sess.diagnostic().err_count() > error_count
481         && starting_point.node.krate() != LOCAL_CRATE
482         && starting_point.node.is_user_defined()
483     {
484         let formatted_item = with_no_trimmed_paths!(starting_point.node.to_string());
485         tcx.sess.span_note_without_error(
486             starting_point.span,
487             &format!("the above error was encountered while instantiating `{}`", formatted_item),
488         );
489     }
490
491     record_accesses(tcx, starting_point.node, neighbors.iter().map(|i| &i.node), inlining_map);
492
493     for neighbour in neighbors {
494         collect_items_rec(tcx, neighbour, visited, recursion_depths, recursion_limit, inlining_map);
495     }
496
497     if let Some((def_id, depth)) = recursion_depth_reset {
498         recursion_depths.insert(def_id, depth);
499     }
500
501     debug!("END collect_items_rec({})", starting_point.node);
502 }
503
504 fn record_accesses<'a, 'tcx: 'a>(
505     tcx: TyCtxt<'tcx>,
506     caller: MonoItem<'tcx>,
507     callees: impl Iterator<Item = &'a MonoItem<'tcx>>,
508     inlining_map: MTRef<'_, MTLock<InliningMap<'tcx>>>,
509 ) {
510     let is_inlining_candidate = |mono_item: &MonoItem<'tcx>| {
511         mono_item.instantiation_mode(tcx) == InstantiationMode::LocalCopy
512     };
513
514     // We collect this into a `SmallVec` to avoid calling `is_inlining_candidate` in the lock.
515     // FIXME: Call `is_inlining_candidate` when pushing to `neighbors` in `collect_items_rec`
516     // instead to avoid creating this `SmallVec`.
517     let accesses: SmallVec<[_; 128]> =
518         callees.map(|mono_item| (*mono_item, is_inlining_candidate(mono_item))).collect();
519
520     inlining_map.lock_mut().record_accesses(caller, &accesses);
521 }
522
523 /// Format instance name that is already known to be too long for rustc.
524 /// Show only the first and last 32 characters to avoid blasting
525 /// the user's terminal with thousands of lines of type-name.
526 ///
527 /// If the type name is longer than before+after, it will be written to a file.
528 fn shrunk_instance_name<'tcx>(
529     tcx: TyCtxt<'tcx>,
530     instance: &Instance<'tcx>,
531     before: usize,
532     after: usize,
533 ) -> (String, Option<PathBuf>) {
534     let s = instance.to_string();
535
536     // Only use the shrunk version if it's really shorter.
537     // This also avoids the case where before and after slices overlap.
538     if s.chars().nth(before + after + 1).is_some() {
539         // An iterator of all byte positions including the end of the string.
540         let positions = || s.char_indices().map(|(i, _)| i).chain(iter::once(s.len()));
541
542         let shrunk = format!(
543             "{before}...{after}",
544             before = &s[..positions().nth(before).unwrap_or(s.len())],
545             after = &s[positions().rev().nth(after).unwrap_or(0)..],
546         );
547
548         let path = tcx.output_filenames(()).temp_path_ext("long-type.txt", None);
549         let written_to_path = std::fs::write(&path, s).ok().map(|_| path);
550
551         (shrunk, written_to_path)
552     } else {
553         (s, None)
554     }
555 }
556
557 fn check_recursion_limit<'tcx>(
558     tcx: TyCtxt<'tcx>,
559     instance: Instance<'tcx>,
560     span: Span,
561     recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>,
562     recursion_limit: Limit,
563 ) -> (DefId, usize) {
564     let def_id = instance.def_id();
565     let recursion_depth = recursion_depths.get(&def_id).cloned().unwrap_or(0);
566     debug!(" => recursion depth={}", recursion_depth);
567
568     let adjusted_recursion_depth = if Some(def_id) == tcx.lang_items().drop_in_place_fn() {
569         // HACK: drop_in_place creates tight monomorphization loops. Give
570         // it more margin.
571         recursion_depth / 4
572     } else {
573         recursion_depth
574     };
575
576     // Code that needs to instantiate the same function recursively
577     // more than the recursion limit is assumed to be causing an
578     // infinite expansion.
579     if !recursion_limit.value_within_limit(adjusted_recursion_depth) {
580         let (shrunk, written_to_path) = shrunk_instance_name(tcx, &instance, 32, 32);
581         let error = format!("reached the recursion limit while instantiating `{}`", shrunk);
582         let mut err = tcx.sess.struct_span_fatal(span, &error);
583         err.span_note(
584             tcx.def_span(def_id),
585             &format!("`{}` defined here", tcx.def_path_str(def_id)),
586         );
587         if let Some(path) = written_to_path {
588             err.note(&format!("the full type name has been written to '{}'", path.display()));
589         }
590         err.emit()
591     }
592
593     recursion_depths.insert(def_id, recursion_depth + 1);
594
595     (def_id, recursion_depth)
596 }
597
598 fn check_type_length_limit<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance: Instance<'tcx>) {
599     let type_length = instance
600         .substs
601         .iter()
602         .flat_map(|arg| arg.walk())
603         .filter(|arg| match arg.unpack() {
604             GenericArgKind::Type(_) | GenericArgKind::Const(_) => true,
605             GenericArgKind::Lifetime(_) => false,
606         })
607         .count();
608     debug!(" => type length={}", type_length);
609
610     // Rust code can easily create exponentially-long types using only a
611     // polynomial recursion depth. Even with the default recursion
612     // depth, you can easily get cases that take >2^60 steps to run,
613     // which means that rustc basically hangs.
614     //
615     // Bail out in these cases to avoid that bad user experience.
616     if !tcx.type_length_limit().value_within_limit(type_length) {
617         let (shrunk, written_to_path) = shrunk_instance_name(tcx, &instance, 32, 32);
618         let msg = format!("reached the type-length limit while instantiating `{}`", shrunk);
619         let mut diag = tcx.sess.struct_span_fatal(tcx.def_span(instance.def_id()), &msg);
620         if let Some(path) = written_to_path {
621             diag.note(&format!("the full type name has been written to '{}'", path.display()));
622         }
623         diag.help(&format!(
624             "consider adding a `#![type_length_limit=\"{}\"]` attribute to your crate",
625             type_length
626         ));
627         diag.emit()
628     }
629 }
630
631 struct MirNeighborCollector<'a, 'tcx> {
632     tcx: TyCtxt<'tcx>,
633     body: &'a mir::Body<'tcx>,
634     output: &'a mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
635     instance: Instance<'tcx>,
636 }
637
638 impl<'a, 'tcx> MirNeighborCollector<'a, 'tcx> {
639     pub fn monomorphize<T>(&self, value: T) -> T
640     where
641         T: TypeFoldable<'tcx>,
642     {
643         debug!("monomorphize: self.instance={:?}", self.instance);
644         self.instance.subst_mir_and_normalize_erasing_regions(
645             self.tcx,
646             ty::ParamEnv::reveal_all(),
647             value,
648         )
649     }
650 }
651
652 impl<'a, 'tcx> MirVisitor<'tcx> for MirNeighborCollector<'a, 'tcx> {
653     fn visit_rvalue(&mut self, rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>, location: Location) {
654         debug!("visiting rvalue {:?}", *rvalue);
655
656         let span = self.body.source_info(location).span;
657
658         match *rvalue {
659             // When doing an cast from a regular pointer to a fat pointer, we
660             // have to instantiate all methods of the trait being cast to, so we
661             // can build the appropriate vtable.
662             mir::Rvalue::Cast(
663                 mir::CastKind::Pointer(PointerCast::Unsize),
664                 ref operand,
665                 target_ty,
666             ) => {
667                 let target_ty = self.monomorphize(target_ty);
668                 let source_ty = operand.ty(self.body, self.tcx);
669                 let source_ty = self.monomorphize(source_ty);
670                 let (source_ty, target_ty) =
671                     find_vtable_types_for_unsizing(self.tcx, source_ty, target_ty);
672                 // This could also be a different Unsize instruction, like
673                 // from a fixed sized array to a slice. But we are only
674                 // interested in things that produce a vtable.
675                 if target_ty.is_trait() && !source_ty.is_trait() {
676                     create_mono_items_for_vtable_methods(
677                         self.tcx,
678                         target_ty,
679                         source_ty,
680                         span,
681                         self.output,
682                     );
683                 }
684             }
685             mir::Rvalue::Cast(
686                 mir::CastKind::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
687                 ref operand,
688                 _,
689             ) => {
690                 let fn_ty = operand.ty(self.body, self.tcx);
691                 let fn_ty = self.monomorphize(fn_ty);
692                 visit_fn_use(self.tcx, fn_ty, false, span, &mut self.output);
693             }
694             mir::Rvalue::Cast(
695                 mir::CastKind::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(_)),
696                 ref operand,
697                 _,
698             ) => {
699                 let source_ty = operand.ty(self.body, self.tcx);
700                 let source_ty = self.monomorphize(source_ty);
701                 match *source_ty.kind() {
702                     ty::Closure(def_id, substs) => {
703                         let instance = Instance::resolve_closure(
704                             self.tcx,
705                             def_id,
706                             substs,
707                             ty::ClosureKind::FnOnce,
708                         );
709                         if should_codegen_locally(self.tcx, &instance) {
710                             self.output.push(create_fn_mono_item(self.tcx, instance, span));
711                         }
712                     }
713                     _ => bug!(),
714                 }
715             }
716             mir::Rvalue::ThreadLocalRef(def_id) => {
717                 assert!(self.tcx.is_thread_local_static(def_id));
718                 let instance = Instance::mono(self.tcx, def_id);
719                 if should_codegen_locally(self.tcx, &instance) {
720                     trace!("collecting thread-local static {:?}", def_id);
721                     self.output.push(respan(span, MonoItem::Static(def_id)));
722                 }
723             }
724             _ => { /* not interesting */ }
725         }
726
727         self.super_rvalue(rvalue, location);
728     }
729
730     /// This does not walk the constant, as it has been handled entirely here and trying
731     /// to walk it would attempt to evaluate the `ty::Const` inside, which doesn't necessarily
732     /// work, as some constants cannot be represented in the type system.
733     fn visit_constant(&mut self, constant: &mir::Constant<'tcx>, location: Location) {
734         let literal = self.monomorphize(constant.literal);
735         let val = match literal {
736             mir::ConstantKind::Val(val, _) => val,
737             mir::ConstantKind::Ty(ct) => match ct.val() {
738                 ty::ConstKind::Value(val) => val,
739                 ty::ConstKind::Unevaluated(ct) => {
740                     let param_env = ty::ParamEnv::reveal_all();
741                     match self.tcx.const_eval_resolve(param_env, ct, None) {
742                         // The `monomorphize` call should have evaluated that constant already.
743                         Ok(val) => val,
744                         Err(ErrorHandled::Reported(_) | ErrorHandled::Linted) => return,
745                         Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
746                             self.body.source_info(location).span,
747                             "collection encountered polymorphic constant: {:?}",
748                             literal
749                         ),
750                     }
751                 }
752                 _ => return,
753             },
754         };
755         collect_const_value(self.tcx, val, self.output);
756         self.visit_ty(literal.ty(), TyContext::Location(location));
757     }
758
759     fn visit_const(&mut self, constant: ty::Const<'tcx>, location: Location) {
760         debug!("visiting const {:?} @ {:?}", constant, location);
761
762         let substituted_constant = self.monomorphize(constant);
763         let param_env = ty::ParamEnv::reveal_all();
764
765         match substituted_constant.val() {
766             ty::ConstKind::Value(val) => collect_const_value(self.tcx, val, self.output),
767             ty::ConstKind::Unevaluated(unevaluated) => {
768                 match self.tcx.const_eval_resolve(param_env, unevaluated, None) {
769                     // The `monomorphize` call should have evaluated that constant already.
770                     Ok(val) => span_bug!(
771                         self.body.source_info(location).span,
772                         "collection encountered the unevaluated constant {} which evaluated to {:?}",
773                         substituted_constant,
774                         val
775                     ),
776                     Err(ErrorHandled::Reported(_) | ErrorHandled::Linted) => {}
777                     Err(ErrorHandled::TooGeneric) => span_bug!(
778                         self.body.source_info(location).span,
779                         "collection encountered polymorphic constant: {}",
780                         substituted_constant
781                     ),
782                 }
783             }
784             _ => {}
785         }
786
787         self.super_const(constant);
788     }
789
790     fn visit_terminator(&mut self, terminator: &mir::Terminator<'tcx>, location: Location) {
791         debug!("visiting terminator {:?} @ {:?}", terminator, location);
792         let source = self.body.source_info(location).span;
793
794         let tcx = self.tcx;
795         match terminator.kind {
796             mir::TerminatorKind::Call { ref func, .. } => {
797                 let callee_ty = func.ty(self.body, tcx);
798                 let callee_ty = self.monomorphize(callee_ty);
799                 visit_fn_use(self.tcx, callee_ty, true, source, &mut self.output);
800             }
801             mir::TerminatorKind::Drop { ref place, .. }
802             | mir::TerminatorKind::DropAndReplace { ref place, .. } => {
803                 let ty = place.ty(self.body, self.tcx).ty;
804                 let ty = self.monomorphize(ty);
805                 visit_drop_use(self.tcx, ty, true, source, self.output);
806             }
807             mir::TerminatorKind::InlineAsm { ref operands, .. } => {
808                 for op in operands {
809                     match *op {
810                         mir::InlineAsmOperand::SymFn { ref value } => {
811                             let fn_ty = self.monomorphize(value.literal.ty());
812                             visit_fn_use(self.tcx, fn_ty, false, source, &mut self.output);
813                         }
814                         mir::InlineAsmOperand::SymStatic { def_id } => {
815                             let instance = Instance::mono(self.tcx, def_id);
816                             if should_codegen_locally(self.tcx, &instance) {
817                                 trace!("collecting asm sym static {:?}", def_id);
818                                 self.output.push(respan(source, MonoItem::Static(def_id)));
819                             }
820                         }
821                         _ => {}
822                     }
823                 }
824             }
825             mir::TerminatorKind::Assert { ref msg, .. } => {
826                 let lang_item = match msg {
827                     mir::AssertKind::BoundsCheck { .. } => LangItem::PanicBoundsCheck,
828                     _ => LangItem::Panic,
829                 };
830                 let instance = Instance::mono(tcx, tcx.require_lang_item(lang_item, Some(source)));
831                 if should_codegen_locally(tcx, &instance) {
832                     self.output.push(create_fn_mono_item(tcx, instance, source));
833                 }
834             }
835             mir::TerminatorKind::Abort { .. } => {
836                 let instance = Instance::mono(
837                     tcx,
838                     tcx.require_lang_item(LangItem::PanicNoUnwind, Some(source)),
839                 );
840                 if should_codegen_locally(tcx, &instance) {
841                     self.output.push(create_fn_mono_item(tcx, instance, source));
842                 }
843             }
844             mir::TerminatorKind::Goto { .. }
845             | mir::TerminatorKind::SwitchInt { .. }
846             | mir::TerminatorKind::Resume
847             | mir::TerminatorKind::Return
848             | mir::TerminatorKind::Unreachable => {}
849             mir::TerminatorKind::GeneratorDrop
850             | mir::TerminatorKind::Yield { .. }
851             | mir::TerminatorKind::FalseEdge { .. }
852             | mir::TerminatorKind::FalseUnwind { .. } => bug!(),
853         }
854
855         self.super_terminator(terminator, location);
856     }
857
858     fn visit_operand(&mut self, operand: &mir::Operand<'tcx>, location: Location) {
859         self.super_operand(operand, location);
860         let limit = self.tcx.move_size_limit().0;
861         if limit == 0 {
862             return;
863         }
864         let limit = Size::from_bytes(limit);
865         let ty = operand.ty(self.body, self.tcx);
866         let ty = self.monomorphize(ty);
867         let layout = self.tcx.layout_of(ty::ParamEnv::reveal_all().and(ty));
868         if let Ok(layout) = layout {
869             if layout.size > limit {
870                 debug!(?layout);
871                 let source_info = self.body.source_info(location);
872                 debug!(?source_info);
873                 let lint_root = source_info.scope.lint_root(&self.body.source_scopes);
874                 debug!(?lint_root);
875                 let Some(lint_root) = lint_root else {
876                     // This happens when the issue is in a function from a foreign crate that
877                     // we monomorphized in the current crate. We can't get a `HirId` for things
878                     // in other crates.
879                     // FIXME: Find out where to report the lint on. Maybe simply crate-level lint root
880                     // but correct span? This would make the lint at least accept crate-level lint attributes.
881                     return;
882                 };
883                 self.tcx.struct_span_lint_hir(
884                     LARGE_ASSIGNMENTS,
885                     lint_root,
886                     source_info.span,
887                     |lint| {
888                         let mut err = lint.build(&format!("moving {} bytes", layout.size.bytes()));
889                         err.span_label(source_info.span, "value moved from here");
890                         err.note(&format!(r#"The current maximum size is {}, but it can be customized with the move_size_limit attribute: `#![move_size_limit = "..."]`"#, limit.bytes()));
891                         err.emit();
892                     },
893                 );
894             }
895         }
896     }
897
898     fn visit_local(
899         &mut self,
900         _place_local: &Local,
901         _context: mir::visit::PlaceContext,
902         _location: Location,
903     ) {
904     }
905 }
906
907 fn visit_drop_use<'tcx>(
908     tcx: TyCtxt<'tcx>,
909     ty: Ty<'tcx>,
910     is_direct_call: bool,
911     source: Span,
912     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
913 ) {
914     let instance = Instance::resolve_drop_in_place(tcx, ty);
915     visit_instance_use(tcx, instance, is_direct_call, source, output);
916 }
917
918 fn visit_fn_use<'tcx>(
919     tcx: TyCtxt<'tcx>,
920     ty: Ty<'tcx>,
921     is_direct_call: bool,
922     source: Span,
923     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
924 ) {
925     if let ty::FnDef(def_id, substs) = *ty.kind() {
926         let instance = if is_direct_call {
927             ty::Instance::resolve(tcx, ty::ParamEnv::reveal_all(), def_id, substs).unwrap().unwrap()
928         } else {
929             ty::Instance::resolve_for_fn_ptr(tcx, ty::ParamEnv::reveal_all(), def_id, substs)
930                 .unwrap()
931         };
932         visit_instance_use(tcx, instance, is_direct_call, source, output);
933     }
934 }
935
936 fn visit_instance_use<'tcx>(
937     tcx: TyCtxt<'tcx>,
938     instance: ty::Instance<'tcx>,
939     is_direct_call: bool,
940     source: Span,
941     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
942 ) {
943     debug!("visit_item_use({:?}, is_direct_call={:?})", instance, is_direct_call);
944     if !should_codegen_locally(tcx, &instance) {
945         return;
946     }
947
948     match instance.def {
949         ty::InstanceDef::Virtual(..) | ty::InstanceDef::Intrinsic(_) => {
950             if !is_direct_call {
951                 bug!("{:?} being reified", instance);
952             }
953         }
954         ty::InstanceDef::DropGlue(_, None) => {
955             // Don't need to emit noop drop glue if we are calling directly.
956             if !is_direct_call {
957                 output.push(create_fn_mono_item(tcx, instance, source));
958             }
959         }
960         ty::InstanceDef::DropGlue(_, Some(_))
961         | ty::InstanceDef::VtableShim(..)
962         | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
963         | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
964         | ty::InstanceDef::Item(..)
965         | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
966         | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
967             output.push(create_fn_mono_item(tcx, instance, source));
968         }
969     }
970 }
971
972 /// Returns `true` if we should codegen an instance in the local crate, or returns `false` if we
973 /// can just link to the upstream crate and therefore don't need a mono item.
974 fn should_codegen_locally<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, instance: &Instance<'tcx>) -> bool {
975     let Some(def_id) = instance.def.def_id_if_not_guaranteed_local_codegen() else {
976         return true;
977     };
978
979     if tcx.is_foreign_item(def_id) {
980         // Foreign items are always linked against, there's no way of instantiating them.
981         return false;
982     }
983
984     if def_id.is_local() {
985         // Local items cannot be referred to locally without monomorphizing them locally.
986         return true;
987     }
988
989     if tcx.is_reachable_non_generic(def_id)
990         || instance.polymorphize(tcx).upstream_monomorphization(tcx).is_some()
991     {
992         // We can link to the item in question, no instance needed in this crate.
993         return false;
994     }
995
996     if !tcx.is_mir_available(def_id) {
997         bug!("no MIR available for {:?}", def_id);
998     }
999
1000     true
1001 }
1002
1003 /// For a given pair of source and target type that occur in an unsizing coercion,
1004 /// this function finds the pair of types that determines the vtable linking
1005 /// them.
1006 ///
1007 /// For example, the source type might be `&SomeStruct` and the target type
1008 /// might be `&SomeTrait` in a cast like:
1009 ///
1010 /// let src: &SomeStruct = ...;
1011 /// let target = src as &SomeTrait;
1012 ///
1013 /// Then the output of this function would be (SomeStruct, SomeTrait) since for
1014 /// constructing the `target` fat-pointer we need the vtable for that pair.
1015 ///
1016 /// Things can get more complicated though because there's also the case where
1017 /// the unsized type occurs as a field:
1018 ///
1019 /// ```rust
1020 /// struct ComplexStruct<T: ?Sized> {
1021 ///    a: u32,
1022 ///    b: f64,
1023 ///    c: T
1024 /// }
1025 /// ```
1026 ///
1027 /// In this case, if `T` is sized, `&ComplexStruct<T>` is a thin pointer. If `T`
1028 /// is unsized, `&SomeStruct` is a fat pointer, and the vtable it points to is
1029 /// for the pair of `T` (which is a trait) and the concrete type that `T` was
1030 /// originally coerced from:
1031 ///
1032 /// let src: &ComplexStruct<SomeStruct> = ...;
1033 /// let target = src as &ComplexStruct<SomeTrait>;
1034 ///
1035 /// Again, we want this `find_vtable_types_for_unsizing()` to provide the pair
1036 /// `(SomeStruct, SomeTrait)`.
1037 ///
1038 /// Finally, there is also the case of custom unsizing coercions, e.g., for
1039 /// smart pointers such as `Rc` and `Arc`.
1040 fn find_vtable_types_for_unsizing<'tcx>(
1041     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1042     source_ty: Ty<'tcx>,
1043     target_ty: Ty<'tcx>,
1044 ) -> (Ty<'tcx>, Ty<'tcx>) {
1045     let ptr_vtable = |inner_source: Ty<'tcx>, inner_target: Ty<'tcx>| {
1046         let param_env = ty::ParamEnv::reveal_all();
1047         let type_has_metadata = |ty: Ty<'tcx>| -> bool {
1048             if ty.is_sized(tcx.at(DUMMY_SP), param_env) {
1049                 return false;
1050             }
1051             let tail = tcx.struct_tail_erasing_lifetimes(ty, param_env);
1052             match tail.kind() {
1053                 ty::Foreign(..) => false,
1054                 ty::Str | ty::Slice(..) | ty::Dynamic(..) => true,
1055                 _ => bug!("unexpected unsized tail: {:?}", tail),
1056             }
1057         };
1058         if type_has_metadata(inner_source) {
1059             (inner_source, inner_target)
1060         } else {
1061             tcx.struct_lockstep_tails_erasing_lifetimes(inner_source, inner_target, param_env)
1062         }
1063     };
1064
1065     match (&source_ty.kind(), &target_ty.kind()) {
1066         (&ty::Ref(_, a, _), &ty::Ref(_, b, _) | &ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. }))
1067         | (&ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { ty: a, .. }), &ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) => {
1068             ptr_vtable(*a, *b)
1069         }
1070         (&ty::Adt(def_a, _), &ty::Adt(def_b, _)) if def_a.is_box() && def_b.is_box() => {
1071             ptr_vtable(source_ty.boxed_ty(), target_ty.boxed_ty())
1072         }
1073
1074         (&ty::Adt(source_adt_def, source_substs), &ty::Adt(target_adt_def, target_substs)) => {
1075             assert_eq!(source_adt_def, target_adt_def);
1076
1077             let CustomCoerceUnsized::Struct(coerce_index) =
1078                 crate::custom_coerce_unsize_info(tcx, source_ty, target_ty);
1079
1080             let source_fields = &source_adt_def.non_enum_variant().fields;
1081             let target_fields = &target_adt_def.non_enum_variant().fields;
1082
1083             assert!(
1084                 coerce_index < source_fields.len() && source_fields.len() == target_fields.len()
1085             );
1086
1087             find_vtable_types_for_unsizing(
1088                 tcx,
1089                 source_fields[coerce_index].ty(tcx, source_substs),
1090                 target_fields[coerce_index].ty(tcx, target_substs),
1091             )
1092         }
1093         _ => bug!(
1094             "find_vtable_types_for_unsizing: invalid coercion {:?} -> {:?}",
1095             source_ty,
1096             target_ty
1097         ),
1098     }
1099 }
1100
1101 fn create_fn_mono_item<'tcx>(
1102     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1103     instance: Instance<'tcx>,
1104     source: Span,
1105 ) -> Spanned<MonoItem<'tcx>> {
1106     debug!("create_fn_mono_item(instance={})", instance);
1107
1108     let def_id = instance.def_id();
1109     if tcx.sess.opts.debugging_opts.profile_closures && def_id.is_local() && tcx.is_closure(def_id)
1110     {
1111         crate::util::dump_closure_profile(tcx, instance);
1112     }
1113
1114     respan(source, MonoItem::Fn(instance.polymorphize(tcx)))
1115 }
1116
1117 /// Creates a `MonoItem` for each method that is referenced by the vtable for
1118 /// the given trait/impl pair.
1119 fn create_mono_items_for_vtable_methods<'tcx>(
1120     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1121     trait_ty: Ty<'tcx>,
1122     impl_ty: Ty<'tcx>,
1123     source: Span,
1124     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
1125 ) {
1126     assert!(!trait_ty.has_escaping_bound_vars() && !impl_ty.has_escaping_bound_vars());
1127
1128     if let ty::Dynamic(ref trait_ty, ..) = trait_ty.kind() {
1129         if let Some(principal) = trait_ty.principal() {
1130             let poly_trait_ref = principal.with_self_ty(tcx, impl_ty);
1131             assert!(!poly_trait_ref.has_escaping_bound_vars());
1132
1133             // Walk all methods of the trait, including those of its supertraits
1134             let entries = tcx.vtable_entries(poly_trait_ref);
1135             let methods = entries
1136                 .iter()
1137                 .filter_map(|entry| match entry {
1138                     VtblEntry::MetadataDropInPlace
1139                     | VtblEntry::MetadataSize
1140                     | VtblEntry::MetadataAlign
1141                     | VtblEntry::Vacant => None,
1142                     VtblEntry::TraitVPtr(_) => {
1143                         // all super trait items already covered, so skip them.
1144                         None
1145                     }
1146                     VtblEntry::Method(instance) => {
1147                         Some(*instance).filter(|instance| should_codegen_locally(tcx, instance))
1148                     }
1149                 })
1150                 .map(|item| create_fn_mono_item(tcx, item, source));
1151             output.extend(methods);
1152         }
1153
1154         // Also add the destructor.
1155         visit_drop_use(tcx, impl_ty, false, source, output);
1156     }
1157 }
1158
1159 //=-----------------------------------------------------------------------------
1160 // Root Collection
1161 //=-----------------------------------------------------------------------------
1162
1163 struct RootCollector<'a, 'tcx> {
1164     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1165     mode: MonoItemCollectionMode,
1166     output: &'a mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
1167     entry_fn: Option<(DefId, EntryFnType)>,
1168 }
1169
1170 impl<'v> RootCollector<'_, 'v> {
1171     fn process_item(&mut self, id: hir::ItemId) {
1172         match self.tcx.hir().def_kind(id.def_id) {
1173             DefKind::Enum | DefKind::Struct | DefKind::Union => {
1174                 let item = self.tcx.hir().item(id);
1175                 match item.kind {
1176                     hir::ItemKind::Enum(_, ref generics)
1177                     | hir::ItemKind::Struct(_, ref generics)
1178                     | hir::ItemKind::Union(_, ref generics) => {
1179                         if generics.params.is_empty() {
1180                             if self.mode == MonoItemCollectionMode::Eager {
1181                                 debug!(
1182                                     "RootCollector: ADT drop-glue for {}",
1183                                     self.tcx.def_path_str(item.def_id.to_def_id())
1184                                 );
1185
1186                                 let ty =
1187                                     Instance::new(item.def_id.to_def_id(), InternalSubsts::empty())
1188                                         .ty(self.tcx, ty::ParamEnv::reveal_all());
1189                                 visit_drop_use(self.tcx, ty, true, DUMMY_SP, self.output);
1190                             }
1191                         }
1192                     }
1193                     _ => bug!(),
1194                 }
1195             }
1196             DefKind::GlobalAsm => {
1197                 debug!(
1198                     "RootCollector: ItemKind::GlobalAsm({})",
1199                     self.tcx.def_path_str(id.def_id.to_def_id())
1200                 );
1201                 self.output.push(dummy_spanned(MonoItem::GlobalAsm(id)));
1202             }
1203             DefKind::Static(..) => {
1204                 debug!(
1205                     "RootCollector: ItemKind::Static({})",
1206                     self.tcx.def_path_str(id.def_id.to_def_id())
1207                 );
1208                 self.output.push(dummy_spanned(MonoItem::Static(id.def_id.to_def_id())));
1209             }
1210             DefKind::Const => {
1211                 // const items only generate mono items if they are
1212                 // actually used somewhere. Just declaring them is insufficient.
1213
1214                 // but even just declaring them must collect the items they refer to
1215                 if let Ok(val) = self.tcx.const_eval_poly(id.def_id.to_def_id()) {
1216                     collect_const_value(self.tcx, val, &mut self.output);
1217                 }
1218             }
1219             DefKind::Impl => {
1220                 if self.mode == MonoItemCollectionMode::Eager {
1221                     let item = self.tcx.hir().item(id);
1222                     create_mono_items_for_default_impls(self.tcx, item, self.output);
1223                 }
1224             }
1225             DefKind::Fn => {
1226                 self.push_if_root(id.def_id);
1227             }
1228             _ => {}
1229         }
1230     }
1231
1232     fn process_impl_item(&mut self, id: hir::ImplItemId) {
1233         if matches!(self.tcx.hir().def_kind(id.def_id), DefKind::AssocFn) {
1234             self.push_if_root(id.def_id);
1235         }
1236     }
1237
1238     fn is_root(&self, def_id: LocalDefId) -> bool {
1239         !item_requires_monomorphization(self.tcx, def_id)
1240             && match self.mode {
1241                 MonoItemCollectionMode::Eager => true,
1242                 MonoItemCollectionMode::Lazy => {
1243                     self.entry_fn.and_then(|(id, _)| id.as_local()) == Some(def_id)
1244                         || self.tcx.is_reachable_non_generic(def_id)
1245                         || self
1246                             .tcx
1247                             .codegen_fn_attrs(def_id)
1248                             .flags
1249                             .contains(CodegenFnAttrFlags::RUSTC_STD_INTERNAL_SYMBOL)
1250                 }
1251             }
1252     }
1253
1254     /// If `def_id` represents a root, pushes it onto the list of
1255     /// outputs. (Note that all roots must be monomorphic.)
1256     fn push_if_root(&mut self, def_id: LocalDefId) {
1257         if self.is_root(def_id) {
1258             debug!("RootCollector::push_if_root: found root def_id={:?}", def_id);
1259
1260             let instance = Instance::mono(self.tcx, def_id.to_def_id());
1261             self.output.push(create_fn_mono_item(self.tcx, instance, DUMMY_SP));
1262         }
1263     }
1264
1265     /// As a special case, when/if we encounter the
1266     /// `main()` function, we also have to generate a
1267     /// monomorphized copy of the start lang item based on
1268     /// the return type of `main`. This is not needed when
1269     /// the user writes their own `start` manually.
1270     fn push_extra_entry_roots(&mut self) {
1271         let Some((main_def_id, EntryFnType::Main)) = self.entry_fn else {
1272             return;
1273         };
1274
1275         let start_def_id = match self.tcx.lang_items().require(LangItem::Start) {
1276             Ok(s) => s,
1277             Err(err) => self.tcx.sess.fatal(&err),
1278         };
1279         let main_ret_ty = self.tcx.fn_sig(main_def_id).output();
1280
1281         // Given that `main()` has no arguments,
1282         // then its return type cannot have
1283         // late-bound regions, since late-bound
1284         // regions must appear in the argument
1285         // listing.
1286         let main_ret_ty = self.tcx.normalize_erasing_regions(
1287             ty::ParamEnv::reveal_all(),
1288             main_ret_ty.no_bound_vars().unwrap(),
1289         );
1290
1291         let start_instance = Instance::resolve(
1292             self.tcx,
1293             ty::ParamEnv::reveal_all(),
1294             start_def_id,
1295             self.tcx.intern_substs(&[main_ret_ty.into()]),
1296         )
1297         .unwrap()
1298         .unwrap();
1299
1300         self.output.push(create_fn_mono_item(self.tcx, start_instance, DUMMY_SP));
1301     }
1302 }
1303
1304 fn item_requires_monomorphization(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: LocalDefId) -> bool {
1305     let generics = tcx.generics_of(def_id);
1306     generics.requires_monomorphization(tcx)
1307 }
1308
1309 fn create_mono_items_for_default_impls<'tcx>(
1310     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1311     item: &'tcx hir::Item<'tcx>,
1312     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
1313 ) {
1314     match item.kind {
1315         hir::ItemKind::Impl(ref impl_) => {
1316             for param in impl_.generics.params {
1317                 match param.kind {
1318                     hir::GenericParamKind::Lifetime { .. } => {}
1319                     hir::GenericParamKind::Type { .. } | hir::GenericParamKind::Const { .. } => {
1320                         return;
1321                     }
1322                 }
1323             }
1324
1325             debug!(
1326                 "create_mono_items_for_default_impls(item={})",
1327                 tcx.def_path_str(item.def_id.to_def_id())
1328             );
1329
1330             if let Some(trait_ref) = tcx.impl_trait_ref(item.def_id) {
1331                 let param_env = ty::ParamEnv::reveal_all();
1332                 let trait_ref = tcx.normalize_erasing_regions(param_env, trait_ref);
1333                 let overridden_methods = tcx.impl_item_implementor_ids(item.def_id);
1334                 for method in tcx.provided_trait_methods(trait_ref.def_id) {
1335                     if overridden_methods.contains_key(&method.def_id) {
1336                         continue;
1337                     }
1338
1339                     if tcx.generics_of(method.def_id).own_requires_monomorphization() {
1340                         continue;
1341                     }
1342
1343                     let substs =
1344                         InternalSubsts::for_item(tcx, method.def_id, |param, _| match param.kind {
1345                             GenericParamDefKind::Lifetime => tcx.lifetimes.re_erased.into(),
1346                             GenericParamDefKind::Type { .. }
1347                             | GenericParamDefKind::Const { .. } => {
1348                                 trait_ref.substs[param.index as usize]
1349                             }
1350                         });
1351                     let instance = ty::Instance::resolve(tcx, param_env, method.def_id, substs)
1352                         .unwrap()
1353                         .unwrap();
1354
1355                     let mono_item = create_fn_mono_item(tcx, instance, DUMMY_SP);
1356                     if mono_item.node.is_instantiable(tcx) && should_codegen_locally(tcx, &instance)
1357                     {
1358                         output.push(mono_item);
1359                     }
1360                 }
1361             }
1362         }
1363         _ => bug!(),
1364     }
1365 }
1366
1367 /// Scans the miri alloc in order to find function calls, closures, and drop-glue.
1368 fn collect_miri<'tcx>(
1369     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1370     alloc_id: AllocId,
1371     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
1372 ) {
1373     match tcx.global_alloc(alloc_id) {
1374         GlobalAlloc::Static(def_id) => {
1375             assert!(!tcx.is_thread_local_static(def_id));
1376             let instance = Instance::mono(tcx, def_id);
1377             if should_codegen_locally(tcx, &instance) {
1378                 trace!("collecting static {:?}", def_id);
1379                 output.push(dummy_spanned(MonoItem::Static(def_id)));
1380             }
1381         }
1382         GlobalAlloc::Memory(alloc) => {
1383             trace!("collecting {:?} with {:#?}", alloc_id, alloc);
1384             for &inner in alloc.inner().relocations().values() {
1385                 rustc_data_structures::stack::ensure_sufficient_stack(|| {
1386                     collect_miri(tcx, inner, output);
1387                 });
1388             }
1389         }
1390         GlobalAlloc::Function(fn_instance) => {
1391             if should_codegen_locally(tcx, &fn_instance) {
1392                 trace!("collecting {:?} with {:#?}", alloc_id, fn_instance);
1393                 output.push(create_fn_mono_item(tcx, fn_instance, DUMMY_SP));
1394             }
1395         }
1396     }
1397 }
1398
1399 /// Scans the MIR in order to find function calls, closures, and drop-glue.
1400 fn collect_neighbours<'tcx>(
1401     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1402     instance: Instance<'tcx>,
1403     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
1404 ) {
1405     debug!("collect_neighbours: {:?}", instance.def_id());
1406     let body = tcx.instance_mir(instance.def);
1407
1408     MirNeighborCollector { tcx, body: &body, output, instance }.visit_body(&body);
1409 }
1410
1411 fn collect_const_value<'tcx>(
1412     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1413     value: ConstValue<'tcx>,
1414     output: &mut Vec<Spanned<MonoItem<'tcx>>>,
1415 ) {
1416     match value {
1417         ConstValue::Scalar(Scalar::Ptr(ptr, _size)) => collect_miri(tcx, ptr.provenance, output),
1418         ConstValue::Slice { data: alloc, start: _, end: _ } | ConstValue::ByRef { alloc, .. } => {
1419             for &id in alloc.inner().relocations().values() {
1420                 collect_miri(tcx, id, output);
1421             }
1422         }
1423         _ => {}
1424     }
1425 }