src/librustc/middle/reachable.rs

   1 // Copyright 2012-2013 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
   3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 // Finds items that are externally reachable, to determine which items
  12 // need to have their metadata (and possibly their AST) serialized.
  13 // All items that can be referred to through an exported name are
  14 // reachable, and when a reachable thing is inline or generic, it
  15 // makes all other generics or inline functions that it references
  16 // reachable as well.
  17
  18 use hir::map as hir_map;
  19 use hir::def::Def;
  20 use hir::def_id::{DefId, CrateNum};
  21 use std::rc::Rc;
  22 use ty::{self, TyCtxt};
  23 use ty::maps::Providers;
  24 use middle::privacy;
  25 use session::config;
  26 use util::nodemap::{NodeSet, FxHashSet};
  27
  28 use syntax::abi::Abi;
  29 use syntax::ast;
  30 use syntax::attr;
  31 use hir;
  32 use hir::def_id::LOCAL_CRATE;
  33 use hir::intravisit::{Visitor, NestedVisitorMap};
  34 use hir::itemlikevisit::ItemLikeVisitor;
  35 use hir::intravisit;
  36
  37 // Returns true if the given set of generics implies that the item it's
  38 // associated with must be inlined.
  39 fn generics_require_inlining(generics: &hir::Generics) -> bool {
  40     !generics.ty_params.is_empty()
  41 }
  42
  43 // Returns true if the given item must be inlined because it may be
  44 // monomorphized or it was marked with `#[inline]`. This will only return
  45 // true for functions.
  46 fn item_might_be_inlined(item: &hir::Item) -> bool {
  47     if attr::requests_inline(&item.attrs) {
  48         return true
  49     }
  50
  51     match item.node {
  52         hir::ItemImpl(_, _, _, ref generics, ..) |
  53         hir::ItemFn(.., ref generics, _) => {
  54             generics_require_inlining(generics)
  55         }
  56         _ => false,
  57     }
  58 }
  59
  60 fn method_might_be_inlined<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
  61                                      sig: &hir::MethodSig,
  62                                      impl_item: &hir::ImplItem,
  63                                      impl_src: DefId) -> bool {
  64     if attr::requests_inline(&impl_item.attrs) ||
  65         generics_require_inlining(&sig.generics) {
  66         return true
  67     }
  68     if let Some(impl_node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(impl_src) {
  69         match tcx.hir.find(impl_node_id) {
  70             Some(hir_map::NodeItem(item)) =>
  71                 item_might_be_inlined(&item),
  72             Some(..) | None =>
  73                 span_bug!(impl_item.span, "impl did is not an item")
  74         }
  75     } else {
  76         span_bug!(impl_item.span, "found a foreign impl as a parent of a local method")
  77     }
  78 }
  79
  80 // Information needed while computing reachability.
  81 struct ReachableContext<'a, 'tcx: 'a> {
  82     // The type context.
  83     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
  84     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
  85     // The set of items which must be exported in the linkage sense.
  86     reachable_symbols: NodeSet,
  87     // A worklist of item IDs. Each item ID in this worklist will be inlined
  88     // and will be scanned for further references.
  89     worklist: Vec<ast::NodeId>,
  90     // Whether any output of this compilation is a library
  91     any_library: bool,
  92 }
  93
  94 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for ReachableContext<'a, 'tcx> {
  95     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
  96         NestedVisitorMap::None
  97     }
  98
  99     fn visit_nested_body(&mut self, body: hir::BodyId) {
 100         let old_tables = self.tables;
 101         self.tables = self.tcx.body_tables(body);
 102         let body = self.tcx.hir.body(body);
 103         self.visit_body(body);
 104         self.tables = old_tables;
 105     }
 106
 107     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx hir::Expr) {
 108         let def = match expr.node {
 109             hir::ExprPath(ref qpath) => {
 110                 Some(self.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id))
 111             }
 112             hir::ExprMethodCall(..) => {
 113                 Some(self.tables.type_dependent_defs()[expr.hir_id])
 114             }
 115             _ => None
 116         };
 117
 118         match def {
 119             Some(Def::Local(node_id)) | Some(Def::Upvar(node_id, ..)) => {
 120                 self.reachable_symbols.insert(node_id);
 121             }
 122             Some(def) => {
 123                 let def_id = def.def_id();
 124                 if let Some(node_id) = self.tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
 125                     if self.def_id_represents_local_inlined_item(def_id) {
 126                         self.worklist.push(node_id);
 127                     } else {
 128                         match def {
 129                             // If this path leads to a constant, then we need to
 130                             // recurse into the constant to continue finding
 131                             // items that are reachable.
 132                             Def::Const(..) | Def::AssociatedConst(..) => {
 133                                 self.worklist.push(node_id);
 134                             }
 135
 136                             // If this wasn't a static, then the destination is
 137                             // surely reachable.
 138                             _ => {
 139                                 self.reachable_symbols.insert(node_id);
 140                             }
 141                         }
 142                     }
 143                 }
 144             }
 145             _ => {}
 146         }
 147
 148         intravisit::walk_expr(self, expr)
 149     }
 150 }
 151
 152 impl<'a, 'tcx> ReachableContext<'a, 'tcx> {
 153     // Returns true if the given def ID represents a local item that is
 154     // eligible for inlining and false otherwise.
 155     fn def_id_represents_local_inlined_item(&self, def_id: DefId) -> bool {
 156         let node_id = match self.tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
 157             Some(node_id) => node_id,
 158             None => { return false; }
 159         };
 160
 161         match self.tcx.hir.find(node_id) {
 162             Some(hir_map::NodeItem(item)) => {
 163                 match item.node {
 164                     hir::ItemFn(..) => item_might_be_inlined(&item),
 165                     _ => false,
 166                 }
 167             }
 168             Some(hir_map::NodeTraitItem(trait_method)) => {
 169                 match trait_method.node {
 170                     hir::TraitItemKind::Const(_, ref default) => default.is_some(),
 171                     hir::TraitItemKind::Method(_, hir::TraitMethod::Provided(_)) => true,
 172                     hir::TraitItemKind::Method(_, hir::TraitMethod::Required(_)) |
 173                     hir::TraitItemKind::Type(..) => false,
 174                 }
 175             }
 176             Some(hir_map::NodeImplItem(impl_item)) => {
 177                 match impl_item.node {
 178                     hir::ImplItemKind::Const(..) => true,
 179                     hir::ImplItemKind::Method(ref sig, _) => {
 180                         if generics_require_inlining(&sig.generics) ||
 181                                 attr::requests_inline(&impl_item.attrs) {
 182                             true
 183                         } else {
 184                             let impl_did = self.tcx
 185                                                .hir
 186                                                .get_parent_did(node_id);
 187                             // Check the impl. If the generics on the self
 188                             // type of the impl require inlining, this method
 189                             // does too.
 190                             let impl_node_id = self.tcx.hir.as_local_node_id(impl_did).unwrap();
 191                             match self.tcx.hir.expect_item(impl_node_id).node {
 192                                 hir::ItemImpl(_, _, _, ref generics, ..) => {
 193                                     generics_require_inlining(generics)
 194                                 }
 195                                 _ => false
 196                             }
 197                         }
 198                     }
 199                     hir::ImplItemKind::Type(_) => false,
 200                 }
 201             }
 202             Some(_) => false,
 203             None => false   // This will happen for default methods.
 204         }
 205     }
 206
 207     // Step 2: Mark all symbols that the symbols on the worklist touch.
 208     fn propagate(&mut self) {
 209         let mut scanned = FxHashSet();
 210         loop {
 211             let search_item = match self.worklist.pop() {
 212                 Some(item) => item,
 213                 None => break,
 214             };
 215             if !scanned.insert(search_item) {
 216                 continue
 217             }
 218
 219             if let Some(ref item) = self.tcx.hir.find(search_item) {
 220                 self.propagate_node(item, search_item);
 221             }
 222         }
 223     }
 224
 225     fn propagate_node(&mut self, node: &hir_map::Node<'tcx>,
 226                       search_item: ast::NodeId) {
 227         if !self.any_library {
 228             // If we are building an executable, only explicitly extern
 229             // types need to be exported.
 230             if let hir_map::NodeItem(item) = *node {
 231                 let reachable = if let hir::ItemFn(.., abi, _, _) = item.node {
 232                     abi != Abi::Rust
 233                 } else {
 234                     false
 235                 };
 236                 let is_extern = attr::contains_extern_indicator(&self.tcx.sess.diagnostic(),
 237                                                                 &item.attrs);
 238                 if reachable || is_extern {
 239                     self.reachable_symbols.insert(search_item);
 240                 }
 241             }
 242         } else {
 243             // If we are building a library, then reachable symbols will
 244             // continue to participate in linkage after this product is
 245             // produced. In this case, we traverse the ast node, recursing on
 246             // all reachable nodes from this one.
 247             self.reachable_symbols.insert(search_item);
 248         }
 249
 250         match *node {
 251             hir_map::NodeItem(item) => {
 252                 match item.node {
 253                     hir::ItemFn(.., body) => {
 254                         if item_might_be_inlined(&item) {
 255                             self.visit_nested_body(body);
 256                         }
 257                     }
 258
 259                     // Reachable constants will be inlined into other crates
 260                     // unconditionally, so we need to make sure that their
 261                     // contents are also reachable.
 262                     hir::ItemConst(_, init) => {
 263                         self.visit_nested_body(init);
 264                     }
 265
 266                     // These are normal, nothing reachable about these
 267                     // inherently and their children are already in the
 268                     // worklist, as determined by the privacy pass
 269                     hir::ItemExternCrate(_) | hir::ItemUse(..) |
 270                     hir::ItemTy(..) | hir::ItemStatic(..) |
 271                     hir::ItemMod(..) | hir::ItemForeignMod(..) |
 272                     hir::ItemImpl(..) | hir::ItemTrait(..) |
 273                     hir::ItemStruct(..) | hir::ItemEnum(..) |
 274                     hir::ItemUnion(..) | hir::ItemDefaultImpl(..) |
 275                     hir::ItemGlobalAsm(..) => {}
 276                 }
 277             }
 278             hir_map::NodeTraitItem(trait_method) => {
 279                 match trait_method.node {
 280                     hir::TraitItemKind::Const(_, None) |
 281                     hir::TraitItemKind::Method(_, hir::TraitMethod::Required(_)) => {
 282                         // Keep going, nothing to get exported
 283                     }
 284                     hir::TraitItemKind::Const(_, Some(body_id)) |
 285                     hir::TraitItemKind::Method(_, hir::TraitMethod::Provided(body_id)) => {
 286                         self.visit_nested_body(body_id);
 287                     }
 288                     hir::TraitItemKind::Type(..) => {}
 289                 }
 290             }
 291             hir_map::NodeImplItem(impl_item) => {
 292                 match impl_item.node {
 293                     hir::ImplItemKind::Const(_, body) => {
 294                         self.visit_nested_body(body);
 295                     }
 296                     hir::ImplItemKind::Method(ref sig, body) => {
 297                         let did = self.tcx.hir.get_parent_did(search_item);
 298                         if method_might_be_inlined(self.tcx, sig, impl_item, did) {
 299                             self.visit_nested_body(body)
 300                         }
 301                     }
 302                     hir::ImplItemKind::Type(_) => {}
 303                 }
 304             }
 305             hir_map::NodeExpr(&hir::Expr { node: hir::ExprClosure(.., body, _, _), .. }) => {
 306                 self.visit_nested_body(body);
 307             }
 308             // Nothing to recurse on for these
 309             hir_map::NodeForeignItem(_) |
 310             hir_map::NodeVariant(_) |
 311             hir_map::NodeStructCtor(_) |
 312             hir_map::NodeField(_) |
 313             hir_map::NodeTy(_) => {}
 314             _ => {
 315                 bug!("found unexpected thingy in worklist: {}",
 316                      self.tcx.hir.node_to_string(search_item))
 317             }
 318         }
 319     }
 320 }
 321
 322 // Some methods from non-exported (completely private) trait impls still have to be
 323 // reachable if they are called from inlinable code. Generally, it's not known until
 324 // monomorphization if a specific trait impl item can be reachable or not. So, we
 325 // conservatively mark all of them as reachable.
 326 // FIXME: One possible strategy for pruning the reachable set is to avoid marking impl
 327 // items of non-exported traits (or maybe all local traits?) unless their respective
 328 // trait items are used from inlinable code through method call syntax or UFCS, or their
 329 // trait is a lang item.
 330 struct CollectPrivateImplItemsVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
 331     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 332     access_levels: &'a privacy::AccessLevels,
 333     worklist: &'a mut Vec<ast::NodeId>,
 334 }
 335
 336 impl<'a, 'tcx: 'a> ItemLikeVisitor<'tcx> for CollectPrivateImplItemsVisitor<'a, 'tcx> {
 337     fn visit_item(&mut self, item: &hir::Item) {
 338         // We need only trait impls here, not inherent impls, and only non-exported ones
 339         if let hir::ItemImpl(.., Some(ref trait_ref), _, ref impl_item_refs) = item.node {
 340             if !self.access_levels.is_reachable(item.id) {
 341                 for impl_item_ref in impl_item_refs {
 342                     self.worklist.push(impl_item_ref.id.node_id);
 343                 }
 344
 345                 let trait_def_id = match trait_ref.path.def {
 346                     Def::Trait(def_id) => def_id,
 347                     _ => unreachable!()
 348                 };
 349
 350                 if !trait_def_id.is_local() {
 351                     return
 352                 }
 353
 354                 for default_method in self.tcx.provided_trait_methods(trait_def_id) {
 355                     let node_id = self.tcx
 356                                       .hir
 357                                       .as_local_node_id(default_method.def_id)
 358                                       .unwrap();
 359                     self.worklist.push(node_id);
 360                 }
 361             }
 362         }
 363     }
 364
 365     fn visit_trait_item(&mut self, _trait_item: &hir::TraitItem) {}
 366
 367     fn visit_impl_item(&mut self, _impl_item: &hir::ImplItem) {
 368         // processed in visit_item above
 369     }
 370 }
 371
 372 pub fn find_reachable<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>) -> Rc<NodeSet> {
 373     tcx.reachable_set(LOCAL_CRATE)
 374 }
 375
 376 fn reachable_set<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, crate_num: CrateNum) -> Rc<NodeSet> {
 377     debug_assert!(crate_num == LOCAL_CRATE);
 378
 379     let access_levels = &tcx.privacy_access_levels(LOCAL_CRATE);
 380
 381     let any_library = tcx.sess.crate_types.borrow().iter().any(|ty| {
 382         *ty == config::CrateTypeRlib || *ty == config::CrateTypeDylib ||
 383         *ty == config::CrateTypeProcMacro
 384     });
 385     let mut reachable_context = ReachableContext {
 386         tcx,
 387         tables: &ty::TypeckTables::empty(None),
 388         reachable_symbols: NodeSet(),
 389         worklist: Vec::new(),
 390         any_library,
 391     };
 392
 393     // Step 1: Seed the worklist with all nodes which were found to be public as
 394     //         a result of the privacy pass along with all local lang items and impl items.
 395     //         If other crates link to us, they're going to expect to be able to
 396     //         use the lang items, so we need to be sure to mark them as
 397     //         exported.
 398     for (id, _) in &access_levels.map {
 399         reachable_context.worklist.push(*id);
 400     }
 401     for item in tcx.lang_items().items().iter() {
 402         if let Some(did) = *item {
 403             if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(did) {
 404                 reachable_context.worklist.push(node_id);
 405             }
 406         }
 407     }
 408     {
 409         let mut collect_private_impl_items = CollectPrivateImplItemsVisitor {
 410             tcx,
 411             access_levels,
 412             worklist: &mut reachable_context.worklist,
 413         };
 414         tcx.hir.krate().visit_all_item_likes(&mut collect_private_impl_items);
 415     }
 416
 417     // Step 2: Mark all symbols that the symbols on the worklist touch.
 418     reachable_context.propagate();
 419
 420     // Return the set of reachable symbols.
 421     Rc::new(reachable_context.reachable_symbols)
 422 }
 423
 424 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
 425     *providers = Providers {
 426         reachable_set,
 427         ..*providers
 428     };
 429 }