src/librustc_codegen_llvm/common.rs

   1 #![allow(non_camel_case_types, non_snake_case)]
   2
   3 //! Code that is useful in various codegen modules.
   4
   5 use crate::consts;
   6 use crate::llvm::{self, BasicBlock, Bool, ConstantInt, False, OperandBundleDef, True};
   7 use crate::type_::Type;
   8 use crate::type_of::LayoutLlvmExt;
   9 use crate::value::Value;
  10 use log::debug;
  11 use rustc::bug;
  12 use rustc_codegen_ssa::traits::*;
  13
  14 use crate::consts::const_alloc_to_llvm;
  15 use rustc::mir::interpret::{Allocation, GlobalAlloc, Scalar};
  16 use rustc::ty::layout::{self, HasDataLayout, LayoutOf, Size, TyLayout};
  17 use rustc_codegen_ssa::mir::place::PlaceRef;
  18
  19 use libc::{c_char, c_uint};
  20
  21 use rustc_ast::ast::Mutability;
  22 use rustc_span::symbol::Symbol;
  23
  24 pub use crate::context::CodegenCx;
  25
  26 /*
  27 * A note on nomenclature of linking: "extern", "foreign", and "upcall".
  28 *
  29 * An "extern" is an LLVM symbol we wind up emitting an undefined external
  30 * reference to. This means "we don't have the thing in this compilation unit,
  31 * please make sure you link it in at runtime". This could be a reference to
  32 * C code found in a C library, or rust code found in a rust crate.
  33 *
  34 * Most "externs" are implicitly declared (automatically) as a result of a
  35 * user declaring an extern _module_ dependency; this causes the rust driver
  36 * to locate an extern crate, scan its compilation metadata, and emit extern
  37 * declarations for any symbols used by the declaring crate.
  38 *
  39 * A "foreign" is an extern that references C (or other non-rust ABI) code.
  40 * There is no metadata to scan for extern references so in these cases either
  41 * a header-digester like bindgen, or manual function prototypes, have to
  42 * serve as declarators. So these are usually given explicitly as prototype
  43 * declarations, in rust code, with ABI attributes on them noting which ABI to
  44 * link via.
  45 *
  46 * An "upcall" is a foreign call generated by the compiler (not corresponding
  47 * to any user-written call in the code) into the runtime library, to perform
  48 * some helper task such as bringing a task to life, allocating memory, etc.
  49 *
  50 */
  51
  52 /// A structure representing an active landing pad for the duration of a basic
  53 /// block.
  54 ///
  55 /// Each `Block` may contain an instance of this, indicating whether the block
  56 /// is part of a landing pad or not. This is used to make decision about whether
  57 /// to emit `invoke` instructions (e.g., in a landing pad we don't continue to
  58 /// use `invoke`) and also about various function call metadata.
  59 ///
  60 /// For GNU exceptions (`landingpad` + `resume` instructions) this structure is
  61 /// just a bunch of `None` instances (not too interesting), but for MSVC
  62 /// exceptions (`cleanuppad` + `cleanupret` instructions) this contains data.
  63 /// When inside of a landing pad, each function call in LLVM IR needs to be
  64 /// annotated with which landing pad it's a part of. This is accomplished via
  65 /// the `OperandBundleDef` value created for MSVC landing pads.
  66 pub struct Funclet<'ll> {
  67     cleanuppad: &'ll Value,
  68     operand: OperandBundleDef<'ll>,
  69 }
  70
  71 impl Funclet<'ll> {
  72     pub fn new(cleanuppad: &'ll Value) -> Self {
  73         Funclet { cleanuppad, operand: OperandBundleDef::new("funclet", &[cleanuppad]) }
  74     }
  75
  76     pub fn cleanuppad(&self) -> &'ll Value {
  77         self.cleanuppad
  78     }
  79
  80     pub fn bundle(&self) -> &OperandBundleDef<'ll> {
  81         &self.operand
  82     }
  83 }
  84
  85 impl BackendTypes for CodegenCx<'ll, 'tcx> {
  86     type Value = &'ll Value;
  87     type Function = &'ll Value;
  88
  89     type BasicBlock = &'ll BasicBlock;
  90     type Type = &'ll Type;
  91     type Funclet = Funclet<'ll>;
  92
  93     type DIScope = &'ll llvm::debuginfo::DIScope;
  94     type DIVariable = &'ll llvm::debuginfo::DIVariable;
  95 }
  96
  97 impl CodegenCx<'ll, 'tcx> {
  98     pub fn const_array(&self, ty: &'ll Type, elts: &[&'ll Value]) -> &'ll Value {
  99         unsafe {
 100             return llvm::LLVMConstArray(ty, elts.as_ptr(), elts.len() as c_uint);
 101         }
 102     }
 103
 104     pub fn const_vector(&self, elts: &[&'ll Value]) -> &'ll Value {
 105         unsafe {
 106             return llvm::LLVMConstVector(elts.as_ptr(), elts.len() as c_uint);
 107         }
 108     }
 109
 110     pub fn const_bytes(&self, bytes: &[u8]) -> &'ll Value {
 111         bytes_in_context(self.llcx, bytes)
 112     }
 113
 114     fn const_cstr(&self, s: Symbol, null_terminated: bool) -> &'ll Value {
 115         unsafe {
 116             if let Some(&llval) = self.const_cstr_cache.borrow().get(&s) {
 117                 return llval;
 118             }
 119
 120             let s_str = s.as_str();
 121             let sc = llvm::LLVMConstStringInContext(
 122                 self.llcx,
 123                 s_str.as_ptr() as *const c_char,
 124                 s_str.len() as c_uint,
 125                 !null_terminated as Bool,
 126             );
 127             let sym = self.generate_local_symbol_name("str");
 128             let g = self.define_global(&sym[..], self.val_ty(sc)).unwrap_or_else(|| {
 129                 bug!("symbol `{}` is already defined", sym);
 130             });
 131             llvm::LLVMSetInitializer(g, sc);
 132             llvm::LLVMSetGlobalConstant(g, True);
 133             llvm::LLVMRustSetLinkage(g, llvm::Linkage::InternalLinkage);
 134
 135             self.const_cstr_cache.borrow_mut().insert(s, g);
 136             g
 137         }
 138     }
 139
 140     pub fn const_get_elt(&self, v: &'ll Value, idx: u64) -> &'ll Value {
 141         unsafe {
 142             assert_eq!(idx as c_uint as u64, idx);
 143             let us = &[idx as c_uint];
 144             let r = llvm::LLVMConstExtractValue(v, us.as_ptr(), us.len() as c_uint);
 145
 146             debug!("const_get_elt(v={:?}, idx={}, r={:?})", v, idx, r);
 147
 148             r
 149         }
 150     }
 151 }
 152
 153 impl ConstMethods<'tcx> for CodegenCx<'ll, 'tcx> {
 154     fn const_null(&self, t: &'ll Type) -> &'ll Value {
 155         unsafe { llvm::LLVMConstNull(t) }
 156     }
 157
 158     fn const_undef(&self, t: &'ll Type) -> &'ll Value {
 159         unsafe { llvm::LLVMGetUndef(t) }
 160     }
 161
 162     fn const_int(&self, t: &'ll Type, i: i64) -> &'ll Value {
 163         unsafe { llvm::LLVMConstInt(t, i as u64, True) }
 164     }
 165
 166     fn const_uint(&self, t: &'ll Type, i: u64) -> &'ll Value {
 167         unsafe { llvm::LLVMConstInt(t, i, False) }
 168     }
 169
 170     fn const_uint_big(&self, t: &'ll Type, u: u128) -> &'ll Value {
 171         unsafe {
 172             let words = [u as u64, (u >> 64) as u64];
 173             llvm::LLVMConstIntOfArbitraryPrecision(t, 2, words.as_ptr())
 174         }
 175     }
 176
 177     fn const_bool(&self, val: bool) -> &'ll Value {
 178         self.const_uint(self.type_i1(), val as u64)
 179     }
 180
 181     fn const_i32(&self, i: i32) -> &'ll Value {
 182         self.const_int(self.type_i32(), i as i64)
 183     }
 184
 185     fn const_u32(&self, i: u32) -> &'ll Value {
 186         self.const_uint(self.type_i32(), i as u64)
 187     }
 188
 189     fn const_u64(&self, i: u64) -> &'ll Value {
 190         self.const_uint(self.type_i64(), i)
 191     }
 192
 193     fn const_usize(&self, i: u64) -> &'ll Value {
 194         let bit_size = self.data_layout().pointer_size.bits();
 195         if bit_size < 64 {
 196             // make sure it doesn't overflow
 197             assert!(i < (1 << bit_size));
 198         }
 199
 200         self.const_uint(self.isize_ty, i)
 201     }
 202
 203     fn const_u8(&self, i: u8) -> &'ll Value {
 204         self.const_uint(self.type_i8(), i as u64)
 205     }
 206
 207     fn const_real(&self, t: &'ll Type, val: f64) -> &'ll Value {
 208         unsafe { llvm::LLVMConstReal(t, val) }
 209     }
 210
 211     fn const_str(&self, s: Symbol) -> (&'ll Value, &'ll Value) {
 212         let len = s.as_str().len();
 213         let cs = consts::ptrcast(
 214             self.const_cstr(s, false),
 215             self.type_ptr_to(self.layout_of(self.tcx.mk_str()).llvm_type(self)),
 216         );
 217         (cs, self.const_usize(len as u64))
 218     }
 219
 220     fn const_struct(&self, elts: &[&'ll Value], packed: bool) -> &'ll Value {
 221         struct_in_context(self.llcx, elts, packed)
 222     }
 223
 224     fn const_to_opt_uint(&self, v: &'ll Value) -> Option<u64> {
 225         try_as_const_integral(v).map(|v| unsafe { llvm::LLVMConstIntGetZExtValue(v) })
 226     }
 227
 228     fn const_to_opt_u128(&self, v: &'ll Value, sign_ext: bool) -> Option<u128> {
 229         try_as_const_integral(v).and_then(|v| unsafe {
 230             let (mut lo, mut hi) = (0u64, 0u64);
 231             let success = llvm::LLVMRustConstInt128Get(v, sign_ext, &mut hi, &mut lo);
 232             success.then_some(hi_lo_to_u128(lo, hi))
 233         })
 234     }
 235
 236     fn scalar_to_backend(
 237         &self,
 238         cv: Scalar,
 239         layout: &layout::Scalar,
 240         llty: &'ll Type,
 241     ) -> &'ll Value {
 242         let bitsize = if layout.is_bool() { 1 } else { layout.value.size(self).bits() };
 243         match cv {
 244             Scalar::Raw { size: 0, .. } => {
 245                 assert_eq!(0, layout.value.size(self).bytes());
 246                 self.const_undef(self.type_ix(0))
 247             }
 248             Scalar::Raw { data, size } => {
 249                 assert_eq!(size as u64, layout.value.size(self).bytes());
 250                 let llval = self.const_uint_big(self.type_ix(bitsize), data);
 251                 if layout.value == layout::Pointer {
 252                     unsafe { llvm::LLVMConstIntToPtr(llval, llty) }
 253                 } else {
 254                     self.const_bitcast(llval, llty)
 255                 }
 256             }
 257             Scalar::Ptr(ptr) => {
 258                 let alloc_kind = self.tcx.alloc_map.lock().get(ptr.alloc_id);
 259                 let base_addr = match alloc_kind {
 260                     Some(GlobalAlloc::Memory(alloc)) => {
 261                         let init = const_alloc_to_llvm(self, alloc);
 262                         if alloc.mutability == Mutability::Mut {
 263                             self.static_addr_of_mut(init, alloc.align, None)
 264                         } else {
 265                             self.static_addr_of(init, alloc.align, None)
 266                         }
 267                     }
 268                     Some(GlobalAlloc::Function(fn_instance)) => self.get_fn_addr(fn_instance),
 269                     Some(GlobalAlloc::Static(def_id)) => {
 270                         assert!(self.tcx.is_static(def_id));
 271                         self.get_static(def_id)
 272                     }
 273                     None => bug!("missing allocation {:?}", ptr.alloc_id),
 274                 };
 275                 let llval = unsafe {
 276                     llvm::LLVMConstInBoundsGEP(
 277                         self.const_bitcast(base_addr, self.type_i8p()),
 278                         &self.const_usize(ptr.offset.bytes()),
 279                         1,
 280                     )
 281                 };
 282                 if layout.value != layout::Pointer {
 283                     unsafe { llvm::LLVMConstPtrToInt(llval, llty) }
 284                 } else {
 285                     self.const_bitcast(llval, llty)
 286                 }
 287             }
 288         }
 289     }
 290
 291     fn from_const_alloc(
 292         &self,
 293         layout: TyLayout<'tcx>,
 294         alloc: &Allocation,
 295         offset: Size,
 296     ) -> PlaceRef<'tcx, &'ll Value> {
 297         assert_eq!(alloc.align, layout.align.abi);
 298         let llty = self.type_ptr_to(layout.llvm_type(self));
 299         let llval = if layout.size == Size::ZERO {
 300             let llval = self.const_usize(alloc.align.bytes());
 301             unsafe { llvm::LLVMConstIntToPtr(llval, llty) }
 302         } else {
 303             let init = const_alloc_to_llvm(self, alloc);
 304             let base_addr = self.static_addr_of(init, alloc.align, None);
 305
 306             let llval = unsafe {
 307                 llvm::LLVMConstInBoundsGEP(
 308                     self.const_bitcast(base_addr, self.type_i8p()),
 309                     &self.const_usize(offset.bytes()),
 310                     1,
 311                 )
 312             };
 313             self.const_bitcast(llval, llty)
 314         };
 315         PlaceRef::new_sized(llval, layout)
 316     }
 317
 318     fn const_ptrcast(&self, val: &'ll Value, ty: &'ll Type) -> &'ll Value {
 319         consts::ptrcast(val, ty)
 320     }
 321 }
 322
 323 pub fn val_ty(v: &'ll Value) -> &'ll Type {
 324     unsafe { llvm::LLVMTypeOf(v) }
 325 }
 326
 327 pub fn bytes_in_context(llcx: &'ll llvm::Context, bytes: &[u8]) -> &'ll Value {
 328     unsafe {
 329         let ptr = bytes.as_ptr() as *const c_char;
 330         return llvm::LLVMConstStringInContext(llcx, ptr, bytes.len() as c_uint, True);
 331     }
 332 }
 333
 334 pub fn struct_in_context(llcx: &'a llvm::Context, elts: &[&'a Value], packed: bool) -> &'a Value {
 335     unsafe {
 336         llvm::LLVMConstStructInContext(llcx, elts.as_ptr(), elts.len() as c_uint, packed as Bool)
 337     }
 338 }
 339
 340 #[inline]
 341 fn hi_lo_to_u128(lo: u64, hi: u64) -> u128 {
 342     ((hi as u128) << 64) | (lo as u128)
 343 }
 344
 345 fn try_as_const_integral(v: &'ll Value) -> Option<&'ll ConstantInt> {
 346     unsafe { llvm::LLVMIsAConstantInt(v) }
 347 }