]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_codegen_llvm/consts.rs
Rollup merge of #54967 - holmgr:master, r=estebank
[rust.git] / src / librustc_codegen_llvm / consts.rs
1 // Copyright 2012 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 use libc::c_uint;
12 use llvm::{self, SetUnnamedAddr, True};
13 use rustc::hir::def_id::DefId;
14 use rustc::hir::Node;
15 use debuginfo;
16 use base;
17 use monomorphize::MonoItem;
18 use common::{CodegenCx, val_ty};
19 use declare;
20 use monomorphize::Instance;
21 use syntax_pos::Span;
22 use syntax_pos::symbol::LocalInternedString;
23 use type_::Type;
24 use type_of::LayoutLlvmExt;
25 use value::Value;
26 use rustc::ty::{self, Ty};
27
28 use rustc::ty::layout::{Align, LayoutOf};
29
30 use rustc::hir::{self, CodegenFnAttrs, CodegenFnAttrFlags};
31
32 use std::ffi::{CStr, CString};
33
34 pub fn ptrcast(val: &'ll Value, ty: &'ll Type) -> &'ll Value {
35     unsafe {
36         llvm::LLVMConstPointerCast(val, ty)
37     }
38 }
39
40 pub fn bitcast(val: &'ll Value, ty: &'ll Type) -> &'ll Value {
41     unsafe {
42         llvm::LLVMConstBitCast(val, ty)
43     }
44 }
45
46 fn set_global_alignment(cx: &CodegenCx<'ll, '_>,
47                         gv: &'ll Value,
48                         mut align: Align) {
49     // The target may require greater alignment for globals than the type does.
50     // Note: GCC and Clang also allow `__attribute__((aligned))` on variables,
51     // which can force it to be smaller.  Rust doesn't support this yet.
52     if let Some(min) = cx.sess().target.target.options.min_global_align {
53         match ty::layout::Align::from_bits(min, min) {
54             Ok(min) => align = align.max(min),
55             Err(err) => {
56                 cx.sess().err(&format!("invalid minimum global alignment: {}", err));
57             }
58         }
59     }
60     unsafe {
61         llvm::LLVMSetAlignment(gv, align.abi() as u32);
62     }
63 }
64
65 pub fn addr_of_mut(
66     cx: &CodegenCx<'ll, '_>,
67     cv: &'ll Value,
68     align: Align,
69     kind: Option<&str>,
70 ) -> &'ll Value {
71     unsafe {
72         let gv = match kind {
73             Some(kind) if !cx.tcx.sess.fewer_names() => {
74                 let name = cx.generate_local_symbol_name(kind);
75                 let gv = declare::define_global(cx, &name[..], val_ty(cv)).unwrap_or_else(||{
76                     bug!("symbol `{}` is already defined", name);
77                 });
78                 llvm::LLVMRustSetLinkage(gv, llvm::Linkage::PrivateLinkage);
79                 gv
80             },
81             _ => declare::define_private_global(cx, val_ty(cv)),
82         };
83         llvm::LLVMSetInitializer(gv, cv);
84         set_global_alignment(cx, gv, align);
85         SetUnnamedAddr(gv, true);
86         gv
87     }
88 }
89
90 pub fn addr_of(
91     cx: &CodegenCx<'ll, '_>,
92     cv: &'ll Value,
93     align: Align,
94     kind: Option<&str>,
95 ) -> &'ll Value {
96     if let Some(&gv) = cx.const_globals.borrow().get(&cv) {
97         unsafe {
98             // Upgrade the alignment in cases where the same constant is used with different
99             // alignment requirements
100             let llalign = align.abi() as u32;
101             if llalign > llvm::LLVMGetAlignment(gv) {
102                 llvm::LLVMSetAlignment(gv, llalign);
103             }
104         }
105         return gv;
106     }
107     let gv = addr_of_mut(cx, cv, align, kind);
108     unsafe {
109         llvm::LLVMSetGlobalConstant(gv, True);
110     }
111     cx.const_globals.borrow_mut().insert(cv, gv);
112     gv
113 }
114
115 pub fn get_static(cx: &CodegenCx<'ll, '_>, def_id: DefId) -> &'ll Value {
116     let instance = Instance::mono(cx.tcx, def_id);
117     if let Some(&g) = cx.instances.borrow().get(&instance) {
118         return g;
119     }
120
121     let defined_in_current_codegen_unit = cx.codegen_unit
122                                             .items()
123                                             .contains_key(&MonoItem::Static(def_id));
124     assert!(!defined_in_current_codegen_unit,
125             "consts::get_static() should always hit the cache for \
126              statics defined in the same CGU, but did not for `{:?}`",
127             def_id);
128
129     let ty = instance.ty(cx.tcx);
130     let sym = cx.tcx.symbol_name(instance).as_str();
131
132     debug!("get_static: sym={} instance={:?}", sym, instance);
133
134     let g = if let Some(id) = cx.tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
135
136         let llty = cx.layout_of(ty).llvm_type(cx);
137         let (g, attrs) = match cx.tcx.hir.get(id) {
138             Node::Item(&hir::Item {
139                 ref attrs, span, node: hir::ItemKind::Static(..), ..
140             }) => {
141                 if declare::get_declared_value(cx, &sym[..]).is_some() {
142                     span_bug!(span, "Conflicting symbol names for static?");
143                 }
144
145                 let g = declare::define_global(cx, &sym[..], llty).unwrap();
146
147                 if !cx.tcx.is_reachable_non_generic(def_id) {
148                     unsafe {
149                         llvm::LLVMRustSetVisibility(g, llvm::Visibility::Hidden);
150                     }
151                 }
152
153                 (g, attrs)
154             }
155
156             Node::ForeignItem(&hir::ForeignItem {
157                 ref attrs, span, node: hir::ForeignItemKind::Static(..), ..
158             }) => {
159                 let fn_attrs = cx.tcx.codegen_fn_attrs(def_id);
160                 (check_and_apply_linkage(cx, &fn_attrs, ty, sym, Some(span)), attrs)
161             }
162
163             item => bug!("get_static: expected static, found {:?}", item)
164         };
165
166         debug!("get_static: sym={} attrs={:?}", sym, attrs);
167
168         for attr in attrs {
169             if attr.check_name("thread_local") {
170                 llvm::set_thread_local_mode(g, cx.tls_model);
171             }
172         }
173
174         g
175     } else {
176         // FIXME(nagisa): perhaps the map of externs could be offloaded to llvm somehow?
177         debug!("get_static: sym={} item_attr={:?}", sym, cx.tcx.item_attrs(def_id));
178
179         let attrs = cx.tcx.codegen_fn_attrs(def_id);
180         let g = check_and_apply_linkage(cx, &attrs, ty, sym, None);
181
182         // Thread-local statics in some other crate need to *always* be linked
183         // against in a thread-local fashion, so we need to be sure to apply the
184         // thread-local attribute locally if it was present remotely. If we
185         // don't do this then linker errors can be generated where the linker
186         // complains that one object files has a thread local version of the
187         // symbol and another one doesn't.
188         if attrs.flags.contains(CodegenFnAttrFlags::THREAD_LOCAL) {
189             llvm::set_thread_local_mode(g, cx.tls_model);
190         }
191
192         let needs_dll_storage_attr =
193             cx.use_dll_storage_attrs && !cx.tcx.is_foreign_item(def_id) &&
194             // ThinLTO can't handle this workaround in all cases, so we don't
195             // emit the attrs. Instead we make them unnecessary by disallowing
196             // dynamic linking when cross-language LTO is enabled.
197             !cx.tcx.sess.opts.debugging_opts.cross_lang_lto.enabled();
198
199         // If this assertion triggers, there's something wrong with commandline
200         // argument validation.
201         debug_assert!(!(cx.tcx.sess.opts.debugging_opts.cross_lang_lto.enabled() &&
202                         cx.tcx.sess.target.target.options.is_like_msvc &&
203                         cx.tcx.sess.opts.cg.prefer_dynamic));
204
205         if needs_dll_storage_attr {
206             // This item is external but not foreign, i.e. it originates from an external Rust
207             // crate. Since we don't know whether this crate will be linked dynamically or
208             // statically in the final application, we always mark such symbols as 'dllimport'.
209             // If final linkage happens to be static, we rely on compiler-emitted __imp_ stubs to
210             // make things work.
211             //
212             // However, in some scenarios we defer emission of statics to downstream
213             // crates, so there are cases where a static with an upstream DefId
214             // is actually present in the current crate. We can find out via the
215             // is_codegened_item query.
216             if !cx.tcx.is_codegened_item(def_id) {
217                 unsafe {
218                     llvm::LLVMSetDLLStorageClass(g, llvm::DLLStorageClass::DllImport);
219                 }
220             }
221         }
222         g
223     };
224
225     if cx.use_dll_storage_attrs && cx.tcx.is_dllimport_foreign_item(def_id) {
226         // For foreign (native) libs we know the exact storage type to use.
227         unsafe {
228             llvm::LLVMSetDLLStorageClass(g, llvm::DLLStorageClass::DllImport);
229         }
230     }
231
232     cx.instances.borrow_mut().insert(instance, g);
233     g
234 }
235
236 fn check_and_apply_linkage(
237     cx: &CodegenCx<'ll, 'tcx>,
238     attrs: &CodegenFnAttrs,
239     ty: Ty<'tcx>,
240     sym: LocalInternedString,
241     span: Option<Span>
242 ) -> &'ll Value {
243     let llty = cx.layout_of(ty).llvm_type(cx);
244     if let Some(linkage) = attrs.linkage {
245         debug!("get_static: sym={} linkage={:?}", sym, linkage);
246
247         // If this is a static with a linkage specified, then we need to handle
248         // it a little specially. The typesystem prevents things like &T and
249         // extern "C" fn() from being non-null, so we can't just declare a
250         // static and call it a day. Some linkages (like weak) will make it such
251         // that the static actually has a null value.
252         let llty2 = if let ty::RawPtr(ref mt) = ty.sty {
253             cx.layout_of(mt.ty).llvm_type(cx)
254         } else {
255             if let Some(span) = span {
256                 cx.sess().span_fatal(span, "must have type `*const T` or `*mut T`")
257             } else {
258                 bug!("must have type `*const T` or `*mut T`")
259             }
260         };
261         unsafe {
262             // Declare a symbol `foo` with the desired linkage.
263             let g1 = declare::declare_global(cx, &sym, llty2);
264             llvm::LLVMRustSetLinkage(g1, base::linkage_to_llvm(linkage));
265
266             // Declare an internal global `extern_with_linkage_foo` which
267             // is initialized with the address of `foo`.  If `foo` is
268             // discarded during linking (for example, if `foo` has weak
269             // linkage and there are no definitions), then
270             // `extern_with_linkage_foo` will instead be initialized to
271             // zero.
272             let mut real_name = "_rust_extern_with_linkage_".to_string();
273             real_name.push_str(&sym);
274             let g2 = declare::define_global(cx, &real_name, llty).unwrap_or_else(||{
275                 if let Some(span) = span {
276                     cx.sess().span_fatal(
277                         span,
278                         &format!("symbol `{}` is already defined", &sym)
279                     )
280                 } else {
281                     bug!("symbol `{}` is already defined", &sym)
282                 }
283             });
284             llvm::LLVMRustSetLinkage(g2, llvm::Linkage::InternalLinkage);
285             llvm::LLVMSetInitializer(g2, g1);
286             g2
287         }
288     } else {
289         // Generate an external declaration.
290         // FIXME(nagisa): investigate whether it can be changed into define_global
291         declare::declare_global(cx, &sym, llty)
292     }
293 }
294
295 pub fn codegen_static<'a, 'tcx>(
296     cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>,
297     def_id: DefId,
298     is_mutable: bool,
299 ) {
300     unsafe {
301         let attrs = cx.tcx.codegen_fn_attrs(def_id);
302
303         let (v, alloc) = match ::mir::codegen_static_initializer(cx, def_id) {
304             Ok(v) => v,
305             // Error has already been reported
306             Err(_) => return,
307         };
308
309         let g = get_static(cx, def_id);
310
311         // boolean SSA values are i1, but they have to be stored in i8 slots,
312         // otherwise some LLVM optimization passes don't work as expected
313         let mut val_llty = val_ty(v);
314         let v = if val_llty == Type::i1(cx) {
315             val_llty = Type::i8(cx);
316             llvm::LLVMConstZExt(v, val_llty)
317         } else {
318             v
319         };
320
321         let instance = Instance::mono(cx.tcx, def_id);
322         let ty = instance.ty(cx.tcx);
323         let llty = cx.layout_of(ty).llvm_type(cx);
324         let g = if val_llty == llty {
325             g
326         } else {
327             // If we created the global with the wrong type,
328             // correct the type.
329             let empty_string = const_cstr!("");
330             let name_str_ref = CStr::from_ptr(llvm::LLVMGetValueName(g));
331             let name_string = CString::new(name_str_ref.to_bytes()).unwrap();
332             llvm::LLVMSetValueName(g, empty_string.as_ptr());
333
334             let linkage = llvm::LLVMRustGetLinkage(g);
335             let visibility = llvm::LLVMRustGetVisibility(g);
336
337             let new_g = llvm::LLVMRustGetOrInsertGlobal(
338                 cx.llmod, name_string.as_ptr(), val_llty);
339
340             llvm::LLVMRustSetLinkage(new_g, linkage);
341             llvm::LLVMRustSetVisibility(new_g, visibility);
342
343             // To avoid breaking any invariants, we leave around the old
344             // global for the moment; we'll replace all references to it
345             // with the new global later. (See base::codegen_backend.)
346             cx.statics_to_rauw.borrow_mut().push((g, new_g));
347             new_g
348         };
349         set_global_alignment(cx, g, cx.align_of(ty));
350         llvm::LLVMSetInitializer(g, v);
351
352         // As an optimization, all shared statics which do not have interior
353         // mutability are placed into read-only memory.
354         if !is_mutable {
355             if cx.type_is_freeze(ty) {
356                 llvm::LLVMSetGlobalConstant(g, llvm::True);
357             }
358         }
359
360         debuginfo::create_global_var_metadata(cx, def_id, g);
361
362         if attrs.flags.contains(CodegenFnAttrFlags::THREAD_LOCAL) {
363             llvm::set_thread_local_mode(g, cx.tls_model);
364
365             // Do not allow LLVM to change the alignment of a TLS on macOS.
366             //
367             // By default a global's alignment can be freely increased.
368             // This allows LLVM to generate more performant instructions
369             // e.g. using load-aligned into a SIMD register.
370             //
371             // However, on macOS 10.10 or below, the dynamic linker does not
372             // respect any alignment given on the TLS (radar 24221680).
373             // This will violate the alignment assumption, and causing segfault at runtime.
374             //
375             // This bug is very easy to trigger. In `println!` and `panic!`,
376             // the `LOCAL_STDOUT`/`LOCAL_STDERR` handles are stored in a TLS,
377             // which the values would be `mem::replace`d on initialization.
378             // The implementation of `mem::replace` will use SIMD
379             // whenever the size is 32 bytes or higher. LLVM notices SIMD is used
380             // and tries to align `LOCAL_STDOUT`/`LOCAL_STDERR` to a 32-byte boundary,
381             // which macOS's dyld disregarded and causing crashes
382             // (see issues #51794, #51758, #50867, #48866 and #44056).
383             //
384             // To workaround the bug, we trick LLVM into not increasing
385             // the global's alignment by explicitly assigning a section to it
386             // (equivalent to automatically generating a `#[link_section]` attribute).
387             // See the comment in the `GlobalValue::canIncreaseAlignment()` function
388             // of `lib/IR/Globals.cpp` for why this works.
389             //
390             // When the alignment is not increased, the optimized `mem::replace`
391             // will use load-unaligned instructions instead, and thus avoiding the crash.
392             //
393             // We could remove this hack whenever we decide to drop macOS 10.10 support.
394             if cx.tcx.sess.target.target.options.is_like_osx {
395                 let sect_name = if alloc.bytes.iter().all(|b| *b == 0) {
396                     CStr::from_bytes_with_nul_unchecked(b"__DATA,__thread_bss\0")
397                 } else {
398                     CStr::from_bytes_with_nul_unchecked(b"__DATA,__thread_data\0")
399                 };
400                 llvm::LLVMSetSection(g, sect_name.as_ptr());
401             }
402         }
403
404
405         // Wasm statics with custom link sections get special treatment as they
406         // go into custom sections of the wasm executable.
407         if cx.tcx.sess.opts.target_triple.triple().starts_with("wasm32") {
408             if let Some(section) = attrs.link_section {
409                 let section = llvm::LLVMMDStringInContext(
410                     cx.llcx,
411                     section.as_str().as_ptr() as *const _,
412                     section.as_str().len() as c_uint,
413                 );
414                 let alloc = llvm::LLVMMDStringInContext(
415                     cx.llcx,
416                     alloc.bytes.as_ptr() as *const _,
417                     alloc.bytes.len() as c_uint,
418                 );
419                 let data = [section, alloc];
420                 let meta = llvm::LLVMMDNodeInContext(cx.llcx, data.as_ptr(), 2);
421                 llvm::LLVMAddNamedMetadataOperand(
422                     cx.llmod,
423                     "wasm.custom_sections\0".as_ptr() as *const _,
424                     meta,
425                 );
426             }
427         } else {
428             base::set_link_section(g, &attrs);
429         }
430
431         if attrs.flags.contains(CodegenFnAttrFlags::USED) {
432             // This static will be stored in the llvm.used variable which is an array of i8*
433             let cast = llvm::LLVMConstPointerCast(g, Type::i8p(cx));
434             cx.used_statics.borrow_mut().push(cast);
435         }
436     }
437 }