src/librustc_codegen_llvm/type_of.rs

   1 use crate::abi::FnAbi;
   2 use crate::common::*;
   3 use crate::type_::Type;
   4 use log::debug;
   5 use rustc::bug;
   6 use rustc::ty::layout::{self, Align, FnAbiExt, LayoutOf, PointeeInfo, Size, TyLayout};
   7 use rustc::ty::print::obsolete::DefPathBasedNames;
   8 use rustc::ty::{self, Ty, TypeFoldable};
   9 use rustc_codegen_ssa::traits::*;
  10 use rustc_target::abi::TyLayoutMethods;
  11
  12 use std::fmt::Write;
  13
  14 fn uncached_llvm_type<'a, 'tcx>(
  15     cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>,
  16     layout: TyLayout<'tcx>,
  17     defer: &mut Option<(&'a Type, TyLayout<'tcx>)>,
  18 ) -> &'a Type {
  19     match layout.abi {
  20         layout::Abi::Scalar(_) => bug!("handled elsewhere"),
  21         layout::Abi::Vector { ref element, count } => {
  22             // LLVM has a separate type for 64-bit SIMD vectors on X86 called
  23             // `x86_mmx` which is needed for some SIMD operations. As a bit of a
  24             // hack (all SIMD definitions are super unstable anyway) we
  25             // recognize any one-element SIMD vector as "this should be an
  26             // x86_mmx" type. In general there shouldn't be a need for other
  27             // one-element SIMD vectors, so it's assumed this won't clash with
  28             // much else.
  29             let use_x86_mmx = count == 1
  30                 && layout.size.bits() == 64
  31                 && (cx.sess().target.target.arch == "x86"
  32                     || cx.sess().target.target.arch == "x86_64");
  33             if use_x86_mmx {
  34                 return cx.type_x86_mmx();
  35             } else {
  36                 let element = layout.scalar_llvm_type_at(cx, element, Size::ZERO);
  37                 return cx.type_vector(element, count);
  38             }
  39         }
  40         layout::Abi::ScalarPair(..) => {
  41             return cx.type_struct(
  42                 &[
  43                     layout.scalar_pair_element_llvm_type(cx, 0, false),
  44                     layout.scalar_pair_element_llvm_type(cx, 1, false),
  45                 ],
  46                 false,
  47             );
  48         }
  49         layout::Abi::Uninhabited | layout::Abi::Aggregate { .. } => {}
  50     }
  51
  52     let name = match layout.ty.kind {
  53         ty::Closure(..) |
  54         ty::Generator(..) |
  55         ty::Adt(..) |
  56         // FIXME(eddyb) producing readable type names for trait objects can result
  57         // in problematically distinct types due to HRTB and subtyping (see #47638).
  58         // ty::Dynamic(..) |
  59         ty::Foreign(..) |
  60         ty::Str => {
  61             let mut name = String::with_capacity(32);
  62             let printer = DefPathBasedNames::new(cx.tcx, true, true);
  63             printer.push_type_name(layout.ty, &mut name, false);
  64             if let (&ty::Adt(def, _), &layout::Variants::Single { index })
  65                  = (&layout.ty.kind, &layout.variants)
  66             {
  67                 if def.is_enum() && !def.variants.is_empty() {
  68                     write!(&mut name, "::{}", def.variants[index].ident).unwrap();
  69                 }
  70             }
  71             if let (&ty::Generator(_, substs, _), &layout::Variants::Single { index })
  72                  = (&layout.ty.kind, &layout.variants)
  73             {
  74                 write!(&mut name, "::{}", substs.as_generator().variant_name(index)).unwrap();
  75             }
  76             Some(name)
  77         }
  78         _ => None
  79     };
  80
  81     match layout.fields {
  82         layout::FieldPlacement::Union(_) => {
  83             let fill = cx.type_padding_filler(layout.size, layout.align.abi);
  84             let packed = false;
  85             match name {
  86                 None => cx.type_struct(&[fill], packed),
  87                 Some(ref name) => {
  88                     let llty = cx.type_named_struct(name);
  89                     cx.set_struct_body(llty, &[fill], packed);
  90                     llty
  91                 }
  92             }
  93         }
  94         layout::FieldPlacement::Array { count, .. } => {
  95             cx.type_array(layout.field(cx, 0).llvm_type(cx), count)
  96         }
  97         layout::FieldPlacement::Arbitrary { .. } => match name {
  98             None => {
  99                 let (llfields, packed) = struct_llfields(cx, layout);
 100                 cx.type_struct(&llfields, packed)
 101             }
 102             Some(ref name) => {
 103                 let llty = cx.type_named_struct(name);
 104                 *defer = Some((llty, layout));
 105                 llty
 106             }
 107         },
 108     }
 109 }
 110
 111 fn struct_llfields<'a, 'tcx>(
 112     cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>,
 113     layout: TyLayout<'tcx>,
 114 ) -> (Vec<&'a Type>, bool) {
 115     debug!("struct_llfields: {:#?}", layout);
 116     let field_count = layout.fields.count();
 117
 118     let mut packed = false;
 119     let mut offset = Size::ZERO;
 120     let mut prev_effective_align = layout.align.abi;
 121     let mut result: Vec<_> = Vec::with_capacity(1 + field_count * 2);
 122     for i in layout.fields.index_by_increasing_offset() {
 123         let target_offset = layout.fields.offset(i as usize);
 124         let field = layout.field(cx, i);
 125         let effective_field_align =
 126             layout.align.abi.min(field.align.abi).restrict_for_offset(target_offset);
 127         packed |= effective_field_align < field.align.abi;
 128
 129         debug!(
 130             "struct_llfields: {}: {:?} offset: {:?} target_offset: {:?} \
 131                 effective_field_align: {}",
 132             i,
 133             field,
 134             offset,
 135             target_offset,
 136             effective_field_align.bytes()
 137         );
 138         assert!(target_offset >= offset);
 139         let padding = target_offset - offset;
 140         let padding_align = prev_effective_align.min(effective_field_align);
 141         assert_eq!(offset.align_to(padding_align) + padding, target_offset);
 142         result.push(cx.type_padding_filler(padding, padding_align));
 143         debug!("    padding before: {:?}", padding);
 144
 145         result.push(field.llvm_type(cx));
 146         offset = target_offset + field.size;
 147         prev_effective_align = effective_field_align;
 148     }
 149     if !layout.is_unsized() && field_count > 0 {
 150         if offset > layout.size {
 151             bug!("layout: {:#?} stride: {:?} offset: {:?}", layout, layout.size, offset);
 152         }
 153         let padding = layout.size - offset;
 154         let padding_align = prev_effective_align;
 155         assert_eq!(offset.align_to(padding_align) + padding, layout.size);
 156         debug!(
 157             "struct_llfields: pad_bytes: {:?} offset: {:?} stride: {:?}",
 158             padding, offset, layout.size
 159         );
 160         result.push(cx.type_padding_filler(padding, padding_align));
 161         assert_eq!(result.len(), 1 + field_count * 2);
 162     } else {
 163         debug!("struct_llfields: offset: {:?} stride: {:?}", offset, layout.size);
 164     }
 165
 166     (result, packed)
 167 }
 168
 169 impl<'a, 'tcx> CodegenCx<'a, 'tcx> {
 170     pub fn align_of(&self, ty: Ty<'tcx>) -> Align {
 171         self.layout_of(ty).align.abi
 172     }
 173
 174     pub fn size_of(&self, ty: Ty<'tcx>) -> Size {
 175         self.layout_of(ty).size
 176     }
 177
 178     pub fn size_and_align_of(&self, ty: Ty<'tcx>) -> (Size, Align) {
 179         let layout = self.layout_of(ty);
 180         (layout.size, layout.align.abi)
 181     }
 182 }
 183
 184 pub trait LayoutLlvmExt<'tcx> {
 185     fn is_llvm_immediate(&self) -> bool;
 186     fn is_llvm_scalar_pair(&self) -> bool;
 187     fn llvm_type<'a>(&self, cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>) -> &'a Type;
 188     fn immediate_llvm_type<'a>(&self, cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>) -> &'a Type;
 189     fn scalar_llvm_type_at<'a>(
 190         &self,
 191         cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>,
 192         scalar: &layout::Scalar,
 193         offset: Size,
 194     ) -> &'a Type;
 195     fn scalar_pair_element_llvm_type<'a>(
 196         &self,
 197         cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>,
 198         index: usize,
 199         immediate: bool,
 200     ) -> &'a Type;
 201     fn llvm_field_index(&self, index: usize) -> u64;
 202     fn pointee_info_at<'a>(&self, cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>, offset: Size) -> Option<PointeeInfo>;
 203 }
 204
 205 impl<'tcx> LayoutLlvmExt<'tcx> for TyLayout<'tcx> {
 206     fn is_llvm_immediate(&self) -> bool {
 207         match self.abi {
 208             layout::Abi::Scalar(_) | layout::Abi::Vector { .. } => true,
 209             layout::Abi::ScalarPair(..) => false,
 210             layout::Abi::Uninhabited | layout::Abi::Aggregate { .. } => self.is_zst(),
 211         }
 212     }
 213
 214     fn is_llvm_scalar_pair(&self) -> bool {
 215         match self.abi {
 216             layout::Abi::ScalarPair(..) => true,
 217             layout::Abi::Uninhabited
 218             | layout::Abi::Scalar(_)
 219             | layout::Abi::Vector { .. }
 220             | layout::Abi::Aggregate { .. } => false,
 221         }
 222     }
 223
 224     /// Gets the LLVM type corresponding to a Rust type, i.e., `rustc::ty::Ty`.
 225     /// The pointee type of the pointer in `PlaceRef` is always this type.
 226     /// For sized types, it is also the right LLVM type for an `alloca`
 227     /// containing a value of that type, and most immediates (except `bool`).
 228     /// Unsized types, however, are represented by a "minimal unit", e.g.
 229     /// `[T]` becomes `T`, while `str` and `Trait` turn into `i8` - this
 230     /// is useful for indexing slices, as `&[T]`'s data pointer is `T*`.
 231     /// If the type is an unsized struct, the regular layout is generated,
 232     /// with the inner-most trailing unsized field using the "minimal unit"
 233     /// of that field's type - this is useful for taking the address of
 234     /// that field and ensuring the struct has the right alignment.
 235     fn llvm_type<'a>(&self, cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>) -> &'a Type {
 236         if let layout::Abi::Scalar(ref scalar) = self.abi {
 237             // Use a different cache for scalars because pointers to DSTs
 238             // can be either fat or thin (data pointers of fat pointers).
 239             if let Some(&llty) = cx.scalar_lltypes.borrow().get(&self.ty) {
 240                 return llty;
 241             }
 242             let llty = match self.ty.kind {
 243                 ty::Ref(_, ty, _) | ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { ty, .. }) => {
 244                     cx.type_ptr_to(cx.layout_of(ty).llvm_type(cx))
 245                 }
 246                 ty::Adt(def, _) if def.is_box() => {
 247                     cx.type_ptr_to(cx.layout_of(self.ty.boxed_ty()).llvm_type(cx))
 248                 }
 249                 ty::FnPtr(sig) => cx.fn_ptr_backend_type(&FnAbi::of_fn_ptr(cx, sig, &[])),
 250                 _ => self.scalar_llvm_type_at(cx, scalar, Size::ZERO),
 251             };
 252             cx.scalar_lltypes.borrow_mut().insert(self.ty, llty);
 253             return llty;
 254         }
 255
 256         // Check the cache.
 257         let variant_index = match self.variants {
 258             layout::Variants::Single { index } => Some(index),
 259             _ => None,
 260         };
 261         if let Some(&llty) = cx.lltypes.borrow().get(&(self.ty, variant_index)) {
 262             return llty;
 263         }
 264
 265         debug!("llvm_type({:#?})", self);
 266
 267         assert!(!self.ty.has_escaping_bound_vars(), "{:?} has escaping bound vars", self.ty);
 268
 269         // Make sure lifetimes are erased, to avoid generating distinct LLVM
 270         // types for Rust types that only differ in the choice of lifetimes.
 271         let normal_ty = cx.tcx.erase_regions(&self.ty);
 272
 273         let mut defer = None;
 274         let llty = if self.ty != normal_ty {
 275             let mut layout = cx.layout_of(normal_ty);
 276             if let Some(v) = variant_index {
 277                 layout = layout.for_variant(cx, v);
 278             }
 279             layout.llvm_type(cx)
 280         } else {
 281             uncached_llvm_type(cx, *self, &mut defer)
 282         };
 283         debug!("--> mapped {:#?} to llty={:?}", self, llty);
 284
 285         cx.lltypes.borrow_mut().insert((self.ty, variant_index), llty);
 286
 287         if let Some((llty, layout)) = defer {
 288             let (llfields, packed) = struct_llfields(cx, layout);
 289             cx.set_struct_body(llty, &llfields, packed)
 290         }
 291
 292         llty
 293     }
 294
 295     fn immediate_llvm_type<'a>(&self, cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>) -> &'a Type {
 296         if let layout::Abi::Scalar(ref scalar) = self.abi {
 297             if scalar.is_bool() {
 298                 return cx.type_i1();
 299             }
 300         }
 301         self.llvm_type(cx)
 302     }
 303
 304     fn scalar_llvm_type_at<'a>(
 305         &self,
 306         cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>,
 307         scalar: &layout::Scalar,
 308         offset: Size,
 309     ) -> &'a Type {
 310         match scalar.value {
 311             layout::Int(i, _) => cx.type_from_integer(i),
 312             layout::F32 => cx.type_f32(),
 313             layout::F64 => cx.type_f64(),
 314             layout::Pointer => {
 315                 // If we know the alignment, pick something better than i8.
 316                 let pointee = if let Some(pointee) = self.pointee_info_at(cx, offset) {
 317                     cx.type_pointee_for_align(pointee.align)
 318                 } else {
 319                     cx.type_i8()
 320                 };
 321                 cx.type_ptr_to(pointee)
 322             }
 323         }
 324     }
 325
 326     fn scalar_pair_element_llvm_type<'a>(
 327         &self,
 328         cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>,
 329         index: usize,
 330         immediate: bool,
 331     ) -> &'a Type {
 332         // HACK(eddyb) special-case fat pointers until LLVM removes
 333         // pointee types, to avoid bitcasting every `OperandRef::deref`.
 334         match self.ty.kind {
 335             ty::Ref(..) | ty::RawPtr(_) => {
 336                 return self.field(cx, index).llvm_type(cx);
 337             }
 338             ty::Adt(def, _) if def.is_box() => {
 339                 let ptr_ty = cx.tcx.mk_mut_ptr(self.ty.boxed_ty());
 340                 return cx.layout_of(ptr_ty).scalar_pair_element_llvm_type(cx, index, immediate);
 341             }
 342             _ => {}
 343         }
 344
 345         let (a, b) = match self.abi {
 346             layout::Abi::ScalarPair(ref a, ref b) => (a, b),
 347             _ => bug!("TyLayout::scalar_pair_element_llty({:?}): not applicable", self),
 348         };
 349         let scalar = [a, b][index];
 350
 351         // Make sure to return the same type `immediate_llvm_type` would when
 352         // dealing with an immediate pair.  This means that `(bool, bool)` is
 353         // effectively represented as `{i8, i8}` in memory and two `i1`s as an
 354         // immediate, just like `bool` is typically `i8` in memory and only `i1`
 355         // when immediate.  We need to load/store `bool` as `i8` to avoid
 356         // crippling LLVM optimizations or triggering other LLVM bugs with `i1`.
 357         if immediate && scalar.is_bool() {
 358             return cx.type_i1();
 359         }
 360
 361         let offset =
 362             if index == 0 { Size::ZERO } else { a.value.size(cx).align_to(b.value.align(cx).abi) };
 363         self.scalar_llvm_type_at(cx, scalar, offset)
 364     }
 365
 366     fn llvm_field_index(&self, index: usize) -> u64 {
 367         match self.abi {
 368             layout::Abi::Scalar(_) | layout::Abi::ScalarPair(..) => {
 369                 bug!("TyLayout::llvm_field_index({:?}): not applicable", self)
 370             }
 371             _ => {}
 372         }
 373         match self.fields {
 374             layout::FieldPlacement::Union(_) => {
 375                 bug!("TyLayout::llvm_field_index({:?}): not applicable", self)
 376             }
 377
 378             layout::FieldPlacement::Array { .. } => index as u64,
 379
 380             layout::FieldPlacement::Arbitrary { .. } => {
 381                 1 + (self.fields.memory_index(index) as u64) * 2
 382             }
 383         }
 384     }
 385
 386     fn pointee_info_at<'a>(&self, cx: &CodegenCx<'a, 'tcx>, offset: Size) -> Option<PointeeInfo> {
 387         if let Some(&pointee) = cx.pointee_infos.borrow().get(&(self.ty, offset)) {
 388             return pointee;
 389         }
 390
 391         let result = Ty::pointee_info_at(*self, cx, offset);
 392
 393         cx.pointee_infos.borrow_mut().insert((self.ty, offset), result);
 394         result
 395     }
 396 }