src/librustc_codegen_ssa/mir/rvalue.rs

   1 use rustc::ty::{self, Ty, adjustment::{PointerCast}, Instance};
   2 use rustc::ty::cast::{CastTy, IntTy};
   3 use rustc::ty::layout::{self, LayoutOf, HasTyCtxt};
   4 use rustc::mir;
   5 use rustc::middle::lang_items::ExchangeMallocFnLangItem;
   6 use rustc_apfloat::{ieee, Float, Status, Round};
   7 use std::{u128, i128};
   8 use syntax::symbol::sym;
   9
  10 use crate::base;
  11 use crate::MemFlags;
  12 use crate::callee;
  13 use crate::common::{self, RealPredicate, IntPredicate};
  14
  15 use crate::traits::*;
  16
  17 use super::{FunctionCx, LocalRef};
  18 use super::operand::{OperandRef, OperandValue};
  19 use super::place::PlaceRef;
  20
  21 impl<'a, 'tcx, Bx: BuilderMethods<'a, 'tcx>> FunctionCx<'a, 'tcx, Bx> {
  22     pub fn codegen_rvalue(
  23         &mut self,
  24         mut bx: Bx,
  25         dest: PlaceRef<'tcx, Bx::Value>,
  26         rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>
  27     ) -> Bx {
  28         debug!("codegen_rvalue(dest.llval={:?}, rvalue={:?})",
  29                dest.llval, rvalue);
  30
  31         match *rvalue {
  32            mir::Rvalue::Use(ref operand) => {
  33                let cg_operand = self.codegen_operand(&mut bx, operand);
  34                // FIXME: consider not copying constants through stack. (fixable by codegenning
  35                // constants into OperandValue::Ref, why don’t we do that yet if we don’t?)
  36                cg_operand.val.store(&mut bx, dest);
  37                bx
  38            }
  39
  40             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::Pointer(PointerCast::Unsize), ref source, _) => {
  41                 // The destination necessarily contains a fat pointer, so if
  42                 // it's a scalar pair, it's a fat pointer or newtype thereof.
  43                 if bx.cx().is_backend_scalar_pair(dest.layout) {
  44                     // into-coerce of a thin pointer to a fat pointer - just
  45                     // use the operand path.
  46                     let (mut bx, temp) = self.codegen_rvalue_operand(bx, rvalue);
  47                     temp.val.store(&mut bx, dest);
  48                     return bx;
  49                 }
  50
  51                 // Unsize of a nontrivial struct. I would prefer for
  52                 // this to be eliminated by MIR building, but
  53                 // `CoerceUnsized` can be passed by a where-clause,
  54                 // so the (generic) MIR may not be able to expand it.
  55                 let operand = self.codegen_operand(&mut bx, source);
  56                 match operand.val {
  57                     OperandValue::Pair(..) |
  58                     OperandValue::Immediate(_) => {
  59                         // unsize from an immediate structure. We don't
  60                         // really need a temporary alloca here, but
  61                         // avoiding it would require us to have
  62                         // `coerce_unsized_into` use extractvalue to
  63                         // index into the struct, and this case isn't
  64                         // important enough for it.
  65                         debug!("codegen_rvalue: creating ugly alloca");
  66                         let scratch = PlaceRef::alloca(&mut bx, operand.layout, "__unsize_temp");
  67                         scratch.storage_live(&mut bx);
  68                         operand.val.store(&mut bx, scratch);
  69                         base::coerce_unsized_into(&mut bx, scratch, dest);
  70                         scratch.storage_dead(&mut bx);
  71                     }
  72                     OperandValue::Ref(llref, None, align) => {
  73                         let source = PlaceRef::new_sized(llref, operand.layout, align);
  74                         base::coerce_unsized_into(&mut bx, source, dest);
  75                     }
  76                     OperandValue::Ref(_, Some(_), _) => {
  77                         bug!("unsized coercion on an unsized rvalue")
  78                     }
  79                 }
  80                 bx
  81             }
  82
  83             mir::Rvalue::Repeat(ref elem, count) => {
  84                 let cg_elem = self.codegen_operand(&mut bx, elem);
  85
  86                 // Do not generate the loop for zero-sized elements or empty arrays.
  87                 if dest.layout.is_zst() {
  88                     return bx;
  89                 }
  90
  91                 if let OperandValue::Immediate(v) = cg_elem.val {
  92                     let zero = bx.const_usize(0);
  93                     let start = dest.project_index(&mut bx, zero).llval;
  94                     let size = bx.const_usize(dest.layout.size.bytes());
  95
  96                     // Use llvm.memset.p0i8.* to initialize all zero arrays
  97                     if bx.cx().is_const_integral(v) && bx.cx().const_to_uint(v) == 0 {
  98                         let fill = bx.cx().const_u8(0);
  99                         bx.memset(start, fill, size, dest.align, MemFlags::empty());
 100                         return bx;
 101                     }
 102
 103                     // Use llvm.memset.p0i8.* to initialize byte arrays
 104                     let v = base::from_immediate(&mut bx, v);
 105                     if bx.cx().val_ty(v) == bx.cx().type_i8() {
 106                         bx.memset(start, v, size, dest.align, MemFlags::empty());
 107                         return bx;
 108                     }
 109                 }
 110
 111                 bx.write_operand_repeatedly(cg_elem, count, dest)
 112             }
 113
 114             mir::Rvalue::Aggregate(ref kind, ref operands) => {
 115                 let (dest, active_field_index) = match **kind {
 116                     mir::AggregateKind::Adt(adt_def, variant_index, _, _, active_field_index) => {
 117                         dest.codegen_set_discr(&mut bx, variant_index);
 118                         if adt_def.is_enum() {
 119                             (dest.project_downcast(&mut bx, variant_index), active_field_index)
 120                         } else {
 121                             (dest, active_field_index)
 122                         }
 123                     }
 124                     _ => (dest, None)
 125                 };
 126                 for (i, operand) in operands.iter().enumerate() {
 127                     let op = self.codegen_operand(&mut bx, operand);
 128                     // Do not generate stores and GEPis for zero-sized fields.
 129                     if !op.layout.is_zst() {
 130                         let field_index = active_field_index.unwrap_or(i);
 131                         let field = dest.project_field(&mut bx, field_index);
 132                         op.val.store(&mut bx, field);
 133                     }
 134                 }
 135                 bx
 136             }
 137
 138             _ => {
 139                 assert!(self.rvalue_creates_operand(rvalue));
 140                 let (mut bx, temp) = self.codegen_rvalue_operand(bx, rvalue);
 141                 temp.val.store(&mut bx, dest);
 142                 bx
 143             }
 144         }
 145     }
 146
 147     pub fn codegen_rvalue_unsized(
 148         &mut self,
 149         mut bx: Bx,
 150         indirect_dest: PlaceRef<'tcx, Bx::Value>,
 151         rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>,
 152     ) -> Bx {
 153         debug!("codegen_rvalue_unsized(indirect_dest.llval={:?}, rvalue={:?})",
 154                indirect_dest.llval, rvalue);
 155
 156         match *rvalue {
 157             mir::Rvalue::Use(ref operand) => {
 158                 let cg_operand = self.codegen_operand(&mut bx, operand);
 159                 cg_operand.val.store_unsized(&mut bx, indirect_dest);
 160                 bx
 161             }
 162
 163             _ => bug!("unsized assignment other than Rvalue::Use"),
 164         }
 165     }
 166
 167     pub fn codegen_rvalue_operand(
 168         &mut self,
 169         mut bx: Bx,
 170         rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>
 171     ) -> (Bx, OperandRef<'tcx, Bx::Value>) {
 172         assert!(self.rvalue_creates_operand(rvalue), "cannot codegen {:?} to operand", rvalue);
 173
 174         match *rvalue {
 175             mir::Rvalue::Cast(ref kind, ref source, mir_cast_ty) => {
 176                 let operand = self.codegen_operand(&mut bx, source);
 177                 debug!("cast operand is {:?}", operand);
 178                 let cast = bx.cx().layout_of(self.monomorphize(&mir_cast_ty));
 179
 180                 let val = match *kind {
 181                     mir::CastKind::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer) => {
 182                         match operand.layout.ty.sty {
 183                             ty::FnDef(def_id, substs) => {
 184                                 if bx.cx().tcx().has_attr(def_id, sym::rustc_args_required_const) {
 185                                     bug!("reifying a fn ptr that requires const arguments");
 186                                 }
 187                                 OperandValue::Immediate(
 188                                     callee::resolve_and_get_fn(bx.cx(), def_id, substs))
 189                             }
 190                             _ => {
 191                                 bug!("{} cannot be reified to a fn ptr", operand.layout.ty)
 192                             }
 193                         }
 194                     }
 195                     mir::CastKind::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(_)) => {
 196                         match operand.layout.ty.sty {
 197                             ty::Closure(def_id, substs) => {
 198                                 let instance = Instance::resolve_closure(
 199                                     bx.cx().tcx(), def_id, substs, ty::ClosureKind::FnOnce);
 200                                 OperandValue::Immediate(bx.cx().get_fn(instance))
 201                             }
 202                             _ => {
 203                                 bug!("{} cannot be cast to a fn ptr", operand.layout.ty)
 204                             }
 205                         }
 206                     }
 207                     mir::CastKind::Pointer(PointerCast::UnsafeFnPointer) => {
 208                         // this is a no-op at the LLVM level
 209                         operand.val
 210                     }
 211                     mir::CastKind::Pointer(PointerCast::Unsize) => {
 212                         assert!(bx.cx().is_backend_scalar_pair(cast));
 213                         match operand.val {
 214                             OperandValue::Pair(lldata, llextra) => {
 215                                 // unsize from a fat pointer - this is a
 216                                 // "trait-object-to-supertrait" coercion, for
 217                                 // example,
 218                                 //   &'a fmt::Debug+Send => &'a fmt::Debug,
 219
 220                                 // HACK(eddyb) have to bitcast pointers
 221                                 // until LLVM removes pointee types.
 222                                 let lldata = bx.pointercast(lldata,
 223                                     bx.cx().scalar_pair_element_backend_type(cast, 0, true));
 224                                 OperandValue::Pair(lldata, llextra)
 225                             }
 226                             OperandValue::Immediate(lldata) => {
 227                                 // "standard" unsize
 228                                 let (lldata, llextra) = base::unsize_thin_ptr(&mut bx, lldata,
 229                                     operand.layout.ty, cast.ty);
 230                                 OperandValue::Pair(lldata, llextra)
 231                             }
 232                             OperandValue::Ref(..) => {
 233                                 bug!("by-ref operand {:?} in codegen_rvalue_operand",
 234                                      operand);
 235                             }
 236                         }
 237                     }
 238                     mir::CastKind::Pointer(PointerCast::MutToConstPointer)
 239                     | mir::CastKind::Misc if bx.cx().is_backend_scalar_pair(operand.layout) => {
 240                         if let OperandValue::Pair(data_ptr, meta) = operand.val {
 241                             if bx.cx().is_backend_scalar_pair(cast) {
 242                                 let data_cast = bx.pointercast(data_ptr,
 243                                     bx.cx().scalar_pair_element_backend_type(cast, 0, true));
 244                                 OperandValue::Pair(data_cast, meta)
 245                             } else { // cast to thin-ptr
 246                                 // Cast of fat-ptr to thin-ptr is an extraction of data-ptr and
 247                                 // pointer-cast of that pointer to desired pointer type.
 248                                 let llcast_ty = bx.cx().immediate_backend_type(cast);
 249                                 let llval = bx.pointercast(data_ptr, llcast_ty);
 250                                 OperandValue::Immediate(llval)
 251                             }
 252                         } else {
 253                             bug!("Unexpected non-Pair operand")
 254                         }
 255                     }
 256                     mir::CastKind::Pointer(PointerCast::MutToConstPointer)
 257                     | mir::CastKind::Misc => {
 258                         assert!(bx.cx().is_backend_immediate(cast));
 259                         let ll_t_out = bx.cx().immediate_backend_type(cast);
 260                         if operand.layout.abi.is_uninhabited() {
 261                             let val = OperandValue::Immediate(bx.cx().const_undef(ll_t_out));
 262                             return (bx, OperandRef {
 263                                 val,
 264                                 layout: cast,
 265                             });
 266                         }
 267                         let r_t_in = CastTy::from_ty(operand.layout.ty)
 268                             .expect("bad input type for cast");
 269                         let r_t_out = CastTy::from_ty(cast.ty).expect("bad output type for cast");
 270                         let ll_t_in = bx.cx().immediate_backend_type(operand.layout);
 271                         match operand.layout.variants {
 272                             layout::Variants::Single { index } => {
 273                                 if let Some(discr) =
 274                                     operand.layout.ty.discriminant_for_variant(bx.tcx(), index)
 275                                 {
 276                                     let discr_val = bx.cx().const_uint_big(ll_t_out, discr.val);
 277                                     return (bx, OperandRef {
 278                                         val: OperandValue::Immediate(discr_val),
 279                                         layout: cast,
 280                                     });
 281                                 }
 282                             }
 283                             layout::Variants::Multiple { .. } => {},
 284                         }
 285                         let llval = operand.immediate();
 286
 287                         let mut signed = false;
 288                         if let layout::Abi::Scalar(ref scalar) = operand.layout.abi {
 289                             if let layout::Int(_, s) = scalar.value {
 290                                 // We use `i1` for bytes that are always `0` or `1`,
 291                                 // e.g., `#[repr(i8)] enum E { A, B }`, but we can't
 292                                 // let LLVM interpret the `i1` as signed, because
 293                                 // then `i1 1` (i.e., E::B) is effectively `i8 -1`.
 294                                 signed = !scalar.is_bool() && s;
 295
 296                                 let er = scalar.valid_range_exclusive(bx.cx());
 297                                 if er.end != er.start &&
 298                                    scalar.valid_range.end() > scalar.valid_range.start() {
 299                                     // We want `table[e as usize]` to not
 300                                     // have bound checks, and this is the most
 301                                     // convenient place to put the `assume`.
 302                                     let ll_t_in_const =
 303                                         bx.cx().const_uint_big(ll_t_in, *scalar.valid_range.end());
 304                                     let cmp = bx.icmp(
 305                                         IntPredicate::IntULE,
 306                                         llval,
 307                                         ll_t_in_const
 308                                     );
 309                                     bx.assume(cmp);
 310                                 }
 311                             }
 312                         }
 313
 314                         let newval = match (r_t_in, r_t_out) {
 315                             (CastTy::Int(_), CastTy::Int(_)) => {
 316                                 bx.intcast(llval, ll_t_out, signed)
 317                             }
 318                             (CastTy::Float, CastTy::Float) => {
 319                                 let srcsz = bx.cx().float_width(ll_t_in);
 320                                 let dstsz = bx.cx().float_width(ll_t_out);
 321                                 if dstsz > srcsz {
 322                                     bx.fpext(llval, ll_t_out)
 323                                 } else if srcsz > dstsz {
 324                                     bx.fptrunc(llval, ll_t_out)
 325                                 } else {
 326                                     llval
 327                                 }
 328                             }
 329                             (CastTy::Ptr(_), CastTy::Ptr(_)) |
 330                             (CastTy::FnPtr, CastTy::Ptr(_)) |
 331                             (CastTy::RPtr(_), CastTy::Ptr(_)) =>
 332                                 bx.pointercast(llval, ll_t_out),
 333                             (CastTy::Ptr(_), CastTy::Int(_)) |
 334                             (CastTy::FnPtr, CastTy::Int(_)) =>
 335                                 bx.ptrtoint(llval, ll_t_out),
 336                             (CastTy::Int(_), CastTy::Ptr(_)) => {
 337                                 let usize_llval = bx.intcast(llval, bx.cx().type_isize(), signed);
 338                                 bx.inttoptr(usize_llval, ll_t_out)
 339                             }
 340                             (CastTy::Int(_), CastTy::Float) =>
 341                                 cast_int_to_float(&mut bx, signed, llval, ll_t_in, ll_t_out),
 342                             (CastTy::Float, CastTy::Int(IntTy::I)) =>
 343                                 cast_float_to_int(&mut bx, true, llval, ll_t_in, ll_t_out),
 344                             (CastTy::Float, CastTy::Int(_)) =>
 345                                 cast_float_to_int(&mut bx, false, llval, ll_t_in, ll_t_out),
 346                             _ => bug!("unsupported cast: {:?} to {:?}", operand.layout.ty, cast.ty)
 347                         };
 348                         OperandValue::Immediate(newval)
 349                     }
 350                 };
 351                 (bx, OperandRef {
 352                     val,
 353                     layout: cast
 354                 })
 355             }
 356
 357             mir::Rvalue::Ref(_, bk, ref place) => {
 358                 let cg_place = self.codegen_place(&mut bx, &place.as_ref());
 359
 360                 let ty = cg_place.layout.ty;
 361
 362                 // Note: places are indirect, so storing the `llval` into the
 363                 // destination effectively creates a reference.
 364                 let val = if !bx.cx().type_has_metadata(ty) {
 365                     OperandValue::Immediate(cg_place.llval)
 366                 } else {
 367                     OperandValue::Pair(cg_place.llval, cg_place.llextra.unwrap())
 368                 };
 369                 (bx, OperandRef {
 370                     val,
 371                     layout: self.cx.layout_of(self.cx.tcx().mk_ref(
 372                         self.cx.tcx().lifetimes.re_erased,
 373                         ty::TypeAndMut { ty, mutbl: bk.to_mutbl_lossy() }
 374                     )),
 375                 })
 376             }
 377
 378             mir::Rvalue::Len(ref place) => {
 379                 let size = self.evaluate_array_len(&mut bx, place);
 380                 let operand = OperandRef {
 381                     val: OperandValue::Immediate(size),
 382                     layout: bx.cx().layout_of(bx.tcx().types.usize),
 383                 };
 384                 (bx, operand)
 385             }
 386
 387             mir::Rvalue::BinaryOp(op, ref lhs, ref rhs) => {
 388                 let lhs = self.codegen_operand(&mut bx, lhs);
 389                 let rhs = self.codegen_operand(&mut bx, rhs);
 390                 let llresult = match (lhs.val, rhs.val) {
 391                     (OperandValue::Pair(lhs_addr, lhs_extra),
 392                      OperandValue::Pair(rhs_addr, rhs_extra)) => {
 393                         self.codegen_fat_ptr_binop(&mut bx, op,
 394                                                  lhs_addr, lhs_extra,
 395                                                  rhs_addr, rhs_extra,
 396                                                  lhs.layout.ty)
 397                     }
 398
 399                     (OperandValue::Immediate(lhs_val),
 400                      OperandValue::Immediate(rhs_val)) => {
 401                         self.codegen_scalar_binop(&mut bx, op, lhs_val, rhs_val, lhs.layout.ty)
 402                     }
 403
 404                     _ => bug!()
 405                 };
 406                 let operand = OperandRef {
 407                     val: OperandValue::Immediate(llresult),
 408                     layout: bx.cx().layout_of(
 409                         op.ty(bx.tcx(), lhs.layout.ty, rhs.layout.ty)),
 410                 };
 411                 (bx, operand)
 412             }
 413             mir::Rvalue::CheckedBinaryOp(op, ref lhs, ref rhs) => {
 414                 let lhs = self.codegen_operand(&mut bx, lhs);
 415                 let rhs = self.codegen_operand(&mut bx, rhs);
 416                 let result = self.codegen_scalar_checked_binop(&mut bx, op,
 417                                                              lhs.immediate(), rhs.immediate(),
 418                                                              lhs.layout.ty);
 419                 let val_ty = op.ty(bx.tcx(), lhs.layout.ty, rhs.layout.ty);
 420                 let operand_ty = bx.tcx().intern_tup(&[val_ty, bx.tcx().types.bool]);
 421                 let operand = OperandRef {
 422                     val: result,
 423                     layout: bx.cx().layout_of(operand_ty)
 424                 };
 425
 426                 (bx, operand)
 427             }
 428
 429             mir::Rvalue::UnaryOp(op, ref operand) => {
 430                 let operand = self.codegen_operand(&mut bx, operand);
 431                 let lloperand = operand.immediate();
 432                 let is_float = operand.layout.ty.is_floating_point();
 433                 let llval = match op {
 434                     mir::UnOp::Not => bx.not(lloperand),
 435                     mir::UnOp::Neg => if is_float {
 436                         bx.fneg(lloperand)
 437                     } else {
 438                         bx.neg(lloperand)
 439                     }
 440                 };
 441                 (bx, OperandRef {
 442                     val: OperandValue::Immediate(llval),
 443                     layout: operand.layout,
 444                 })
 445             }
 446
 447             mir::Rvalue::Discriminant(ref place) => {
 448                 let discr_ty = rvalue.ty(&*self.mir, bx.tcx());
 449                 let discr =  self.codegen_place(&mut bx, &place.as_ref())
 450                     .codegen_get_discr(&mut bx, discr_ty);
 451                 (bx, OperandRef {
 452                     val: OperandValue::Immediate(discr),
 453                     layout: self.cx.layout_of(discr_ty)
 454                 })
 455             }
 456
 457             mir::Rvalue::NullaryOp(mir::NullOp::SizeOf, ty) => {
 458                 assert!(bx.cx().type_is_sized(ty));
 459                 let val = bx.cx().const_usize(bx.cx().layout_of(ty).size.bytes());
 460                 let tcx = self.cx.tcx();
 461                 (bx, OperandRef {
 462                     val: OperandValue::Immediate(val),
 463                     layout: self.cx.layout_of(tcx.types.usize),
 464                 })
 465             }
 466
 467             mir::Rvalue::NullaryOp(mir::NullOp::Box, content_ty) => {
 468                 let content_ty = self.monomorphize(&content_ty);
 469                 let content_layout = bx.cx().layout_of(content_ty);
 470                 let llsize = bx.cx().const_usize(content_layout.size.bytes());
 471                 let llalign = bx.cx().const_usize(content_layout.align.abi.bytes());
 472                 let box_layout = bx.cx().layout_of(bx.tcx().mk_box(content_ty));
 473                 let llty_ptr = bx.cx().backend_type(box_layout);
 474
 475                 // Allocate space:
 476                 let def_id = match bx.tcx().lang_items().require(ExchangeMallocFnLangItem) {
 477                     Ok(id) => id,
 478                     Err(s) => {
 479                         bx.cx().sess().fatal(&format!("allocation of `{}` {}", box_layout.ty, s));
 480                     }
 481                 };
 482                 let instance = ty::Instance::mono(bx.tcx(), def_id);
 483                 let r = bx.cx().get_fn(instance);
 484                 let call = bx.call(r, &[llsize, llalign], None);
 485                 let val = bx.pointercast(call, llty_ptr);
 486
 487                 let operand = OperandRef {
 488                     val: OperandValue::Immediate(val),
 489                     layout: box_layout,
 490                 };
 491                 (bx, operand)
 492             }
 493             mir::Rvalue::Use(ref operand) => {
 494                 let operand = self.codegen_operand(&mut bx, operand);
 495                 (bx, operand)
 496             }
 497             mir::Rvalue::Repeat(..) |
 498             mir::Rvalue::Aggregate(..) => {
 499                 // According to `rvalue_creates_operand`, only ZST
 500                 // aggregate rvalues are allowed to be operands.
 501                 let ty = rvalue.ty(self.mir, self.cx.tcx());
 502                 let operand = OperandRef::new_zst(
 503                     &mut bx,
 504                     self.cx.layout_of(self.monomorphize(&ty)),
 505                 );
 506                 (bx, operand)
 507             }
 508         }
 509     }
 510
 511     fn evaluate_array_len(
 512         &mut self,
 513         bx: &mut Bx,
 514         place: &mir::Place<'tcx>,
 515     ) -> Bx::Value {
 516         // ZST are passed as operands and require special handling
 517         // because codegen_place() panics if Local is operand.
 518         if let mir::Place {
 519             base: mir::PlaceBase::Local(index),
 520             projection: None,
 521         } = *place {
 522             if let LocalRef::Operand(Some(op)) = self.locals[index] {
 523                 if let ty::Array(_, n) = op.layout.ty.sty {
 524                     let n = n.unwrap_usize(bx.cx().tcx());
 525                     return bx.cx().const_usize(n);
 526                 }
 527             }
 528         }
 529         // use common size calculation for non zero-sized types
 530         let cg_value = self.codegen_place(bx, &place.as_ref());
 531         cg_value.len(bx.cx())
 532     }
 533
 534     pub fn codegen_scalar_binop(
 535         &mut self,
 536         bx: &mut Bx,
 537         op: mir::BinOp,
 538         lhs: Bx::Value,
 539         rhs: Bx::Value,
 540         input_ty: Ty<'tcx>,
 541     ) -> Bx::Value {
 542         let is_float = input_ty.is_floating_point();
 543         let is_signed = input_ty.is_signed();
 544         let is_unit = input_ty.is_unit();
 545         match op {
 546             mir::BinOp::Add => if is_float {
 547                 bx.fadd(lhs, rhs)
 548             } else {
 549                 bx.add(lhs, rhs)
 550             },
 551             mir::BinOp::Sub => if is_float {
 552                 bx.fsub(lhs, rhs)
 553             } else {
 554                 bx.sub(lhs, rhs)
 555             },
 556             mir::BinOp::Mul => if is_float {
 557                 bx.fmul(lhs, rhs)
 558             } else {
 559                 bx.mul(lhs, rhs)
 560             },
 561             mir::BinOp::Div => if is_float {
 562                 bx.fdiv(lhs, rhs)
 563             } else if is_signed {
 564                 bx.sdiv(lhs, rhs)
 565             } else {
 566                 bx.udiv(lhs, rhs)
 567             },
 568             mir::BinOp::Rem => if is_float {
 569                 bx.frem(lhs, rhs)
 570             } else if is_signed {
 571                 bx.srem(lhs, rhs)
 572             } else {
 573                 bx.urem(lhs, rhs)
 574             },
 575             mir::BinOp::BitOr => bx.or(lhs, rhs),
 576             mir::BinOp::BitAnd => bx.and(lhs, rhs),
 577             mir::BinOp::BitXor => bx.xor(lhs, rhs),
 578             mir::BinOp::Offset => bx.inbounds_gep(lhs, &[rhs]),
 579             mir::BinOp::Shl => common::build_unchecked_lshift(bx, lhs, rhs),
 580             mir::BinOp::Shr => common::build_unchecked_rshift(bx, input_ty, lhs, rhs),
 581             mir::BinOp::Ne | mir::BinOp::Lt | mir::BinOp::Gt |
 582             mir::BinOp::Eq | mir::BinOp::Le | mir::BinOp::Ge => if is_unit {
 583                 bx.cx().const_bool(match op {
 584                     mir::BinOp::Ne | mir::BinOp::Lt | mir::BinOp::Gt => false,
 585                     mir::BinOp::Eq | mir::BinOp::Le | mir::BinOp::Ge => true,
 586                     _ => unreachable!()
 587                 })
 588             } else if is_float {
 589                 bx.fcmp(
 590                     base::bin_op_to_fcmp_predicate(op.to_hir_binop()),
 591                     lhs, rhs
 592                 )
 593             } else {
 594                 bx.icmp(
 595                     base::bin_op_to_icmp_predicate(op.to_hir_binop(), is_signed),
 596                     lhs, rhs
 597                 )
 598             }
 599         }
 600     }
 601
 602     pub fn codegen_fat_ptr_binop(
 603         &mut self,
 604         bx: &mut Bx,
 605         op: mir::BinOp,
 606         lhs_addr: Bx::Value,
 607         lhs_extra: Bx::Value,
 608         rhs_addr: Bx::Value,
 609         rhs_extra: Bx::Value,
 610         _input_ty: Ty<'tcx>,
 611     ) -> Bx::Value {
 612         match op {
 613             mir::BinOp::Eq => {
 614                 let lhs = bx.icmp(IntPredicate::IntEQ, lhs_addr, rhs_addr);
 615                 let rhs = bx.icmp(IntPredicate::IntEQ, lhs_extra, rhs_extra);
 616                 bx.and(lhs, rhs)
 617             }
 618             mir::BinOp::Ne => {
 619                 let lhs = bx.icmp(IntPredicate::IntNE, lhs_addr, rhs_addr);
 620                 let rhs = bx.icmp(IntPredicate::IntNE, lhs_extra, rhs_extra);
 621                 bx.or(lhs, rhs)
 622             }
 623             mir::BinOp::Le | mir::BinOp::Lt |
 624             mir::BinOp::Ge | mir::BinOp::Gt => {
 625                 // a OP b ~ a.0 STRICT(OP) b.0 | (a.0 == b.0 && a.1 OP a.1)
 626                 let (op, strict_op) = match op {
 627                     mir::BinOp::Lt => (IntPredicate::IntULT, IntPredicate::IntULT),
 628                     mir::BinOp::Le => (IntPredicate::IntULE, IntPredicate::IntULT),
 629                     mir::BinOp::Gt => (IntPredicate::IntUGT, IntPredicate::IntUGT),
 630                     mir::BinOp::Ge => (IntPredicate::IntUGE, IntPredicate::IntUGT),
 631                     _ => bug!(),
 632                 };
 633                 let lhs = bx.icmp(strict_op, lhs_addr, rhs_addr);
 634                 let and_lhs = bx.icmp(IntPredicate::IntEQ, lhs_addr, rhs_addr);
 635                 let and_rhs = bx.icmp(op, lhs_extra, rhs_extra);
 636                 let rhs = bx.and(and_lhs, and_rhs);
 637                 bx.or(lhs, rhs)
 638             }
 639             _ => {
 640                 bug!("unexpected fat ptr binop");
 641             }
 642         }
 643     }
 644
 645     pub fn codegen_scalar_checked_binop(
 646         &mut self,
 647         bx: &mut Bx,
 648         op: mir::BinOp,
 649         lhs: Bx::Value,
 650         rhs: Bx::Value,
 651         input_ty: Ty<'tcx>
 652     ) -> OperandValue<Bx::Value> {
 653         // This case can currently arise only from functions marked
 654         // with #[rustc_inherit_overflow_checks] and inlined from
 655         // another crate (mostly core::num generic/#[inline] fns),
 656         // while the current crate doesn't use overflow checks.
 657         if !bx.cx().check_overflow() {
 658             let val = self.codegen_scalar_binop(bx, op, lhs, rhs, input_ty);
 659             return OperandValue::Pair(val, bx.cx().const_bool(false));
 660         }
 661
 662         let (val, of) = match op {
 663             // These are checked using intrinsics
 664             mir::BinOp::Add | mir::BinOp::Sub | mir::BinOp::Mul => {
 665                 let oop = match op {
 666                     mir::BinOp::Add => OverflowOp::Add,
 667                     mir::BinOp::Sub => OverflowOp::Sub,
 668                     mir::BinOp::Mul => OverflowOp::Mul,
 669                     _ => unreachable!()
 670                 };
 671                 bx.checked_binop(oop, input_ty, lhs, rhs)
 672             }
 673             mir::BinOp::Shl | mir::BinOp::Shr => {
 674                 let lhs_llty = bx.cx().val_ty(lhs);
 675                 let rhs_llty = bx.cx().val_ty(rhs);
 676                 let invert_mask = common::shift_mask_val(bx, lhs_llty, rhs_llty, true);
 677                 let outer_bits = bx.and(rhs, invert_mask);
 678
 679                 let of = bx.icmp(IntPredicate::IntNE, outer_bits, bx.cx().const_null(rhs_llty));
 680                 let val = self.codegen_scalar_binop(bx, op, lhs, rhs, input_ty);
 681
 682                 (val, of)
 683             }
 684             _ => {
 685                 bug!("Operator `{:?}` is not a checkable operator", op)
 686             }
 687         };
 688
 689         OperandValue::Pair(val, of)
 690     }
 691 }
 692
 693 impl<'a, 'tcx, Bx: BuilderMethods<'a, 'tcx>> FunctionCx<'a, 'tcx, Bx> {
 694     pub fn rvalue_creates_operand(&self, rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>) -> bool {
 695         match *rvalue {
 696             mir::Rvalue::Ref(..) |
 697             mir::Rvalue::Len(..) |
 698             mir::Rvalue::Cast(..) | // (*)
 699             mir::Rvalue::BinaryOp(..) |
 700             mir::Rvalue::CheckedBinaryOp(..) |
 701             mir::Rvalue::UnaryOp(..) |
 702             mir::Rvalue::Discriminant(..) |
 703             mir::Rvalue::NullaryOp(..) |
 704             mir::Rvalue::Use(..) => // (*)
 705                 true,
 706             mir::Rvalue::Repeat(..) |
 707             mir::Rvalue::Aggregate(..) => {
 708                 let ty = rvalue.ty(self.mir, self.cx.tcx());
 709                 let ty = self.monomorphize(&ty);
 710                 self.cx.layout_of(ty).is_zst()
 711             }
 712         }
 713
 714         // (*) this is only true if the type is suitable
 715     }
 716 }
 717
 718 fn cast_int_to_float<'a, 'tcx, Bx: BuilderMethods<'a, 'tcx>>(
 719     bx: &mut Bx,
 720     signed: bool,
 721     x: Bx::Value,
 722     int_ty: Bx::Type,
 723     float_ty: Bx::Type
 724 ) -> Bx::Value {
 725     // Most integer types, even i128, fit into [-f32::MAX, f32::MAX] after rounding.
 726     // It's only u128 -> f32 that can cause overflows (i.e., should yield infinity).
 727     // LLVM's uitofp produces undef in those cases, so we manually check for that case.
 728     let is_u128_to_f32 = !signed &&
 729         bx.cx().int_width(int_ty) == 128 &&
 730         bx.cx().float_width(float_ty) == 32;
 731     if is_u128_to_f32 {
 732         // All inputs greater or equal to (f32::MAX + 0.5 ULP) are rounded to infinity,
 733         // and for everything else LLVM's uitofp works just fine.
 734         use rustc_apfloat::ieee::Single;
 735         const MAX_F32_PLUS_HALF_ULP: u128 = ((1 << (Single::PRECISION + 1)) - 1)
 736                                             << (Single::MAX_EXP - Single::PRECISION as i16);
 737         let max = bx.cx().const_uint_big(int_ty, MAX_F32_PLUS_HALF_ULP);
 738         let overflow = bx.icmp(IntPredicate::IntUGE, x, max);
 739         let infinity_bits = bx.cx().const_u32(ieee::Single::INFINITY.to_bits() as u32);
 740         let infinity = bx.bitcast(infinity_bits, float_ty);
 741         let fp = bx.uitofp(x, float_ty);
 742         bx.select(overflow, infinity, fp)
 743     } else {
 744         if signed {
 745             bx.sitofp(x, float_ty)
 746         } else {
 747             bx.uitofp(x, float_ty)
 748         }
 749     }
 750 }
 751
 752 fn cast_float_to_int<'a, 'tcx, Bx: BuilderMethods<'a, 'tcx>>(
 753     bx: &mut Bx,
 754     signed: bool,
 755     x: Bx::Value,
 756     float_ty: Bx::Type,
 757     int_ty: Bx::Type
 758 ) -> Bx::Value {
 759     let fptosui_result = if signed {
 760         bx.fptosi(x, int_ty)
 761     } else {
 762         bx.fptoui(x, int_ty)
 763     };
 764
 765     if !bx.cx().sess().opts.debugging_opts.saturating_float_casts {
 766         return fptosui_result;
 767     }
 768
 769     let int_width = bx.cx().int_width(int_ty);
 770     let float_width = bx.cx().float_width(float_ty);
 771     // LLVM's fpto[su]i returns undef when the input x is infinite, NaN, or does not fit into the
 772     // destination integer type after rounding towards zero. This `undef` value can cause UB in
 773     // safe code (see issue #10184), so we implement a saturating conversion on top of it:
 774     // Semantically, the mathematical value of the input is rounded towards zero to the next
 775     // mathematical integer, and then the result is clamped into the range of the destination
 776     // integer type. Positive and negative infinity are mapped to the maximum and minimum value of
 777     // the destination integer type. NaN is mapped to 0.
 778     //
 779     // Define f_min and f_max as the largest and smallest (finite) floats that are exactly equal to
 780     // a value representable in int_ty.
 781     // They are exactly equal to int_ty::{MIN,MAX} if float_ty has enough significand bits.
 782     // Otherwise, int_ty::MAX must be rounded towards zero, as it is one less than a power of two.
 783     // int_ty::MIN, however, is either zero or a negative power of two and is thus exactly
 784     // representable. Note that this only works if float_ty's exponent range is sufficiently large.
 785     // f16 or 256 bit integers would break this property. Right now the smallest float type is f32
 786     // with exponents ranging up to 127, which is barely enough for i128::MIN = -2^127.
 787     // On the other hand, f_max works even if int_ty::MAX is greater than float_ty::MAX. Because
 788     // we're rounding towards zero, we just get float_ty::MAX (which is always an integer).
 789     // This already happens today with u128::MAX = 2^128 - 1 > f32::MAX.
 790     let int_max = |signed: bool, int_width: u64| -> u128 {
 791         let shift_amount = 128 - int_width;
 792         if signed {
 793             i128::MAX as u128 >> shift_amount
 794         } else {
 795             u128::MAX >> shift_amount
 796         }
 797     };
 798     let int_min = |signed: bool, int_width: u64| -> i128 {
 799         if signed {
 800             i128::MIN >> (128 - int_width)
 801         } else {
 802             0
 803         }
 804     };
 805
 806     let compute_clamp_bounds_single =
 807     |signed: bool, int_width: u64| -> (u128, u128) {
 808         let rounded_min = ieee::Single::from_i128_r(int_min(signed, int_width), Round::TowardZero);
 809         assert_eq!(rounded_min.status, Status::OK);
 810         let rounded_max = ieee::Single::from_u128_r(int_max(signed, int_width), Round::TowardZero);
 811         assert!(rounded_max.value.is_finite());
 812         (rounded_min.value.to_bits(), rounded_max.value.to_bits())
 813     };
 814     let compute_clamp_bounds_double =
 815     |signed: bool, int_width: u64| -> (u128, u128) {
 816         let rounded_min = ieee::Double::from_i128_r(int_min(signed, int_width), Round::TowardZero);
 817         assert_eq!(rounded_min.status, Status::OK);
 818         let rounded_max = ieee::Double::from_u128_r(int_max(signed, int_width), Round::TowardZero);
 819         assert!(rounded_max.value.is_finite());
 820         (rounded_min.value.to_bits(), rounded_max.value.to_bits())
 821     };
 822
 823     let mut float_bits_to_llval = |bits| {
 824         let bits_llval = match float_width  {
 825             32 => bx.cx().const_u32(bits as u32),
 826             64 => bx.cx().const_u64(bits as u64),
 827             n => bug!("unsupported float width {}", n),
 828         };
 829         bx.bitcast(bits_llval, float_ty)
 830     };
 831     let (f_min, f_max) = match float_width {
 832         32 => compute_clamp_bounds_single(signed, int_width),
 833         64 => compute_clamp_bounds_double(signed, int_width),
 834         n => bug!("unsupported float width {}", n),
 835     };
 836     let f_min = float_bits_to_llval(f_min);
 837     let f_max = float_bits_to_llval(f_max);
 838     // To implement saturation, we perform the following steps:
 839     //
 840     // 1. Cast x to an integer with fpto[su]i. This may result in undef.
 841     // 2. Compare x to f_min and f_max, and use the comparison results to select:
 842     //  a) int_ty::MIN if x < f_min or x is NaN
 843     //  b) int_ty::MAX if x > f_max
 844     //  c) the result of fpto[su]i otherwise
 845     // 3. If x is NaN, return 0.0, otherwise return the result of step 2.
 846     //
 847     // This avoids resulting undef because values in range [f_min, f_max] by definition fit into the
 848     // destination type. It creates an undef temporary, but *producing* undef is not UB. Our use of
 849     // undef does not introduce any non-determinism either.
 850     // More importantly, the above procedure correctly implements saturating conversion.
 851     // Proof (sketch):
 852     // If x is NaN, 0 is returned by definition.
 853     // Otherwise, x is finite or infinite and thus can be compared with f_min and f_max.
 854     // This yields three cases to consider:
 855     // (1) if x in [f_min, f_max], the result of fpto[su]i is returned, which agrees with
 856     //     saturating conversion for inputs in that range.
 857     // (2) if x > f_max, then x is larger than int_ty::MAX. This holds even if f_max is rounded
 858     //     (i.e., if f_max < int_ty::MAX) because in those cases, nextUp(f_max) is already larger
 859     //     than int_ty::MAX. Because x is larger than int_ty::MAX, the return value of int_ty::MAX
 860     //     is correct.
 861     // (3) if x < f_min, then x is smaller than int_ty::MIN. As shown earlier, f_min exactly equals
 862     //     int_ty::MIN and therefore the return value of int_ty::MIN is correct.
 863     // QED.
 864
 865     // Step 1 was already performed above.
 866
 867     // Step 2: We use two comparisons and two selects, with %s1 being the result:
 868     //     %less_or_nan = fcmp ult %x, %f_min
 869     //     %greater = fcmp olt %x, %f_max
 870     //     %s0 = select %less_or_nan, int_ty::MIN, %fptosi_result
 871     //     %s1 = select %greater, int_ty::MAX, %s0
 872     // Note that %less_or_nan uses an *unordered* comparison. This comparison is true if the
 873     // operands are not comparable (i.e., if x is NaN). The unordered comparison ensures that s1
 874     // becomes int_ty::MIN if x is NaN.
 875     // Performance note: Unordered comparison can be lowered to a "flipped" comparison and a
 876     // negation, and the negation can be merged into the select. Therefore, it not necessarily any
 877     // more expensive than a ordered ("normal") comparison. Whether these optimizations will be
 878     // performed is ultimately up to the backend, but at least x86 does perform them.
 879     let less_or_nan = bx.fcmp(RealPredicate::RealULT, x, f_min);
 880     let greater = bx.fcmp(RealPredicate::RealOGT, x, f_max);
 881     let int_max = bx.cx().const_uint_big(int_ty, int_max(signed, int_width));
 882     let int_min = bx.cx().const_uint_big(int_ty, int_min(signed, int_width) as u128);
 883     let s0 = bx.select(less_or_nan, int_min, fptosui_result);
 884     let s1 = bx.select(greater, int_max, s0);
 885
 886     // Step 3: NaN replacement.
 887     // For unsigned types, the above step already yielded int_ty::MIN == 0 if x is NaN.
 888     // Therefore we only need to execute this step for signed integer types.
 889     if signed {
 890         // LLVM has no isNaN predicate, so we use (x == x) instead
 891         let zero = bx.cx().const_uint(int_ty, 0);
 892         let cmp = bx.fcmp(RealPredicate::RealOEQ, x, x);
 893         bx.select(cmp, s1, zero)
 894     } else {
 895         s1
 896     }
 897 }