src/librustc_mir/build/mod.rs

   1 // Copyright 2012-2014 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
  12 use build;
  13 use hair::cx::Cx;
  14 use hair::Pattern;
  15 use rustc::hir;
  16 use rustc::hir::def_id::DefId;
  17 use rustc::middle::region::CodeExtent;
  18 use rustc::mir::*;
  19 use rustc::mir::transform::MirSource;
  20 use rustc::mir::visit::MutVisitor;
  21 use rustc::ty::{self, Ty, TyCtxt};
  22 use rustc::ty::subst::Substs;
  23 use rustc::util::nodemap::NodeMap;
  24 use rustc_data_structures::indexed_vec::{IndexVec, Idx};
  25 use shim;
  26 use std::mem;
  27 use std::u32;
  28 use syntax::abi::Abi;
  29 use syntax::ast;
  30 use syntax::symbol::keywords;
  31 use syntax_pos::Span;
  32 use util as mir_util;
  33
  34 /// Construct the MIR for a given def-id.
  35 pub fn mir_build<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Mir<'tcx> {
  36     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
  37     let unsupported = || {
  38         span_bug!(tcx.hir.span(id), "can't build MIR for {:?}", def_id);
  39     };
  40
  41     // Figure out what primary body this item has.
  42     let body_id = match tcx.hir.get(id) {
  43         hir::map::NodeItem(item) => {
  44             match item.node {
  45                 hir::ItemConst(_, body) |
  46                 hir::ItemStatic(_, _, body) |
  47                 hir::ItemFn(.., body) => body,
  48                 _ => unsupported()
  49             }
  50         }
  51         hir::map::NodeTraitItem(item) => {
  52             match item.node {
  53                 hir::TraitItemKind::Const(_, Some(body)) |
  54                 hir::TraitItemKind::Method(_,
  55                     hir::TraitMethod::Provided(body)) => body,
  56                 _ => unsupported()
  57             }
  58         }
  59         hir::map::NodeImplItem(item) => {
  60             match item.node {
  61                 hir::ImplItemKind::Const(_, body) |
  62                 hir::ImplItemKind::Method(_, body) => body,
  63                 _ => unsupported()
  64             }
  65         }
  66         hir::map::NodeExpr(expr) => {
  67             // FIXME(eddyb) Closures should have separate
  68             // function definition IDs and expression IDs.
  69             // Type-checking should not let closures get
  70             // this far in a constant position.
  71             // Assume that everything other than closures
  72             // is a constant "initializer" expression.
  73             match expr.node {
  74                 hir::ExprClosure(_, _, body, _) => body,
  75                 _ => hir::BodyId { node_id: expr.id }
  76             }
  77         }
  78         hir::map::NodeVariant(variant) =>
  79             return create_constructor_shim(tcx, id, &variant.node.data),
  80         hir::map::NodeStructCtor(ctor) =>
  81             return create_constructor_shim(tcx, id, ctor),
  82         _ => unsupported()
  83     };
  84
  85     let src = MirSource::from_node(tcx, id);
  86     tcx.infer_ctxt(body_id).enter(|infcx| {
  87         let cx = Cx::new(&infcx, src);
  88         let mut mir = if cx.tables().tainted_by_errors {
  89             build::construct_error(cx, body_id)
  90         } else if let MirSource::Fn(id) = src {
  91             // fetch the fully liberated fn signature (that is, all bound
  92             // types/lifetimes replaced)
  93             let fn_sig = cx.tables().liberated_fn_sigs[&id].clone();
  94
  95             let ty = tcx.type_of(tcx.hir.local_def_id(id));
  96             let mut abi = fn_sig.abi;
  97             let implicit_argument = if let ty::TyClosure(..) = ty.sty {
  98                 // HACK(eddyb) Avoid having RustCall on closures,
  99                 // as it adds unnecessary (and wrong) auto-tupling.
 100                 abi = Abi::Rust;
 101                 Some((closure_self_ty(tcx, id, body_id), None))
 102             } else {
 103                 None
 104             };
 105
 106             let body = tcx.hir.body(body_id);
 107             let explicit_arguments =
 108                 body.arguments
 109                     .iter()
 110                     .enumerate()
 111                     .map(|(index, arg)| {
 112                         (fn_sig.inputs()[index], Some(&*arg.pat))
 113                     });
 114
 115             let arguments = implicit_argument.into_iter().chain(explicit_arguments);
 116             build::construct_fn(cx, id, arguments, abi, fn_sig.output(), body)
 117         } else {
 118             build::construct_const(cx, body_id)
 119         };
 120
 121         // Convert the Mir to global types.
 122         let mut globalizer = GlobalizeMir {
 123             tcx: tcx,
 124             span: mir.span
 125         };
 126         globalizer.visit_mir(&mut mir);
 127         let mir = unsafe {
 128             mem::transmute::<Mir, Mir<'tcx>>(mir)
 129         };
 130
 131         mir_util::dump_mir(tcx, None, "mir_map", &0, src, &mir);
 132
 133         mir
 134     })
 135 }
 136
 137 /// A pass to lift all the types and substitutions in a Mir
 138 /// to the global tcx. Sadly, we don't have a "folder" that
 139 /// can change 'tcx so we have to transmute afterwards.
 140 struct GlobalizeMir<'a, 'gcx: 'a> {
 141     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'gcx>,
 142     span: Span
 143 }
 144
 145 impl<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx> MutVisitor<'tcx> for GlobalizeMir<'a, 'gcx> {
 146     fn visit_ty(&mut self, ty: &mut Ty<'tcx>) {
 147         if let Some(lifted) = self.tcx.lift(ty) {
 148             *ty = lifted;
 149         } else {
 150             span_bug!(self.span,
 151                       "found type `{:?}` with inference types/regions in MIR",
 152                       ty);
 153         }
 154     }
 155
 156     fn visit_substs(&mut self, substs: &mut &'tcx Substs<'tcx>) {
 157         if let Some(lifted) = self.tcx.lift(substs) {
 158             *substs = lifted;
 159         } else {
 160             span_bug!(self.span,
 161                       "found substs `{:?}` with inference types/regions in MIR",
 162                       substs);
 163         }
 164     }
 165 }
 166
 167 fn create_constructor_shim<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 168                                      ctor_id: ast::NodeId,
 169                                      v: &'tcx hir::VariantData)
 170                                      -> Mir<'tcx>
 171 {
 172     let span = tcx.hir.span(ctor_id);
 173     if let hir::VariantData::Tuple(ref fields, ctor_id) = *v {
 174         tcx.infer_ctxt(()).enter(|infcx| {
 175             let (mut mir, src) =
 176                 shim::build_adt_ctor(&infcx, ctor_id, fields, span);
 177
 178             // Convert the Mir to global types.
 179             let tcx = infcx.tcx.global_tcx();
 180             let mut globalizer = GlobalizeMir {
 181                 tcx: tcx,
 182                 span: mir.span
 183             };
 184             globalizer.visit_mir(&mut mir);
 185             let mir = unsafe {
 186                 mem::transmute::<Mir, Mir<'tcx>>(mir)
 187             };
 188
 189             mir_util::dump_mir(tcx, None, "mir_map", &0, src, &mir);
 190
 191             mir
 192         })
 193     } else {
 194         span_bug!(span, "attempting to create MIR for non-tuple variant {:?}", v);
 195     }
 196 }
 197
 198 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 199 // BuildMir -- walks a crate, looking for fn items and methods to build MIR from
 200
 201 fn closure_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 202                              closure_expr_id: ast::NodeId,
 203                              body_id: hir::BodyId)
 204                              -> Ty<'tcx> {
 205     let closure_ty = tcx.body_tables(body_id).node_id_to_type(closure_expr_id);
 206
 207     let closure_def_id = tcx.hir.local_def_id(closure_expr_id);
 208     let region = ty::ReFree(ty::FreeRegion {
 209         scope: closure_def_id,
 210         bound_region: ty::BoundRegion::BrEnv,
 211     });
 212     let region = tcx.mk_region(region);
 213
 214     match tcx.closure_kind(closure_def_id) {
 215         ty::ClosureKind::Fn =>
 216             tcx.mk_ref(region,
 217                        ty::TypeAndMut { ty: closure_ty,
 218                                         mutbl: hir::MutImmutable }),
 219         ty::ClosureKind::FnMut =>
 220             tcx.mk_ref(region,
 221                        ty::TypeAndMut { ty: closure_ty,
 222                                         mutbl: hir::MutMutable }),
 223         ty::ClosureKind::FnOnce =>
 224             closure_ty
 225     }
 226 }
 227
 228 struct Builder<'a, 'gcx: 'a+'tcx, 'tcx: 'a> {
 229     hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 230     cfg: CFG<'tcx>,
 231
 232     fn_span: Span,
 233     arg_count: usize,
 234
 235     /// the current set of scopes, updated as we traverse;
 236     /// see the `scope` module for more details
 237     scopes: Vec<scope::Scope<'tcx>>,
 238
 239     /// the current set of breakables; see the `scope` module for more
 240     /// details
 241     breakable_scopes: Vec<scope::BreakableScope<'tcx>>,
 242
 243     /// the vector of all scopes that we have created thus far;
 244     /// we track this for debuginfo later
 245     visibility_scopes: IndexVec<VisibilityScope, VisibilityScopeData>,
 246     visibility_scope: VisibilityScope,
 247
 248     /// Maps node ids of variable bindings to the `Local`s created for them.
 249     var_indices: NodeMap<Local>,
 250     local_decls: IndexVec<Local, LocalDecl<'tcx>>,
 251     unit_temp: Option<Lvalue<'tcx>>,
 252
 253     /// cached block with the RESUME terminator; this is created
 254     /// when first set of cleanups are built.
 255     cached_resume_block: Option<BasicBlock>,
 256     /// cached block with the RETURN terminator
 257     cached_return_block: Option<BasicBlock>,
 258 }
 259
 260 struct CFG<'tcx> {
 261     basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
 262 }
 263
 264 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
 265 pub struct ScopeId(u32);
 266
 267 impl Idx for ScopeId {
 268     fn new(index: usize) -> ScopeId {
 269         assert!(index < (u32::MAX as usize));
 270         ScopeId(index as u32)
 271     }
 272
 273     fn index(self) -> usize {
 274         self.0 as usize
 275     }
 276 }
 277
 278 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 279 /// The `BlockAnd` "monad" packages up the new basic block along with a
 280 /// produced value (sometimes just unit, of course). The `unpack!`
 281 /// macro (and methods below) makes working with `BlockAnd` much more
 282 /// convenient.
 283
 284 #[must_use] // if you don't use one of these results, you're leaving a dangling edge
 285 struct BlockAnd<T>(BasicBlock, T);
 286
 287 trait BlockAndExtension {
 288     fn and<T>(self, v: T) -> BlockAnd<T>;
 289     fn unit(self) -> BlockAnd<()>;
 290 }
 291
 292 impl BlockAndExtension for BasicBlock {
 293     fn and<T>(self, v: T) -> BlockAnd<T> {
 294         BlockAnd(self, v)
 295     }
 296
 297     fn unit(self) -> BlockAnd<()> {
 298         BlockAnd(self, ())
 299     }
 300 }
 301
 302 /// Update a block pointer and return the value.
 303 /// Use it like `let x = unpack!(block = self.foo(block, foo))`.
 304 macro_rules! unpack {
 305     ($x:ident = $c:expr) => {
 306         {
 307             let BlockAnd(b, v) = $c;
 308             $x = b;
 309             v
 310         }
 311     };
 312
 313     ($c:expr) => {
 314         {
 315             let BlockAnd(b, ()) = $c;
 316             b
 317         }
 318     };
 319 }
 320
 321 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 322 /// the main entry point for building MIR for a function
 323
 324 fn construct_fn<'a, 'gcx, 'tcx, A>(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 325                                    fn_id: ast::NodeId,
 326                                    arguments: A,
 327                                    abi: Abi,
 328                                    return_ty: Ty<'gcx>,
 329                                    body: &'gcx hir::Body)
 330                                    -> Mir<'tcx>
 331     where A: Iterator<Item=(Ty<'gcx>, Option<&'gcx hir::Pat>)>
 332 {
 333     let arguments: Vec<_> = arguments.collect();
 334
 335     let tcx = hir.tcx();
 336     let span = tcx.hir.span(fn_id);
 337     let mut builder = Builder::new(hir.clone(), span, arguments.len(), return_ty);
 338
 339     let call_site_extent = CodeExtent::CallSiteScope(body.id());
 340     let arg_extent = CodeExtent::ParameterScope(body.id());
 341     let mut block = START_BLOCK;
 342     unpack!(block = builder.in_scope(call_site_extent, block, |builder| {
 343         unpack!(block = builder.in_scope(arg_extent, block, |builder| {
 344             builder.args_and_body(block, &arguments, arg_extent, &body.value)
 345         }));
 346         // Attribute epilogue to function's closing brace
 347         let fn_end = Span { lo: span.hi, ..span };
 348         let source_info = builder.source_info(fn_end);
 349         let return_block = builder.return_block();
 350         builder.cfg.terminate(block, source_info,
 351                               TerminatorKind::Goto { target: return_block });
 352         builder.cfg.terminate(return_block, source_info,
 353                               TerminatorKind::Return);
 354         return_block.unit()
 355     }));
 356     assert_eq!(block, builder.return_block());
 357
 358     let mut spread_arg = None;
 359     if abi == Abi::RustCall {
 360         // RustCall pseudo-ABI untuples the last argument.
 361         spread_arg = Some(Local::new(arguments.len()));
 362     }
 363
 364     // Gather the upvars of a closure, if any.
 365     let upvar_decls: Vec<_> = tcx.with_freevars(fn_id, |freevars| {
 366         freevars.iter().map(|fv| {
 367             let var_id = tcx.hir.as_local_node_id(fv.def.def_id()).unwrap();
 368             let capture = hir.tables().upvar_capture(ty::UpvarId {
 369                 var_id: var_id,
 370                 closure_expr_id: fn_id
 371             });
 372             let by_ref = match capture {
 373                 ty::UpvarCapture::ByValue => false,
 374                 ty::UpvarCapture::ByRef(..) => true
 375             };
 376             let mut decl = UpvarDecl {
 377                 debug_name: keywords::Invalid.name(),
 378                 by_ref: by_ref
 379             };
 380             if let Some(hir::map::NodeLocal(pat)) = tcx.hir.find(var_id) {
 381                 if let hir::PatKind::Binding(_, _, ref ident, _) = pat.node {
 382                     decl.debug_name = ident.node;
 383                 }
 384             }
 385             decl
 386         }).collect()
 387     });
 388
 389     let mut mir = builder.finish(upvar_decls, return_ty);
 390     mir.spread_arg = spread_arg;
 391     mir
 392 }
 393
 394 fn construct_const<'a, 'gcx, 'tcx>(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 395                                    body_id: hir::BodyId)
 396                                    -> Mir<'tcx> {
 397     let tcx = hir.tcx();
 398     let ast_expr = &tcx.hir.body(body_id).value;
 399     let ty = hir.tables().expr_ty_adjusted(ast_expr);
 400     let owner_id = tcx.hir.body_owner(body_id);
 401     let span = tcx.hir.span(owner_id);
 402     let mut builder = Builder::new(hir.clone(), span, 0, ty);
 403
 404     let mut block = START_BLOCK;
 405     let expr = builder.hir.mirror(ast_expr);
 406     unpack!(block = builder.into_expr(&Lvalue::Local(RETURN_POINTER), block, expr));
 407
 408     let source_info = builder.source_info(span);
 409     builder.cfg.terminate(block, source_info, TerminatorKind::Return);
 410
 411     // Constants can't `return` so a return block should not be created.
 412     assert_eq!(builder.cached_return_block, None);
 413
 414     builder.finish(vec![], ty)
 415 }
 416
 417 fn construct_error<'a, 'gcx, 'tcx>(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 418                                        body_id: hir::BodyId)
 419                                        -> Mir<'tcx> {
 420     let span = hir.tcx().hir.span(hir.tcx().hir.body_owner(body_id));
 421     let ty = hir.tcx().types.err;
 422     let mut builder = Builder::new(hir, span, 0, ty);
 423     let source_info = builder.source_info(span);
 424     builder.cfg.terminate(START_BLOCK, source_info, TerminatorKind::Unreachable);
 425     builder.finish(vec![], ty)
 426 }
 427
 428 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Builder<'a, 'gcx, 'tcx> {
 429     fn new(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 430            span: Span,
 431            arg_count: usize,
 432            return_ty: Ty<'tcx>)
 433            -> Builder<'a, 'gcx, 'tcx> {
 434         let mut builder = Builder {
 435             hir: hir,
 436             cfg: CFG { basic_blocks: IndexVec::new() },
 437             fn_span: span,
 438             arg_count: arg_count,
 439             scopes: vec![],
 440             visibility_scopes: IndexVec::new(),
 441             visibility_scope: ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE,
 442             breakable_scopes: vec![],
 443             local_decls: IndexVec::from_elem_n(LocalDecl::new_return_pointer(return_ty,
 444                                                                              span), 1),
 445             var_indices: NodeMap(),
 446             unit_temp: None,
 447             cached_resume_block: None,
 448             cached_return_block: None
 449         };
 450
 451         assert_eq!(builder.cfg.start_new_block(), START_BLOCK);
 452         assert_eq!(builder.new_visibility_scope(span), ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE);
 453         builder.visibility_scopes[ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE].parent_scope = None;
 454
 455         builder
 456     }
 457
 458     fn finish(self,
 459               upvar_decls: Vec<UpvarDecl>,
 460               return_ty: Ty<'tcx>)
 461               -> Mir<'tcx> {
 462         for (index, block) in self.cfg.basic_blocks.iter().enumerate() {
 463             if block.terminator.is_none() {
 464                 span_bug!(self.fn_span, "no terminator on block {:?}", index);
 465             }
 466         }
 467
 468         Mir::new(self.cfg.basic_blocks,
 469                  self.visibility_scopes,
 470                  IndexVec::new(),
 471                  return_ty,
 472                  self.local_decls,
 473                  self.arg_count,
 474                  upvar_decls,
 475                  self.fn_span
 476         )
 477     }
 478
 479     fn args_and_body(&mut self,
 480                      mut block: BasicBlock,
 481                      arguments: &[(Ty<'gcx>, Option<&'gcx hir::Pat>)],
 482                      argument_extent: CodeExtent,
 483                      ast_body: &'gcx hir::Expr)
 484                      -> BlockAnd<()>
 485     {
 486         // Allocate locals for the function arguments
 487         for &(ty, pattern) in arguments.iter() {
 488             // If this is a simple binding pattern, give the local a nice name for debuginfo.
 489             let mut name = None;
 490             if let Some(pat) = pattern {
 491                 if let hir::PatKind::Binding(_, _, ref ident, _) = pat.node {
 492                     name = Some(ident.node);
 493                 }
 494             }
 495
 496             self.local_decls.push(LocalDecl {
 497                 mutability: Mutability::Not,
 498                 ty: ty,
 499                 source_info: SourceInfo {
 500                     scope: ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE,
 501                     span: pattern.map_or(self.fn_span, |pat| pat.span)
 502                 },
 503                 name: name,
 504                 is_user_variable: false,
 505             });
 506         }
 507
 508         let mut scope = None;
 509         // Bind the argument patterns
 510         for (index, &(ty, pattern)) in arguments.iter().enumerate() {
 511             // Function arguments always get the first Local indices after the return pointer
 512             let lvalue = Lvalue::Local(Local::new(index + 1));
 513
 514             if let Some(pattern) = pattern {
 515                 let pattern = Pattern::from_hir(self.hir.tcx(), self.hir.tables(), pattern);
 516                 scope = self.declare_bindings(scope, ast_body.span, &pattern);
 517                 unpack!(block = self.lvalue_into_pattern(block, pattern, &lvalue));
 518             }
 519
 520             // Make sure we drop (parts of) the argument even when not matched on.
 521             self.schedule_drop(pattern.as_ref().map_or(ast_body.span, |pat| pat.span),
 522                                argument_extent, &lvalue, ty);
 523
 524         }
 525
 526         // Enter the argument pattern bindings visibility scope, if it exists.
 527         if let Some(visibility_scope) = scope {
 528             self.visibility_scope = visibility_scope;
 529         }
 530
 531         let body = self.hir.mirror(ast_body);
 532         self.into(&Lvalue::Local(RETURN_POINTER), block, body)
 533     }
 534
 535     fn get_unit_temp(&mut self) -> Lvalue<'tcx> {
 536         match self.unit_temp {
 537             Some(ref tmp) => tmp.clone(),
 538             None => {
 539                 let ty = self.hir.unit_ty();
 540                 let fn_span = self.fn_span;
 541                 let tmp = self.temp(ty, fn_span);
 542                 self.unit_temp = Some(tmp.clone());
 543                 tmp
 544             }
 545         }
 546     }
 547
 548     fn return_block(&mut self) -> BasicBlock {
 549         match self.cached_return_block {
 550             Some(rb) => rb,
 551             None => {
 552                 let rb = self.cfg.start_new_block();
 553                 self.cached_return_block = Some(rb);
 554                 rb
 555             }
 556         }
 557     }
 558 }
 559
 560 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 561 // Builder methods are broken up into modules, depending on what kind
 562 // of thing is being translated. Note that they use the `unpack` macro
 563 // above extensively.
 564
 565 mod block;
 566 mod cfg;
 567 mod expr;
 568 mod into;
 569 mod matches;
 570 mod misc;
 571 mod scope;