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, CodeExtentData};
  18 use rustc::mir::*;
  19 use rustc::mir::transform::MirSource;
  20 use rustc::mir::visit::MutVisitor;
  21 use rustc::traits::Reveal;
  22 use rustc::ty::{self, Ty, TyCtxt};
  23 use rustc::ty::subst::Substs;
  24 use rustc::util::nodemap::NodeMap;
  25 use rustc_data_structures::indexed_vec::{IndexVec, Idx};
  26 use shim;
  27 use std::mem;
  28 use std::u32;
  29 use syntax::abi::Abi;
  30 use syntax::ast;
  31 use syntax::symbol::keywords;
  32 use syntax_pos::Span;
  33 use util as mir_util;
  34
  35 /// Construct the MIR for a given def-id.
  36 pub fn mir_build<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> Mir<'tcx> {
  37     let id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id).unwrap();
  38     let unsupported = || {
  39         span_bug!(tcx.hir.span(id), "can't build MIR for {:?}", def_id);
  40     };
  41
  42     // Figure out what primary body this item has.
  43     let body_id = match tcx.hir.get(id) {
  44         hir::map::NodeItem(item) => {
  45             match item.node {
  46                 hir::ItemConst(_, body) |
  47                 hir::ItemStatic(_, _, body) |
  48                 hir::ItemFn(.., body) => body,
  49                 _ => unsupported()
  50             }
  51         }
  52         hir::map::NodeTraitItem(item) => {
  53             match item.node {
  54                 hir::TraitItemKind::Const(_, Some(body)) |
  55                 hir::TraitItemKind::Method(_,
  56                     hir::TraitMethod::Provided(body)) => body,
  57                 _ => unsupported()
  58             }
  59         }
  60         hir::map::NodeImplItem(item) => {
  61             match item.node {
  62                 hir::ImplItemKind::Const(_, body) |
  63                 hir::ImplItemKind::Method(_, body) => body,
  64                 _ => unsupported()
  65             }
  66         }
  67         hir::map::NodeExpr(expr) => {
  68             // FIXME(eddyb) Closures should have separate
  69             // function definition IDs and expression IDs.
  70             // Type-checking should not let closures get
  71             // this far in a constant position.
  72             // Assume that everything other than closures
  73             // is a constant "initializer" expression.
  74             match expr.node {
  75                 hir::ExprClosure(_, _, body, _) => body,
  76                 _ => hir::BodyId { node_id: expr.id }
  77             }
  78         }
  79         hir::map::NodeVariant(variant) =>
  80             return create_constructor_shim(tcx, id, &variant.node.data),
  81         hir::map::NodeStructCtor(ctor) =>
  82             return create_constructor_shim(tcx, id, ctor),
  83         _ => unsupported()
  84     };
  85
  86     let src = MirSource::from_node(tcx, id);
  87     tcx.infer_ctxt(body_id, Reveal::UserFacing).enter(|infcx| {
  88         let cx = Cx::new(&infcx, src);
  89         let mut mir = if cx.tables().tainted_by_errors {
  90             build::construct_error(cx, body_id)
  91         } else if let MirSource::Fn(id) = src {
  92             // fetch the fully liberated fn signature (that is, all bound
  93             // types/lifetimes replaced)
  94             let fn_sig = cx.tables().liberated_fn_sigs[&id].clone();
  95
  96             let ty = tcx.type_of(tcx.hir.local_def_id(id));
  97             let mut abi = fn_sig.abi;
  98             let implicit_argument = if let ty::TyClosure(..) = ty.sty {
  99                 // HACK(eddyb) Avoid having RustCall on closures,
 100                 // as it adds unnecessary (and wrong) auto-tupling.
 101                 abi = Abi::Rust;
 102                 Some((closure_self_ty(tcx, id, body_id), None))
 103             } else {
 104                 None
 105             };
 106
 107             let body = tcx.hir.body(body_id);
 108             let explicit_arguments =
 109                 body.arguments
 110                     .iter()
 111                     .enumerate()
 112                     .map(|(index, arg)| {
 113                         (fn_sig.inputs()[index], Some(&*arg.pat))
 114                     });
 115
 116             let arguments = implicit_argument.into_iter().chain(explicit_arguments);
 117             build::construct_fn(cx, id, arguments, abi, fn_sig.output(), body)
 118         } else {
 119             build::construct_const(cx, body_id)
 120         };
 121
 122         // Convert the Mir to global types.
 123         let mut globalizer = GlobalizeMir {
 124             tcx: tcx,
 125             span: mir.span
 126         };
 127         globalizer.visit_mir(&mut mir);
 128         let mir = unsafe {
 129             mem::transmute::<Mir, Mir<'tcx>>(mir)
 130         };
 131
 132         mir_util::dump_mir(tcx, None, "mir_map", &0, src, &mir);
 133
 134         mir
 135     })
 136 }
 137
 138 /// A pass to lift all the types and substitutions in a Mir
 139 /// to the global tcx. Sadly, we don't have a "folder" that
 140 /// can change 'tcx so we have to transmute afterwards.
 141 struct GlobalizeMir<'a, 'gcx: 'a> {
 142     tcx: TyCtxt<'a, 'gcx, 'gcx>,
 143     span: Span
 144 }
 145
 146 impl<'a, 'gcx: 'tcx, 'tcx> MutVisitor<'tcx> for GlobalizeMir<'a, 'gcx> {
 147     fn visit_ty(&mut self, ty: &mut Ty<'tcx>) {
 148         if let Some(lifted) = self.tcx.lift(ty) {
 149             *ty = lifted;
 150         } else {
 151             span_bug!(self.span,
 152                       "found type `{:?}` with inference types/regions in MIR",
 153                       ty);
 154         }
 155     }
 156
 157     fn visit_substs(&mut self, substs: &mut &'tcx Substs<'tcx>) {
 158         if let Some(lifted) = self.tcx.lift(substs) {
 159             *substs = lifted;
 160         } else {
 161             span_bug!(self.span,
 162                       "found substs `{:?}` with inference types/regions in MIR",
 163                       substs);
 164         }
 165     }
 166 }
 167
 168 fn create_constructor_shim<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 169                                      ctor_id: ast::NodeId,
 170                                      v: &'tcx hir::VariantData)
 171                                      -> Mir<'tcx>
 172 {
 173     let span = tcx.hir.span(ctor_id);
 174     if let hir::VariantData::Tuple(ref fields, ctor_id) = *v {
 175         let pe = ty::ParameterEnvironment::for_item(tcx, ctor_id);
 176         tcx.infer_ctxt(pe, Reveal::UserFacing).enter(|infcx| {
 177             let (mut mir, src) =
 178                 shim::build_adt_ctor(&infcx, ctor_id, fields, span);
 179
 180             // Convert the Mir to global types.
 181             let tcx = infcx.tcx.global_tcx();
 182             let mut globalizer = GlobalizeMir {
 183                 tcx: tcx,
 184                 span: mir.span
 185             };
 186             globalizer.visit_mir(&mut mir);
 187             let mir = unsafe {
 188                 mem::transmute::<Mir, Mir<'tcx>>(mir)
 189             };
 190
 191             mir_util::dump_mir(tcx, None, "mir_map", &0, src, &mir);
 192
 193             mir
 194         })
 195     } else {
 196         span_bug!(span, "attempting to create MIR for non-tuple variant {:?}", v);
 197     }
 198 }
 199
 200 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 201 // BuildMir -- walks a crate, looking for fn items and methods to build MIR from
 202
 203 fn closure_self_ty<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 204                              closure_expr_id: ast::NodeId,
 205                              body_id: hir::BodyId)
 206                              -> Ty<'tcx> {
 207     let closure_ty = tcx.body_tables(body_id).node_id_to_type(closure_expr_id);
 208
 209     let region = ty::ReFree(ty::FreeRegion {
 210         scope: Some(tcx.item_extent(body_id.node_id)),
 211         bound_region: ty::BoundRegion::BrEnv,
 212     });
 213     let region = tcx.mk_region(region);
 214
 215     match tcx.closure_kind(tcx.hir.local_def_id(closure_expr_id)) {
 216         ty::ClosureKind::Fn =>
 217             tcx.mk_ref(region,
 218                        ty::TypeAndMut { ty: closure_ty,
 219                                         mutbl: hir::MutImmutable }),
 220         ty::ClosureKind::FnMut =>
 221             tcx.mk_ref(region,
 222                        ty::TypeAndMut { ty: closure_ty,
 223                                         mutbl: hir::MutMutable }),
 224         ty::ClosureKind::FnOnce =>
 225             closure_ty
 226     }
 227 }
 228
 229 struct Builder<'a, 'gcx: 'a+'tcx, 'tcx: 'a> {
 230     hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 231     cfg: CFG<'tcx>,
 232
 233     fn_span: Span,
 234     arg_count: usize,
 235
 236     /// the current set of scopes, updated as we traverse;
 237     /// see the `scope` module for more details
 238     scopes: Vec<scope::Scope<'tcx>>,
 239
 240     /// the current set of breakables; see the `scope` module for more
 241     /// details
 242     breakable_scopes: Vec<scope::BreakableScope<'tcx>>,
 243
 244     /// the vector of all scopes that we have created thus far;
 245     /// we track this for debuginfo later
 246     visibility_scopes: IndexVec<VisibilityScope, VisibilityScopeData>,
 247     visibility_scope: VisibilityScope,
 248
 249     /// Maps node ids of variable bindings to the `Local`s created for them.
 250     var_indices: NodeMap<Local>,
 251     local_decls: IndexVec<Local, LocalDecl<'tcx>>,
 252     unit_temp: Option<Lvalue<'tcx>>,
 253
 254     /// cached block with the RESUME terminator; this is created
 255     /// when first set of cleanups are built.
 256     cached_resume_block: Option<BasicBlock>,
 257     /// cached block with the RETURN terminator
 258     cached_return_block: Option<BasicBlock>,
 259 }
 260
 261 struct CFG<'tcx> {
 262     basic_blocks: IndexVec<BasicBlock, BasicBlockData<'tcx>>,
 263 }
 264
 265 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
 266 pub struct ScopeId(u32);
 267
 268 impl Idx for ScopeId {
 269     fn new(index: usize) -> ScopeId {
 270         assert!(index < (u32::MAX as usize));
 271         ScopeId(index as u32)
 272     }
 273
 274     fn index(self) -> usize {
 275         self.0 as usize
 276     }
 277 }
 278
 279 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 280 /// The `BlockAnd` "monad" packages up the new basic block along with a
 281 /// produced value (sometimes just unit, of course). The `unpack!`
 282 /// macro (and methods below) makes working with `BlockAnd` much more
 283 /// convenient.
 284
 285 #[must_use] // if you don't use one of these results, you're leaving a dangling edge
 286 struct BlockAnd<T>(BasicBlock, T);
 287
 288 trait BlockAndExtension {
 289     fn and<T>(self, v: T) -> BlockAnd<T>;
 290     fn unit(self) -> BlockAnd<()>;
 291 }
 292
 293 impl BlockAndExtension for BasicBlock {
 294     fn and<T>(self, v: T) -> BlockAnd<T> {
 295         BlockAnd(self, v)
 296     }
 297
 298     fn unit(self) -> BlockAnd<()> {
 299         BlockAnd(self, ())
 300     }
 301 }
 302
 303 /// Update a block pointer and return the value.
 304 /// Use it like `let x = unpack!(block = self.foo(block, foo))`.
 305 macro_rules! unpack {
 306     ($x:ident = $c:expr) => {
 307         {
 308             let BlockAnd(b, v) = $c;
 309             $x = b;
 310             v
 311         }
 312     };
 313
 314     ($c:expr) => {
 315         {
 316             let BlockAnd(b, ()) = $c;
 317             b
 318         }
 319     };
 320 }
 321
 322 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 323 /// the main entry point for building MIR for a function
 324
 325 fn construct_fn<'a, 'gcx, 'tcx, A>(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 326                                    fn_id: ast::NodeId,
 327                                    arguments: A,
 328                                    abi: Abi,
 329                                    return_ty: Ty<'gcx>,
 330                                    body: &'gcx hir::Body)
 331                                    -> Mir<'tcx>
 332     where A: Iterator<Item=(Ty<'gcx>, Option<&'gcx hir::Pat>)>
 333 {
 334     let arguments: Vec<_> = arguments.collect();
 335
 336     let tcx = hir.tcx();
 337     let span = tcx.hir.span(fn_id);
 338     let mut builder = Builder::new(hir.clone(), span, arguments.len(), return_ty);
 339
 340     let call_site_extent =
 341         tcx.intern_code_extent(
 342             CodeExtentData::CallSiteScope { fn_id: fn_id, body_id: body.value.id });
 343     let arg_extent =
 344         tcx.intern_code_extent(
 345             CodeExtentData::ParameterScope { fn_id: fn_id, body_id: body.value.id });
 346     let mut block = START_BLOCK;
 347     unpack!(block = builder.in_scope(call_site_extent, block, |builder| {
 348         unpack!(block = builder.in_scope(arg_extent, block, |builder| {
 349             builder.args_and_body(block, &arguments, arg_extent, &body.value)
 350         }));
 351         // Attribute epilogue to function's closing brace
 352         let fn_end = Span { lo: span.hi, ..span };
 353         let source_info = builder.source_info(fn_end);
 354         let return_block = builder.return_block();
 355         builder.cfg.terminate(block, source_info,
 356                               TerminatorKind::Goto { target: return_block });
 357         builder.cfg.terminate(return_block, source_info,
 358                               TerminatorKind::Return);
 359         return_block.unit()
 360     }));
 361     assert_eq!(block, builder.return_block());
 362
 363     let mut spread_arg = None;
 364     if abi == Abi::RustCall {
 365         // RustCall pseudo-ABI untuples the last argument.
 366         spread_arg = Some(Local::new(arguments.len()));
 367     }
 368
 369     // Gather the upvars of a closure, if any.
 370     let upvar_decls: Vec<_> = tcx.with_freevars(fn_id, |freevars| {
 371         freevars.iter().map(|fv| {
 372             let var_id = tcx.hir.as_local_node_id(fv.def.def_id()).unwrap();
 373             let by_ref = hir.tables().upvar_capture(ty::UpvarId {
 374                 var_id: var_id,
 375                 closure_expr_id: fn_id
 376             }).map_or(false, |capture| match capture {
 377                 ty::UpvarCapture::ByValue => false,
 378                 ty::UpvarCapture::ByRef(..) => true
 379             });
 380             let mut decl = UpvarDecl {
 381                 debug_name: keywords::Invalid.name(),
 382                 by_ref: by_ref
 383             };
 384             if let Some(hir::map::NodeLocal(pat)) = tcx.hir.find(var_id) {
 385                 if let hir::PatKind::Binding(_, _, ref ident, _) = pat.node {
 386                     decl.debug_name = ident.node;
 387                 }
 388             }
 389             decl
 390         }).collect()
 391     });
 392
 393     let mut mir = builder.finish(upvar_decls, return_ty);
 394     mir.spread_arg = spread_arg;
 395     mir
 396 }
 397
 398 pub fn construct_const<'a, 'gcx, 'tcx>(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 399                                        body_id: hir::BodyId)
 400                                        -> Mir<'tcx> {
 401     let tcx = hir.tcx();
 402     let ast_expr = &tcx.hir.body(body_id).value;
 403     let ty = hir.tables().expr_ty_adjusted(ast_expr);
 404     let owner_id = tcx.hir.body_owner(body_id);
 405     let span = tcx.hir.span(owner_id);
 406     let mut builder = Builder::new(hir.clone(), span, 0, ty);
 407
 408     let extent = hir.region_maps.temporary_scope(tcx, ast_expr.id)
 409                                 .unwrap_or(tcx.item_extent(owner_id));
 410     let mut block = START_BLOCK;
 411     let _ = builder.in_scope(extent, block, |builder| {
 412         let expr = builder.hir.mirror(ast_expr);
 413         unpack!(block = builder.into(&Lvalue::Local(RETURN_POINTER), block, expr));
 414
 415         let source_info = builder.source_info(span);
 416         let return_block = builder.return_block();
 417         builder.cfg.terminate(block, source_info,
 418                               TerminatorKind::Goto { target: return_block });
 419         builder.cfg.terminate(return_block, source_info,
 420                               TerminatorKind::Return);
 421
 422         return_block.unit()
 423     });
 424
 425     builder.finish(vec![], ty)
 426 }
 427
 428 pub fn construct_error<'a, 'gcx, 'tcx>(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 429                                        body_id: hir::BodyId)
 430                                        -> Mir<'tcx> {
 431     let span = hir.tcx().hir.span(hir.tcx().hir.body_owner(body_id));
 432     let ty = hir.tcx().types.err;
 433     let mut builder = Builder::new(hir, span, 0, ty);
 434     let source_info = builder.source_info(span);
 435     builder.cfg.terminate(START_BLOCK, source_info, TerminatorKind::Unreachable);
 436     builder.finish(vec![], ty)
 437 }
 438
 439 impl<'a, 'gcx, 'tcx> Builder<'a, 'gcx, 'tcx> {
 440     fn new(hir: Cx<'a, 'gcx, 'tcx>,
 441            span: Span,
 442            arg_count: usize,
 443            return_ty: Ty<'tcx>)
 444            -> Builder<'a, 'gcx, 'tcx> {
 445         let mut builder = Builder {
 446             hir: hir,
 447             cfg: CFG { basic_blocks: IndexVec::new() },
 448             fn_span: span,
 449             arg_count: arg_count,
 450             scopes: vec![],
 451             visibility_scopes: IndexVec::new(),
 452             visibility_scope: ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE,
 453             breakable_scopes: vec![],
 454             local_decls: IndexVec::from_elem_n(LocalDecl::new_return_pointer(return_ty,
 455                                                                              span), 1),
 456             var_indices: NodeMap(),
 457             unit_temp: None,
 458             cached_resume_block: None,
 459             cached_return_block: None
 460         };
 461
 462         assert_eq!(builder.cfg.start_new_block(), START_BLOCK);
 463         assert_eq!(builder.new_visibility_scope(span), ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE);
 464         builder.visibility_scopes[ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE].parent_scope = None;
 465
 466         builder
 467     }
 468
 469     fn finish(self,
 470               upvar_decls: Vec<UpvarDecl>,
 471               return_ty: Ty<'tcx>)
 472               -> Mir<'tcx> {
 473         for (index, block) in self.cfg.basic_blocks.iter().enumerate() {
 474             if block.terminator.is_none() {
 475                 span_bug!(self.fn_span, "no terminator on block {:?}", index);
 476             }
 477         }
 478
 479         Mir::new(self.cfg.basic_blocks,
 480                  self.visibility_scopes,
 481                  IndexVec::new(),
 482                  return_ty,
 483                  self.local_decls,
 484                  self.arg_count,
 485                  upvar_decls,
 486                  self.fn_span
 487         )
 488     }
 489
 490     fn args_and_body(&mut self,
 491                      mut block: BasicBlock,
 492                      arguments: &[(Ty<'gcx>, Option<&'gcx hir::Pat>)],
 493                      argument_extent: CodeExtent<'tcx>,
 494                      ast_body: &'gcx hir::Expr)
 495                      -> BlockAnd<()>
 496     {
 497         // Allocate locals for the function arguments
 498         for &(ty, pattern) in arguments.iter() {
 499             // If this is a simple binding pattern, give the local a nice name for debuginfo.
 500             let mut name = None;
 501             if let Some(pat) = pattern {
 502                 if let hir::PatKind::Binding(_, _, ref ident, _) = pat.node {
 503                     name = Some(ident.node);
 504                 }
 505             }
 506
 507             self.local_decls.push(LocalDecl {
 508                 mutability: Mutability::Not,
 509                 ty: ty,
 510                 source_info: SourceInfo {
 511                     scope: ARGUMENT_VISIBILITY_SCOPE,
 512                     span: pattern.map_or(self.fn_span, |pat| pat.span)
 513                 },
 514                 name: name,
 515                 is_user_variable: false,
 516             });
 517         }
 518
 519         let mut scope = None;
 520         // Bind the argument patterns
 521         for (index, &(ty, pattern)) in arguments.iter().enumerate() {
 522             // Function arguments always get the first Local indices after the return pointer
 523             let lvalue = Lvalue::Local(Local::new(index + 1));
 524
 525             if let Some(pattern) = pattern {
 526                 let pattern = Pattern::from_hir(self.hir.tcx(), self.hir.tables(), pattern);
 527                 scope = self.declare_bindings(scope, ast_body.span, &pattern);
 528                 unpack!(block = self.lvalue_into_pattern(block, pattern, &lvalue));
 529             }
 530
 531             // Make sure we drop (parts of) the argument even when not matched on.
 532             self.schedule_drop(pattern.as_ref().map_or(ast_body.span, |pat| pat.span),
 533                                argument_extent, &lvalue, ty);
 534
 535         }
 536
 537         // Enter the argument pattern bindings visibility scope, if it exists.
 538         if let Some(visibility_scope) = scope {
 539             self.visibility_scope = visibility_scope;
 540         }
 541
 542         let body = self.hir.mirror(ast_body);
 543         self.into(&Lvalue::Local(RETURN_POINTER), block, body)
 544     }
 545
 546     fn get_unit_temp(&mut self) -> Lvalue<'tcx> {
 547         match self.unit_temp {
 548             Some(ref tmp) => tmp.clone(),
 549             None => {
 550                 let ty = self.hir.unit_ty();
 551                 let fn_span = self.fn_span;
 552                 let tmp = self.temp(ty, fn_span);
 553                 self.unit_temp = Some(tmp.clone());
 554                 tmp
 555             }
 556         }
 557     }
 558
 559     fn return_block(&mut self) -> BasicBlock {
 560         match self.cached_return_block {
 561             Some(rb) => rb,
 562             None => {
 563                 let rb = self.cfg.start_new_block();
 564                 self.cached_return_block = Some(rb);
 565                 rb
 566             }
 567         }
 568     }
 569 }
 570
 571 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 572 // Builder methods are broken up into modules, depending on what kind
 573 // of thing is being translated. Note that they use the `unpack` macro
 574 // above extensively.
 575
 576 mod block;
 577 mod cfg;
 578 mod expr;
 579 mod into;
 580 mod matches;
 581 mod misc;
 582 mod scope;