src/librustc_mir/transform/add_retag.rs

   1 //! This pass adds validation calls (AcquireValid, ReleaseValid) where appropriate.
   2 //! It has to be run really early, before transformations like inlining, because
   3 //! introducing these calls *adds* UB -- so, conceptually, this pass is actually part
   4 //! of MIR building, and only after this pass we think of the program has having the
   5 //! normal MIR semantics.
   6
   7 use crate::transform::{MirPass, MirSource};
   8 use rustc_middle::mir::*;
   9 use rustc_middle::ty::{self, Ty, TyCtxt};
  10
  11 pub struct AddRetag;
  12
  13 /// Determines whether this place is "stable": Whether, if we evaluate it again
  14 /// after the assignment, we can be sure to obtain the same place value.
  15 /// (Concurrent accesses by other threads are no problem as these are anyway non-atomic
  16 /// copies.  Data races are UB.)
  17 fn is_stable(place: PlaceRef<'_>) -> bool {
  18     place.projection.iter().all(|elem| {
  19         match elem {
  20             // Which place this evaluates to can change with any memory write,
  21             // so cannot assume this to be stable.
  22             ProjectionElem::Deref => false,
  23             // Array indices are interesting, but MIR building generates a *fresh*
  24             // temporary for every array access, so the index cannot be changed as
  25             // a side-effect.
  26             ProjectionElem::Index { .. } |
  27             // The rest is completely boring, they just offset by a constant.
  28             ProjectionElem::Field { .. } |
  29             ProjectionElem::ConstantIndex { .. } |
  30             ProjectionElem::Subslice { .. } |
  31             ProjectionElem::Downcast { .. } => true,
  32         }
  33     })
  34 }
  35
  36 /// Determine whether this type may be a reference (or box), and thus needs retagging.
  37 fn may_be_reference(ty: Ty<'tcx>) -> bool {
  38     match ty.kind {
  39         // Primitive types that are not references
  40         ty::Bool
  41         | ty::Char
  42         | ty::Float(_)
  43         | ty::Int(_)
  44         | ty::Uint(_)
  45         | ty::RawPtr(..)
  46         | ty::FnPtr(..)
  47         | ty::Str
  48         | ty::FnDef(..)
  49         | ty::Never => false,
  50         // References
  51         ty::Ref(..) => true,
  52         ty::Adt(..) if ty.is_box() => true,
  53         // Compound types are not references
  54         ty::Array(..) | ty::Slice(..) | ty::Tuple(..) | ty::Adt(..) => false,
  55         // Conservative fallback
  56         _ => true,
  57     }
  58 }
  59
  60 impl<'tcx> MirPass<'tcx> for AddRetag {
  61     fn run_pass(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, src: MirSource<'tcx>, body: &mut BodyAndCache<'tcx>) {
  62         if !tcx.sess.opts.debugging_opts.mir_emit_retag {
  63             return;
  64         }
  65
  66         // We need an `AllCallEdges` pass before we can do any work.
  67         super::add_call_guards::AllCallEdges.run_pass(tcx, src, body);
  68
  69         let (span, arg_count) = (body.span, body.arg_count);
  70         let (basic_blocks, local_decls) = body.basic_blocks_and_local_decls_mut();
  71         let needs_retag = |place: &Place<'tcx>| {
  72             // FIXME: Instead of giving up for unstable places, we should introduce
  73             // a temporary and retag on that.
  74             is_stable(place.as_ref()) && may_be_reference(place.ty(&*local_decls, tcx).ty)
  75         };
  76
  77         // PART 1
  78         // Retag arguments at the beginning of the start block.
  79         {
  80             let source_info = SourceInfo {
  81                 scope: OUTERMOST_SOURCE_SCOPE,
  82                 span, // FIXME: Consider using just the span covering the function
  83                       // argument declaration.
  84             };
  85             // Gather all arguments, skip return value.
  86             let places = local_decls
  87                 .iter_enumerated()
  88                 .skip(1)
  89                 .take(arg_count)
  90                 .map(|(local, _)| Place::from(local))
  91                 .filter(needs_retag)
  92                 .collect::<Vec<_>>();
  93             // Emit their retags.
  94             basic_blocks[START_BLOCK].statements.splice(
  95                 0..0,
  96                 places.into_iter().map(|place| Statement {
  97                     source_info,
  98                     kind: StatementKind::Retag(RetagKind::FnEntry, box (place)),
  99                 }),
 100             );
 101         }
 102
 103         // PART 2
 104         // Retag return values of functions.  Also escape-to-raw the argument of `drop`.
 105         // We collect the return destinations because we cannot mutate while iterating.
 106         let mut returns: Vec<(SourceInfo, Place<'tcx>, BasicBlock)> = Vec::new();
 107         for block_data in basic_blocks.iter_mut() {
 108             match block_data.terminator().kind {
 109                 TerminatorKind::Call { ref destination, .. } => {
 110                     // Remember the return destination for later
 111                     if let Some(ref destination) = destination {
 112                         if needs_retag(&destination.0) {
 113                             returns.push((
 114                                 block_data.terminator().source_info,
 115                                 destination.0,
 116                                 destination.1,
 117                             ));
 118                         }
 119                     }
 120                 }
 121                 TerminatorKind::Drop { .. } | TerminatorKind::DropAndReplace { .. } => {
 122                     // `Drop` is also a call, but it doesn't return anything so we are good.
 123                 }
 124                 _ => {
 125                     // Not a block ending in a Call -> ignore.
 126                 }
 127             }
 128         }
 129         // Now we go over the returns we collected to retag the return values.
 130         for (source_info, dest_place, dest_block) in returns {
 131             basic_blocks[dest_block].statements.insert(
 132                 0,
 133                 Statement {
 134                     source_info,
 135                     kind: StatementKind::Retag(RetagKind::Default, box (dest_place)),
 136                 },
 137             );
 138         }
 139
 140         // PART 3
 141         // Add retag after assignment.
 142         for block_data in basic_blocks {
 143             // We want to insert statements as we iterate.  To this end, we
 144             // iterate backwards using indices.
 145             for i in (0..block_data.statements.len()).rev() {
 146                 let (retag_kind, place) = match block_data.statements[i].kind {
 147                     // Retag-as-raw after escaping to a raw pointer.
 148                     StatementKind::Assign(box (place, Rvalue::AddressOf(..))) => {
 149                         (RetagKind::Raw, place)
 150                     }
 151                     // Assignments of reference or ptr type are the ones where we may have
 152                     // to update tags.  This includes `x = &[mut] ...` and hence
 153                     // we also retag after taking a reference!
 154                     StatementKind::Assign(box (ref place, ref rvalue)) if needs_retag(place) => {
 155                         let kind = match rvalue {
 156                             Rvalue::Ref(_, borrow_kind, _)
 157                                 if borrow_kind.allows_two_phase_borrow() =>
 158                             {
 159                                 RetagKind::TwoPhase
 160                             }
 161                             _ => RetagKind::Default,
 162                         };
 163                         (kind, *place)
 164                     }
 165                     // Do nothing for the rest
 166                     _ => continue,
 167                 };
 168                 // Insert a retag after the statement.
 169                 let source_info = block_data.statements[i].source_info;
 170                 block_data.statements.insert(
 171                     i + 1,
 172                     Statement { source_info, kind: StatementKind::Retag(retag_kind, box (place)) },
 173                 );
 174             }
 175         }
 176     }
 177 }