]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_trans/back/symbol_names.rs
Add invalid unary operator usage error code
[rust.git] / src / librustc_trans / back / symbol_names.rs
1 // Copyright 2016 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 //! The Rust Linkage Model and Symbol Names
12 //! =======================================
13 //!
14 //! The semantic model of Rust linkage is, broadly, that "there's no global
15 //! namespace" between crates. Our aim is to preserve the illusion of this
16 //! model despite the fact that it's not *quite* possible to implement on
17 //! modern linkers. We initially didn't use system linkers at all, but have
18 //! been convinced of their utility.
19 //!
20 //! There are a few issues to handle:
21 //!
22 //!  - Linkers operate on a flat namespace, so we have to flatten names.
23 //!    We do this using the C++ namespace-mangling technique. Foo::bar
24 //!    symbols and such.
25 //!
26 //!  - Symbols for distinct items with the same *name* need to get different
27 //!    linkage-names. Examples of this are monomorphizations of functions or
28 //!    items within anonymous scopes that end up having the same path.
29 //!
30 //!  - Symbols in different crates but with same names "within" the crate need
31 //!    to get different linkage-names.
32 //!
33 //!  - Symbol names should be deterministic: Two consecutive runs of the
34 //!    compiler over the same code base should produce the same symbol names for
35 //!    the same items.
36 //!
37 //!  - Symbol names should not depend on any global properties of the code base,
38 //!    so that small modifications to the code base do not result in all symbols
39 //!    changing. In previous versions of the compiler, symbol names incorporated
40 //!    the SVH (Stable Version Hash) of the crate. This scheme turned out to be
41 //!    infeasible when used in conjunction with incremental compilation because
42 //!    small code changes would invalidate all symbols generated previously.
43 //!
44 //!  - Even symbols from different versions of the same crate should be able to
45 //!    live next to each other without conflict.
46 //!
47 //! In order to fulfill the above requirements the following scheme is used by
48 //! the compiler:
49 //!
50 //! The main tool for avoiding naming conflicts is the incorporation of a 64-bit
51 //! hash value into every exported symbol name. Anything that makes a difference
52 //! to the symbol being named, but does not show up in the regular path needs to
53 //! be fed into this hash:
54 //!
55 //! - Different monomorphizations of the same item have the same path but differ
56 //!   in their concrete type parameters, so these parameters are part of the
57 //!   data being digested for the symbol hash.
58 //!
59 //! - Rust allows items to be defined in anonymous scopes, such as in
60 //!   `fn foo() { { fn bar() {} } { fn bar() {} } }`. Both `bar` functions have
61 //!   the path `foo::bar`, since the anonymous scopes do not contribute to the
62 //!   path of an item. The compiler already handles this case via so-called
63 //!   disambiguating `DefPaths` which use indices to distinguish items with the
64 //!   same name. The DefPaths of the functions above are thus `foo[0]::bar[0]`
65 //!   and `foo[0]::bar[1]`. In order to incorporate this disambiguation
66 //!   information into the symbol name too, these indices are fed into the
67 //!   symbol hash, so that the above two symbols would end up with different
68 //!   hash values.
69 //!
70 //! The two measures described above suffice to avoid intra-crate conflicts. In
71 //! order to also avoid inter-crate conflicts two more measures are taken:
72 //!
73 //! - The name of the crate containing the symbol is prepended to the symbol
74 //!   name, i.e. symbols are "crate qualified". For example, a function `foo` in
75 //!   module `bar` in crate `baz` would get a symbol name like
76 //!   `baz::bar::foo::{hash}` instead of just `bar::foo::{hash}`. This avoids
77 //!   simple conflicts between functions from different crates.
78 //!
79 //! - In order to be able to also use symbols from two versions of the same
80 //!   crate (which naturally also have the same name), a stronger measure is
81 //!   required: The compiler accepts an arbitrary "disambiguator" value via the
82 //!   `-C metadata` commandline argument. This disambiguator is then fed into
83 //!   the symbol hash of every exported item. Consequently, the symbols in two
84 //!   identical crates but with different disambiguators are not in conflict
85 //!   with each other. This facility is mainly intended to be used by build
86 //!   tools like Cargo.
87 //!
88 //! A note on symbol name stability
89 //! -------------------------------
90 //! Previous versions of the compiler resorted to feeding NodeIds into the
91 //! symbol hash in order to disambiguate between items with the same path. The
92 //! current version of the name generation algorithm takes great care not to do
93 //! that, since NodeIds are notoriously unstable: A small change to the
94 //! code base will offset all NodeIds after the change and thus, much as using
95 //! the SVH in the hash, invalidate an unbounded number of symbol names. This
96 //! makes re-using previously compiled code for incremental compilation
97 //! virtually impossible. Thus, symbol hash generation exclusively relies on
98 //! DefPaths which are much more robust in the face of changes to the code base.
99
100 use monomorphize::Instance;
101
102 use rustc::middle::weak_lang_items;
103 use rustc::hir::def_id::DefId;
104 use rustc::hir::map as hir_map;
105 use rustc::ty::{self, Ty, TyCtxt, TypeFoldable};
106 use rustc::ty::fold::TypeVisitor;
107 use rustc::ty::item_path::{self, ItemPathBuffer, RootMode};
108 use rustc::ty::maps::Providers;
109 use rustc::ty::subst::Substs;
110 use rustc::hir::map::definitions::DefPathData;
111 use rustc::util::common::record_time;
112
113 use syntax::attr;
114 use syntax_pos::symbol::Symbol;
115
116 use std::fmt::Write;
117
118 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
119     *providers = Providers {
120         def_symbol_name,
121         symbol_name,
122         ..*providers
123     };
124 }
125
126 fn get_symbol_hash<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
127
128                              // the DefId of the item this name is for
129                              def_id: Option<DefId>,
130
131                              // type of the item, without any generic
132                              // parameters substituted; this is
133                              // included in the hash as a kind of
134                              // safeguard.
135                              item_type: Ty<'tcx>,
136
137                              // values for generic type parameters,
138                              // if any.
139                              substs: Option<&'tcx Substs<'tcx>>)
140                              -> u64 {
141     debug!("get_symbol_hash(def_id={:?}, parameters={:?})", def_id, substs);
142
143     let mut hasher = ty::util::TypeIdHasher::<u64>::new(tcx);
144
145     record_time(&tcx.sess.perf_stats.symbol_hash_time, || {
146         // the main symbol name is not necessarily unique; hash in the
147         // compiler's internal def-path, guaranteeing each symbol has a
148         // truly unique path
149         hasher.hash(def_id.map(|def_id| tcx.def_path_hash(def_id)));
150
151         // Include the main item-type. Note that, in this case, the
152         // assertions about `needs_subst` may not hold, but this item-type
153         // ought to be the same for every reference anyway.
154         assert!(!item_type.has_erasable_regions());
155         hasher.visit_ty(item_type);
156
157         // also include any type parameters (for generic items)
158         if let Some(substs) = substs {
159             assert!(!substs.has_erasable_regions());
160             assert!(!substs.needs_subst());
161             substs.visit_with(&mut hasher);
162
163             // If this is an instance of a generic function, we also hash in
164             // the ID of the instantiating crate. This avoids symbol conflicts
165             // in case the same instances is emitted in two crates of the same
166             // project.
167             if substs.types().next().is_some() {
168                 hasher.hash(tcx.crate_name.as_str());
169                 hasher.hash(tcx.sess.local_crate_disambiguator().as_str());
170             }
171         }
172     });
173
174     // 64 bits should be enough to avoid collisions.
175     hasher.finish()
176 }
177
178 fn def_symbol_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId)
179                              -> ty::SymbolName
180 {
181     let mut buffer = SymbolPathBuffer::new();
182     item_path::with_forced_absolute_paths(|| {
183         tcx.push_item_path(&mut buffer, def_id);
184     });
185     buffer.into_interned()
186 }
187
188 fn symbol_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, instance: Instance<'tcx>)
189                          -> ty::SymbolName
190 {
191     ty::SymbolName { name: Symbol::intern(&compute_symbol_name(tcx, instance)).as_str() }
192 }
193
194 fn compute_symbol_name<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, instance: Instance<'tcx>)
195     -> String
196 {
197     let def_id = instance.def_id();
198     let substs = instance.substs;
199
200     debug!("symbol_name(def_id={:?}, substs={:?})",
201            def_id, substs);
202
203     let node_id = tcx.hir.as_local_node_id(def_id);
204
205     if let Some(id) = node_id {
206         if tcx.sess.plugin_registrar_fn.get() == Some(id) {
207             let idx = def_id.index;
208             let disambiguator = tcx.sess.local_crate_disambiguator();
209             return tcx.sess.generate_plugin_registrar_symbol(disambiguator, idx);
210         }
211         if tcx.sess.derive_registrar_fn.get() == Some(id) {
212             let idx = def_id.index;
213             let disambiguator = tcx.sess.local_crate_disambiguator();
214             return tcx.sess.generate_derive_registrar_symbol(disambiguator, idx);
215         }
216     }
217
218     // FIXME(eddyb) Precompute a custom symbol name based on attributes.
219     let attrs = tcx.get_attrs(def_id);
220     let is_foreign = if let Some(id) = node_id {
221         match tcx.hir.get(id) {
222             hir_map::NodeForeignItem(_) => true,
223             _ => false
224         }
225     } else {
226         tcx.is_foreign_item(def_id)
227     };
228
229     if let Some(name) = weak_lang_items::link_name(&attrs) {
230         return name.to_string();
231     }
232
233     if is_foreign {
234         if let Some(name) = attr::first_attr_value_str_by_name(&attrs, "link_name") {
235             return name.to_string();
236         }
237         // Don't mangle foreign items.
238         return tcx.item_name(def_id).as_str().to_string();
239     }
240
241     if let Some(name) = attr::find_export_name_attr(tcx.sess.diagnostic(), &attrs) {
242         // Use provided name
243         return name.to_string();
244     }
245
246     if attr::contains_name(&attrs, "no_mangle") {
247         // Don't mangle
248         return tcx.item_name(def_id).as_str().to_string();
249     }
250
251     // We want to compute the "type" of this item. Unfortunately, some
252     // kinds of items (e.g., closures) don't have an entry in the
253     // item-type array. So walk back up the find the closest parent
254     // that DOES have an entry.
255     let mut ty_def_id = def_id;
256     let instance_ty;
257     loop {
258         let key = tcx.def_key(ty_def_id);
259         match key.disambiguated_data.data {
260             DefPathData::TypeNs(_) |
261             DefPathData::ValueNs(_) => {
262                 instance_ty = tcx.type_of(ty_def_id);
263                 break;
264             }
265             _ => {
266                 // if we're making a symbol for something, there ought
267                 // to be a value or type-def or something in there
268                 // *somewhere*
269                 ty_def_id.index = key.parent.unwrap_or_else(|| {
270                     bug!("finding type for {:?}, encountered def-id {:?} with no \
271                           parent", def_id, ty_def_id);
272                 });
273             }
274         }
275     }
276
277     // Erase regions because they may not be deterministic when hashed
278     // and should not matter anyhow.
279     let instance_ty = tcx.erase_regions(&instance_ty);
280
281     let hash = get_symbol_hash(tcx, Some(def_id), instance_ty, Some(substs));
282
283     SymbolPathBuffer::from_interned(tcx.def_symbol_name(def_id)).finish(hash)
284 }
285
286 // Follow C++ namespace-mangling style, see
287 // http://en.wikipedia.org/wiki/Name_mangling for more info.
288 //
289 // It turns out that on macOS you can actually have arbitrary symbols in
290 // function names (at least when given to LLVM), but this is not possible
291 // when using unix's linker. Perhaps one day when we just use a linker from LLVM
292 // we won't need to do this name mangling. The problem with name mangling is
293 // that it seriously limits the available characters. For example we can't
294 // have things like &T in symbol names when one would theoretically
295 // want them for things like impls of traits on that type.
296 //
297 // To be able to work on all platforms and get *some* reasonable output, we
298 // use C++ name-mangling.
299 struct SymbolPathBuffer {
300     result: String,
301     temp_buf: String
302 }
303
304 impl SymbolPathBuffer {
305     fn new() -> Self {
306         let mut result = SymbolPathBuffer {
307             result: String::with_capacity(64),
308             temp_buf: String::with_capacity(16)
309         };
310         result.result.push_str("_ZN"); // _Z == Begin name-sequence, N == nested
311         result
312     }
313
314     fn from_interned(symbol: ty::SymbolName) -> Self {
315         let mut result = SymbolPathBuffer {
316             result: String::with_capacity(64),
317             temp_buf: String::with_capacity(16)
318         };
319         result.result.push_str(&symbol.name);
320         result
321     }
322
323     fn into_interned(self) -> ty::SymbolName {
324         ty::SymbolName { name: Symbol::intern(&self.result).as_str() }
325     }
326
327     fn finish(mut self, hash: u64) -> String {
328         // E = end name-sequence
329         let _ = write!(self.result, "17h{:016x}E", hash);
330         self.result
331     }
332 }
333
334 impl ItemPathBuffer for SymbolPathBuffer {
335     fn root_mode(&self) -> &RootMode {
336         const ABSOLUTE: &'static RootMode = &RootMode::Absolute;
337         ABSOLUTE
338     }
339
340     fn push(&mut self, text: &str) {
341         self.temp_buf.clear();
342         let need_underscore = sanitize(&mut self.temp_buf, text);
343         let _ = write!(self.result, "{}", self.temp_buf.len() + (need_underscore as usize));
344         if need_underscore {
345             self.result.push('_');
346         }
347         self.result.push_str(&self.temp_buf);
348     }
349 }
350
351 pub fn exported_name_from_type_and_prefix<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
352                                                     t: Ty<'tcx>,
353                                                     prefix: &str)
354                                                     -> String {
355     let hash = get_symbol_hash(tcx, None, t, None);
356     let mut buffer = SymbolPathBuffer::new();
357     buffer.push(prefix);
358     buffer.finish(hash)
359 }
360
361 // Name sanitation. LLVM will happily accept identifiers with weird names, but
362 // gas doesn't!
363 // gas accepts the following characters in symbols: a-z, A-Z, 0-9, ., _, $
364 //
365 // returns true if an underscore must be added at the start
366 pub fn sanitize(result: &mut String, s: &str) -> bool {
367     for c in s.chars() {
368         match c {
369             // Escape these with $ sequences
370             '@' => result.push_str("$SP$"),
371             '*' => result.push_str("$BP$"),
372             '&' => result.push_str("$RF$"),
373             '<' => result.push_str("$LT$"),
374             '>' => result.push_str("$GT$"),
375             '(' => result.push_str("$LP$"),
376             ')' => result.push_str("$RP$"),
377             ',' => result.push_str("$C$"),
378
379             // '.' doesn't occur in types and functions, so reuse it
380             // for ':' and '-'
381             '-' | ':' => result.push('.'),
382
383             // These are legal symbols
384             'a' ... 'z'
385             | 'A' ... 'Z'
386             | '0' ... '9'
387             | '_' | '.' | '$' => result.push(c),
388
389             _ => {
390                 result.push('$');
391                 for c in c.escape_unicode().skip(1) {
392                     match c {
393                         '{' => {},
394                         '}' => result.push('$'),
395                         c => result.push(c),
396                     }
397                 }
398             }
399         }
400     }
401
402     // Underscore-qualify anything that didn't start as an ident.
403     !result.is_empty() &&
404         result.as_bytes()[0] != '_' as u8 &&
405         ! (result.as_bytes()[0] as char).is_xid_start()
406 }