]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_trans/collector.rs
incr.comp.: Use red/green tracking for CGU re-use.
[rust.git] / src / librustc_trans / collector.rs
1 // Copyright 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 //! Translation Item Collection
12 //! ===========================
13 //!
14 //! This module is responsible for discovering all items that will contribute to
15 //! to code generation of the crate. The important part here is that it not only
16 //! needs to find syntax-level items (functions, structs, etc) but also all
17 //! their monomorphized instantiations. Every non-generic, non-const function
18 //! maps to one LLVM artifact. Every generic function can produce
19 //! from zero to N artifacts, depending on the sets of type arguments it
20 //! is instantiated with.
21 //! This also applies to generic items from other crates: A generic definition
22 //! in crate X might produce monomorphizations that are compiled into crate Y.
23 //! We also have to collect these here.
24 //!
25 //! The following kinds of "translation items" are handled here:
26 //!
27 //! - Functions
28 //! - Methods
29 //! - Closures
30 //! - Statics
31 //! - Drop glue
32 //!
33 //! The following things also result in LLVM artifacts, but are not collected
34 //! here, since we instantiate them locally on demand when needed in a given
35 //! codegen unit:
36 //!
37 //! - Constants
38 //! - Vtables
39 //! - Object Shims
40 //!
41 //!
42 //! General Algorithm
43 //! -----------------
44 //! Let's define some terms first:
45 //!
46 //! - A "translation item" is something that results in a function or global in
47 //!   the LLVM IR of a codegen unit. Translation items do not stand on their
48 //!   own, they can reference other translation items. For example, if function
49 //!   `foo()` calls function `bar()` then the translation item for `foo()`
50 //!   references the translation item for function `bar()`. In general, the
51 //!   definition for translation item A referencing a translation item B is that
52 //!   the LLVM artifact produced for A references the LLVM artifact produced
53 //!   for B.
54 //!
55 //! - Translation items and the references between them form a directed graph,
56 //!   where the translation items are the nodes and references form the edges.
57 //!   Let's call this graph the "translation item graph".
58 //!
59 //! - The translation item graph for a program contains all translation items
60 //!   that are needed in order to produce the complete LLVM IR of the program.
61 //!
62 //! The purpose of the algorithm implemented in this module is to build the
63 //! translation item graph for the current crate. It runs in two phases:
64 //!
65 //! 1. Discover the roots of the graph by traversing the HIR of the crate.
66 //! 2. Starting from the roots, find neighboring nodes by inspecting the MIR
67 //!    representation of the item corresponding to a given node, until no more
68 //!    new nodes are found.
69 //!
70 //! ### Discovering roots
71 //!
72 //! The roots of the translation item graph correspond to the non-generic
73 //! syntactic items in the source code. We find them by walking the HIR of the
74 //! crate, and whenever we hit upon a function, method, or static item, we
75 //! create a translation item consisting of the items DefId and, since we only
76 //! consider non-generic items, an empty type-substitution set.
77 //!
78 //! ### Finding neighbor nodes
79 //! Given a translation item node, we can discover neighbors by inspecting its
80 //! MIR. We walk the MIR and any time we hit upon something that signifies a
81 //! reference to another translation item, we have found a neighbor. Since the
82 //! translation item we are currently at is always monomorphic, we also know the
83 //! concrete type arguments of its neighbors, and so all neighbors again will be
84 //! monomorphic. The specific forms a reference to a neighboring node can take
85 //! in MIR are quite diverse. Here is an overview:
86 //!
87 //! #### Calling Functions/Methods
88 //! The most obvious form of one translation item referencing another is a
89 //! function or method call (represented by a CALL terminator in MIR). But
90 //! calls are not the only thing that might introduce a reference between two
91 //! function translation items, and as we will see below, they are just a
92 //! specialized of the form described next, and consequently will don't get any
93 //! special treatment in the algorithm.
94 //!
95 //! #### Taking a reference to a function or method
96 //! A function does not need to actually be called in order to be a neighbor of
97 //! another function. It suffices to just take a reference in order to introduce
98 //! an edge. Consider the following example:
99 //!
100 //! ```rust
101 //! fn print_val<T: Display>(x: T) {
102 //!     println!("{}", x);
103 //! }
104 //!
105 //! fn call_fn(f: &Fn(i32), x: i32) {
106 //!     f(x);
107 //! }
108 //!
109 //! fn main() {
110 //!     let print_i32 = print_val::<i32>;
111 //!     call_fn(&print_i32, 0);
112 //! }
113 //! ```
114 //! The MIR of none of these functions will contain an explicit call to
115 //! `print_val::<i32>`. Nonetheless, in order to translate this program, we need
116 //! an instance of this function. Thus, whenever we encounter a function or
117 //! method in operand position, we treat it as a neighbor of the current
118 //! translation item. Calls are just a special case of that.
119 //!
120 //! #### Closures
121 //! In a way, closures are a simple case. Since every closure object needs to be
122 //! constructed somewhere, we can reliably discover them by observing
123 //! `RValue::Aggregate` expressions with `AggregateKind::Closure`. This is also
124 //! true for closures inlined from other crates.
125 //!
126 //! #### Drop glue
127 //! Drop glue translation items are introduced by MIR drop-statements. The
128 //! generated translation item will again have drop-glue item neighbors if the
129 //! type to be dropped contains nested values that also need to be dropped. It
130 //! might also have a function item neighbor for the explicit `Drop::drop`
131 //! implementation of its type.
132 //!
133 //! #### Unsizing Casts
134 //! A subtle way of introducing neighbor edges is by casting to a trait object.
135 //! Since the resulting fat-pointer contains a reference to a vtable, we need to
136 //! instantiate all object-save methods of the trait, as we need to store
137 //! pointers to these functions even if they never get called anywhere. This can
138 //! be seen as a special case of taking a function reference.
139 //!
140 //! #### Boxes
141 //! Since `Box` expression have special compiler support, no explicit calls to
142 //! `exchange_malloc()` and `exchange_free()` may show up in MIR, even if the
143 //! compiler will generate them. We have to observe `Rvalue::Box` expressions
144 //! and Box-typed drop-statements for that purpose.
145 //!
146 //!
147 //! Interaction with Cross-Crate Inlining
148 //! -------------------------------------
149 //! The binary of a crate will not only contain machine code for the items
150 //! defined in the source code of that crate. It will also contain monomorphic
151 //! instantiations of any extern generic functions and of functions marked with
152 //! #[inline].
153 //! The collection algorithm handles this more or less transparently. If it is
154 //! about to create a translation item for something with an external `DefId`,
155 //! it will take a look if the MIR for that item is available, and if so just
156 //! proceed normally. If the MIR is not available, it assumes that the item is
157 //! just linked to and no node is created; which is exactly what we want, since
158 //! no machine code should be generated in the current crate for such an item.
159 //!
160 //! Eager and Lazy Collection Mode
161 //! ------------------------------
162 //! Translation item collection can be performed in one of two modes:
163 //!
164 //! - Lazy mode means that items will only be instantiated when actually
165 //!   referenced. The goal is to produce the least amount of machine code
166 //!   possible.
167 //!
168 //! - Eager mode is meant to be used in conjunction with incremental compilation
169 //!   where a stable set of translation items is more important than a minimal
170 //!   one. Thus, eager mode will instantiate drop-glue for every drop-able type
171 //!   in the crate, even of no drop call for that type exists (yet). It will
172 //!   also instantiate default implementations of trait methods, something that
173 //!   otherwise is only done on demand.
174 //!
175 //!
176 //! Open Issues
177 //! -----------
178 //! Some things are not yet fully implemented in the current version of this
179 //! module.
180 //!
181 //! ### Initializers of Constants and Statics
182 //! Since no MIR is constructed yet for initializer expressions of constants and
183 //! statics we cannot inspect these properly.
184 //!
185 //! ### Const Fns
186 //! Ideally, no translation item should be generated for const fns unless there
187 //! is a call to them that cannot be evaluated at compile time. At the moment
188 //! this is not implemented however: a translation item will be produced
189 //! regardless of whether it is actually needed or not.
190
191 use rustc::hir;
192 use rustc::hir::itemlikevisit::ItemLikeVisitor;
193
194 use rustc::hir::map as hir_map;
195 use rustc::hir::def_id::DefId;
196 use rustc::middle::const_val::ConstVal;
197 use rustc::middle::lang_items::{ExchangeMallocFnLangItem};
198 use rustc::traits;
199 use rustc::ty::subst::Substs;
200 use rustc::ty::{self, TypeFoldable, Ty, TyCtxt};
201 use rustc::ty::adjustment::CustomCoerceUnsized;
202 use rustc::mir::{self, Location};
203 use rustc::mir::visit::Visitor as MirVisitor;
204
205 use common::{def_ty, instance_ty, type_is_sized};
206 use monomorphize::{self, Instance};
207 use rustc::util::nodemap::{FxHashSet, FxHashMap, DefIdMap};
208
209 use trans_item::{TransItem, TransItemExt, DefPathBasedNames, InstantiationMode};
210
211 use rustc_data_structures::bitvec::BitVector;
212
213 #[derive(PartialEq, Eq, Hash, Clone, Copy, Debug)]
214 pub enum TransItemCollectionMode {
215     Eager,
216     Lazy
217 }
218
219 /// Maps every translation item to all translation items it references in its
220 /// body.
221 pub struct InliningMap<'tcx> {
222     // Maps a source translation item to the range of translation items
223     // accessed by it.
224     // The two numbers in the tuple are the start (inclusive) and
225     // end index (exclusive) within the `targets` vecs.
226     index: FxHashMap<TransItem<'tcx>, (usize, usize)>,
227     targets: Vec<TransItem<'tcx>>,
228
229     // Contains one bit per translation item in the `targets` field. That bit
230     // is true if that translation item needs to be inlined into every CGU.
231     inlines: BitVector,
232 }
233
234 impl<'tcx> InliningMap<'tcx> {
235
236     fn new() -> InliningMap<'tcx> {
237         InliningMap {
238             index: FxHashMap(),
239             targets: Vec::new(),
240             inlines: BitVector::new(1024),
241         }
242     }
243
244     fn record_accesses<I>(&mut self,
245                           source: TransItem<'tcx>,
246                           new_targets: I)
247         where I: Iterator<Item=(TransItem<'tcx>, bool)> + ExactSizeIterator
248     {
249         assert!(!self.index.contains_key(&source));
250
251         let start_index = self.targets.len();
252         let new_items_count = new_targets.len();
253         let new_items_count_total = new_items_count + self.targets.len();
254
255         self.targets.reserve(new_items_count);
256         self.inlines.grow(new_items_count_total);
257
258         for (i, (target, inline)) in new_targets.enumerate() {
259             self.targets.push(target);
260             if inline {
261                 self.inlines.insert(i + start_index);
262             }
263         }
264
265         let end_index = self.targets.len();
266         self.index.insert(source, (start_index, end_index));
267     }
268
269     // Internally iterate over all items referenced by `source` which will be
270     // made available for inlining.
271     pub fn with_inlining_candidates<F>(&self, source: TransItem<'tcx>, mut f: F)
272         where F: FnMut(TransItem<'tcx>)
273     {
274         if let Some(&(start_index, end_index)) = self.index.get(&source) {
275             for (i, candidate) in self.targets[start_index .. end_index]
276                                       .iter()
277                                       .enumerate() {
278                 if self.inlines.contains(start_index + i) {
279                     f(*candidate);
280                 }
281             }
282         }
283     }
284
285     // Internally iterate over all items and the things each accesses.
286     pub fn iter_accesses<F>(&self, mut f: F)
287         where F: FnMut(TransItem<'tcx>, &[TransItem<'tcx>])
288     {
289         for (&accessor, &(start_index, end_index)) in &self.index {
290             f(accessor, &self.targets[start_index .. end_index])
291         }
292     }
293 }
294
295 pub fn collect_crate_translation_items<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
296                                                  mode: TransItemCollectionMode)
297                                                  -> (FxHashSet<TransItem<'tcx>>,
298                                                      InliningMap<'tcx>) {
299     let roots = collect_roots(tcx, mode);
300
301     debug!("Building translation item graph, beginning at roots");
302     let mut visited = FxHashSet();
303     let mut recursion_depths = DefIdMap();
304     let mut inlining_map = InliningMap::new();
305
306     for root in roots {
307         collect_items_rec(tcx,
308                           root,
309                           &mut visited,
310                           &mut recursion_depths,
311                           &mut inlining_map);
312     }
313
314     (visited, inlining_map)
315 }
316
317 // Find all non-generic items by walking the HIR. These items serve as roots to
318 // start monomorphizing from.
319 fn collect_roots<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
320                            mode: TransItemCollectionMode)
321                            -> Vec<TransItem<'tcx>> {
322     debug!("Collecting roots");
323     let mut roots = Vec::new();
324
325     {
326         let mut visitor = RootCollector {
327             tcx,
328             mode,
329             output: &mut roots,
330         };
331
332         tcx.hir.krate().visit_all_item_likes(&mut visitor);
333     }
334
335     // We can only translate items that are instantiable - items all of
336     // whose predicates hold. Luckily, items that aren't instantiable
337     // can't actually be used, so we can just skip translating them.
338     roots.retain(|root| root.is_instantiable(tcx));
339
340     roots
341 }
342
343 // Collect all monomorphized translation items reachable from `starting_point`
344 fn collect_items_rec<'a, 'tcx: 'a>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
345                                    starting_point: TransItem<'tcx>,
346                                    visited: &mut FxHashSet<TransItem<'tcx>>,
347                                    recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>,
348                                    inlining_map: &mut InliningMap<'tcx>) {
349     if !visited.insert(starting_point.clone()) {
350         // We've been here already, no need to search again.
351         return;
352     }
353     debug!("BEGIN collect_items_rec({})", starting_point.to_string(tcx));
354
355     let mut neighbors = Vec::new();
356     let recursion_depth_reset;
357
358     match starting_point {
359         TransItem::Static(node_id) => {
360             let def_id = tcx.hir.local_def_id(node_id);
361             let instance = Instance::mono(tcx, def_id);
362
363             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
364             debug_assert!(should_trans_locally(tcx, &instance));
365
366             let ty = instance_ty(tcx, &instance);
367             visit_drop_use(tcx, ty, true, &mut neighbors);
368
369             recursion_depth_reset = None;
370
371             collect_neighbours(tcx, instance, true, &mut neighbors);
372         }
373         TransItem::Fn(instance) => {
374             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
375             debug_assert!(should_trans_locally(tcx, &instance));
376
377             // Keep track of the monomorphization recursion depth
378             recursion_depth_reset = Some(check_recursion_limit(tcx,
379                                                                instance,
380                                                                recursion_depths));
381             check_type_length_limit(tcx, instance);
382
383             collect_neighbours(tcx, instance, false, &mut neighbors);
384         }
385         TransItem::GlobalAsm(..) => {
386             recursion_depth_reset = None;
387         }
388     }
389
390     record_accesses(tcx, starting_point, &neighbors[..], inlining_map);
391
392     for neighbour in neighbors {
393         collect_items_rec(tcx, neighbour, visited, recursion_depths, inlining_map);
394     }
395
396     if let Some((def_id, depth)) = recursion_depth_reset {
397         recursion_depths.insert(def_id, depth);
398     }
399
400     debug!("END collect_items_rec({})", starting_point.to_string(tcx));
401 }
402
403 fn record_accesses<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
404                                         caller: TransItem<'tcx>,
405                                         callees: &[TransItem<'tcx>],
406                                         inlining_map: &mut InliningMap<'tcx>) {
407     let is_inlining_candidate = |trans_item: &TransItem<'tcx>| {
408         trans_item.instantiation_mode(tcx) == InstantiationMode::LocalCopy
409     };
410
411     let accesses = callees.into_iter()
412                           .map(|trans_item| {
413                              (*trans_item, is_inlining_candidate(trans_item))
414                           });
415
416     inlining_map.record_accesses(caller, accesses);
417 }
418
419 fn check_recursion_limit<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
420                                    instance: Instance<'tcx>,
421                                    recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>)
422                                    -> (DefId, usize) {
423     let def_id = instance.def_id();
424     let recursion_depth = recursion_depths.get(&def_id).cloned().unwrap_or(0);
425     debug!(" => recursion depth={}", recursion_depth);
426
427     let recursion_depth = if Some(def_id) == tcx.lang_items().drop_in_place_fn() {
428         // HACK: drop_in_place creates tight monomorphization loops. Give
429         // it more margin.
430         recursion_depth / 4
431     } else {
432         recursion_depth
433     };
434
435     // Code that needs to instantiate the same function recursively
436     // more than the recursion limit is assumed to be causing an
437     // infinite expansion.
438     if recursion_depth > tcx.sess.recursion_limit.get() {
439         let error = format!("reached the recursion limit while instantiating `{}`",
440                             instance);
441         if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
442             tcx.sess.span_fatal(tcx.hir.span(node_id), &error);
443         } else {
444             tcx.sess.fatal(&error);
445         }
446     }
447
448     recursion_depths.insert(def_id, recursion_depth + 1);
449
450     (def_id, recursion_depth)
451 }
452
453 fn check_type_length_limit<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
454                                      instance: Instance<'tcx>)
455 {
456     let type_length = instance.substs.types().flat_map(|ty| ty.walk()).count();
457     debug!(" => type length={}", type_length);
458
459     // Rust code can easily create exponentially-long types using only a
460     // polynomial recursion depth. Even with the default recursion
461     // depth, you can easily get cases that take >2^60 steps to run,
462     // which means that rustc basically hangs.
463     //
464     // Bail out in these cases to avoid that bad user experience.
465     let type_length_limit = tcx.sess.type_length_limit.get();
466     if type_length > type_length_limit {
467         // The instance name is already known to be too long for rustc. Use
468         // `{:.64}` to avoid blasting the user's terminal with thousands of
469         // lines of type-name.
470         let instance_name = instance.to_string();
471         let msg = format!("reached the type-length limit while instantiating `{:.64}...`",
472                           instance_name);
473         let mut diag = if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(instance.def_id()) {
474             tcx.sess.struct_span_fatal(tcx.hir.span(node_id), &msg)
475         } else {
476             tcx.sess.struct_fatal(&msg)
477         };
478
479         diag.note(&format!(
480             "consider adding a `#![type_length_limit=\"{}\"]` attribute to your crate",
481             type_length_limit*2));
482         diag.emit();
483         tcx.sess.abort_if_errors();
484     }
485 }
486
487 struct MirNeighborCollector<'a, 'tcx: 'a> {
488     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
489     mir: &'a mir::Mir<'tcx>,
490     output: &'a mut Vec<TransItem<'tcx>>,
491     param_substs: &'tcx Substs<'tcx>,
492     const_context: bool,
493 }
494
495 impl<'a, 'tcx> MirVisitor<'tcx> for MirNeighborCollector<'a, 'tcx> {
496
497     fn visit_rvalue(&mut self, rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>, location: Location) {
498         debug!("visiting rvalue {:?}", *rvalue);
499
500         match *rvalue {
501             // When doing an cast from a regular pointer to a fat pointer, we
502             // have to instantiate all methods of the trait being cast to, so we
503             // can build the appropriate vtable.
504             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::Unsize, ref operand, target_ty) => {
505                 let target_ty = self.tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs,
506                                                                   &target_ty);
507                 let source_ty = operand.ty(self.mir, self.tcx);
508                 let source_ty = self.tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs,
509                                                                   &source_ty);
510                 let (source_ty, target_ty) = find_vtable_types_for_unsizing(self.tcx,
511                                                                             source_ty,
512                                                                             target_ty);
513                 // This could also be a different Unsize instruction, like
514                 // from a fixed sized array to a slice. But we are only
515                 // interested in things that produce a vtable.
516                 if target_ty.is_trait() && !source_ty.is_trait() {
517                     create_trans_items_for_vtable_methods(self.tcx,
518                                                           target_ty,
519                                                           source_ty,
520                                                           self.output);
521                 }
522             }
523             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::ReifyFnPointer, ref operand, _) => {
524                 let fn_ty = operand.ty(self.mir, self.tcx);
525                 let fn_ty = self.tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs,
526                                                               &fn_ty);
527                 visit_fn_use(self.tcx, fn_ty, false, &mut self.output);
528             }
529             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::ClosureFnPointer, ref operand, _) => {
530                 let source_ty = operand.ty(self.mir, self.tcx);
531                 let source_ty = self.tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs,
532                                                                   &source_ty);
533                 match source_ty.sty {
534                     ty::TyClosure(def_id, substs) => {
535                         let instance = monomorphize::resolve_closure(
536                             self.tcx, def_id, substs, ty::ClosureKind::FnOnce);
537                         self.output.push(create_fn_trans_item(instance));
538                     }
539                     _ => bug!(),
540                 }
541             }
542             mir::Rvalue::NullaryOp(mir::NullOp::Box, _) => {
543                 let tcx = self.tcx;
544                 let exchange_malloc_fn_def_id = tcx
545                     .lang_items()
546                     .require(ExchangeMallocFnLangItem)
547                     .unwrap_or_else(|e| tcx.sess.fatal(&e));
548                 let instance = Instance::mono(tcx, exchange_malloc_fn_def_id);
549                 if should_trans_locally(tcx, &instance) {
550                     self.output.push(create_fn_trans_item(instance));
551                 }
552             }
553             _ => { /* not interesting */ }
554         }
555
556         self.super_rvalue(rvalue, location);
557     }
558
559     fn visit_const(&mut self, constant: &&'tcx ty::Const<'tcx>, location: Location) {
560         debug!("visiting const {:?} @ {:?}", *constant, location);
561
562         if let ConstVal::Unevaluated(def_id, substs) = constant.val {
563             let substs = self.tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs,
564                                                            &substs);
565             let instance = monomorphize::resolve(self.tcx, def_id, substs);
566             collect_neighbours(self.tcx, instance, true, self.output);
567         }
568
569         self.super_const(constant);
570     }
571
572     fn visit_terminator_kind(&mut self,
573                              block: mir::BasicBlock,
574                              kind: &mir::TerminatorKind<'tcx>,
575                              location: Location) {
576         debug!("visiting terminator {:?} @ {:?}", kind, location);
577
578         let tcx = self.tcx;
579         match *kind {
580             mir::TerminatorKind::Call { ref func, .. } => {
581                 let callee_ty = func.ty(self.mir, tcx);
582                 let callee_ty = tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs, &callee_ty);
583
584                 let constness = match (self.const_context, &callee_ty.sty) {
585                     (true, &ty::TyFnDef(def_id, substs)) if self.tcx.is_const_fn(def_id) => {
586                         let instance = monomorphize::resolve(self.tcx, def_id, substs);
587                         Some(instance)
588                     }
589                     _ => None
590                 };
591
592                 if let Some(const_fn_instance) = constness {
593                     // If this is a const fn, called from a const context, we
594                     // have to visit its body in order to find any fn reifications
595                     // it might contain.
596                     collect_neighbours(self.tcx,
597                                        const_fn_instance,
598                                        true,
599                                        self.output);
600                 } else {
601                     visit_fn_use(self.tcx, callee_ty, true, &mut self.output);
602                 }
603             }
604             mir::TerminatorKind::Drop { ref location, .. } |
605             mir::TerminatorKind::DropAndReplace { ref location, .. } => {
606                 let ty = location.ty(self.mir, self.tcx)
607                     .to_ty(self.tcx);
608                 let ty = tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs, &ty);
609                 visit_drop_use(self.tcx, ty, true, self.output);
610             }
611             mir::TerminatorKind::Goto { .. } |
612             mir::TerminatorKind::SwitchInt { .. } |
613             mir::TerminatorKind::Resume |
614             mir::TerminatorKind::Return |
615             mir::TerminatorKind::Unreachable |
616             mir::TerminatorKind::Assert { .. } => {}
617             mir::TerminatorKind::GeneratorDrop |
618             mir::TerminatorKind::Yield { .. } => bug!(),
619         }
620
621         self.super_terminator_kind(block, kind, location);
622     }
623
624     fn visit_static(&mut self,
625                     static_: &mir::Static<'tcx>,
626                     context: mir::visit::LvalueContext<'tcx>,
627                     location: Location) {
628         debug!("visiting static {:?} @ {:?}", static_.def_id, location);
629
630         let tcx = self.tcx;
631         let instance = Instance::mono(tcx, static_.def_id);
632         if should_trans_locally(tcx, &instance) {
633             let node_id = tcx.hir.as_local_node_id(static_.def_id).unwrap();
634             self.output.push(TransItem::Static(node_id));
635         }
636
637         self.super_static(static_, context, location);
638     }
639 }
640
641 fn visit_drop_use<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
642                             ty: Ty<'tcx>,
643                             is_direct_call: bool,
644                             output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
645 {
646     let instance = monomorphize::resolve_drop_in_place(tcx, ty);
647     visit_instance_use(tcx, instance, is_direct_call, output);
648 }
649
650 fn visit_fn_use<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
651                           ty: Ty<'tcx>,
652                           is_direct_call: bool,
653                           output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
654 {
655     if let ty::TyFnDef(def_id, substs) = ty.sty {
656         let instance = monomorphize::resolve(tcx, def_id, substs);
657         visit_instance_use(tcx, instance, is_direct_call, output);
658     }
659 }
660
661 fn visit_instance_use<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
662                                 instance: ty::Instance<'tcx>,
663                                 is_direct_call: bool,
664                                 output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
665 {
666     debug!("visit_item_use({:?}, is_direct_call={:?})", instance, is_direct_call);
667     if !should_trans_locally(tcx, &instance) {
668         return
669     }
670
671     match instance.def {
672         ty::InstanceDef::Intrinsic(def_id) => {
673             if !is_direct_call {
674                 bug!("intrinsic {:?} being reified", def_id);
675             }
676         }
677         ty::InstanceDef::Virtual(..) |
678         ty::InstanceDef::DropGlue(_, None) => {
679             // don't need to emit shim if we are calling directly.
680             if !is_direct_call {
681                 output.push(create_fn_trans_item(instance));
682             }
683         }
684         ty::InstanceDef::DropGlue(_, Some(_)) => {
685             output.push(create_fn_trans_item(instance));
686         }
687         ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
688         ty::InstanceDef::Item(..) |
689         ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
690         ty::InstanceDef::CloneShim(..) => {
691             output.push(create_fn_trans_item(instance));
692         }
693     }
694 }
695
696 // Returns true if we should translate an instance in the local crate.
697 // Returns false if we can just link to the upstream crate and therefore don't
698 // need a translation item.
699 fn should_trans_locally<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, instance: &Instance<'tcx>)
700                                   -> bool {
701     let def_id = match instance.def {
702         ty::InstanceDef::Item(def_id) => def_id,
703         ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
704         ty::InstanceDef::Virtual(..) |
705         ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
706         ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
707         ty::InstanceDef::Intrinsic(_) |
708         ty::InstanceDef::CloneShim(..) => return true
709     };
710     match tcx.hir.get_if_local(def_id) {
711         Some(hir_map::NodeForeignItem(..)) => {
712             false // foreign items are linked against, not translated.
713         }
714         Some(_) => true,
715         None => {
716             if tcx.is_exported_symbol(def_id) ||
717                 tcx.is_foreign_item(def_id)
718             {
719                 // We can link to the item in question, no instance needed
720                 // in this crate
721                 false
722             } else {
723                 if !tcx.is_mir_available(def_id) {
724                     bug!("Cannot create local trans-item for {:?}", def_id)
725                 }
726                 true
727             }
728         }
729     }
730 }
731
732 /// For given pair of source and target type that occur in an unsizing coercion,
733 /// this function finds the pair of types that determines the vtable linking
734 /// them.
735 ///
736 /// For example, the source type might be `&SomeStruct` and the target type\
737 /// might be `&SomeTrait` in a cast like:
738 ///
739 /// let src: &SomeStruct = ...;
740 /// let target = src as &SomeTrait;
741 ///
742 /// Then the output of this function would be (SomeStruct, SomeTrait) since for
743 /// constructing the `target` fat-pointer we need the vtable for that pair.
744 ///
745 /// Things can get more complicated though because there's also the case where
746 /// the unsized type occurs as a field:
747 ///
748 /// ```rust
749 /// struct ComplexStruct<T: ?Sized> {
750 ///    a: u32,
751 ///    b: f64,
752 ///    c: T
753 /// }
754 /// ```
755 ///
756 /// In this case, if `T` is sized, `&ComplexStruct<T>` is a thin pointer. If `T`
757 /// is unsized, `&SomeStruct` is a fat pointer, and the vtable it points to is
758 /// for the pair of `T` (which is a trait) and the concrete type that `T` was
759 /// originally coerced from:
760 ///
761 /// let src: &ComplexStruct<SomeStruct> = ...;
762 /// let target = src as &ComplexStruct<SomeTrait>;
763 ///
764 /// Again, we want this `find_vtable_types_for_unsizing()` to provide the pair
765 /// `(SomeStruct, SomeTrait)`.
766 ///
767 /// Finally, there is also the case of custom unsizing coercions, e.g. for
768 /// smart pointers such as `Rc` and `Arc`.
769 fn find_vtable_types_for_unsizing<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
770                                             source_ty: Ty<'tcx>,
771                                             target_ty: Ty<'tcx>)
772                                             -> (Ty<'tcx>, Ty<'tcx>) {
773     let ptr_vtable = |inner_source: Ty<'tcx>, inner_target: Ty<'tcx>| {
774         if !type_is_sized(tcx, inner_source) {
775             (inner_source, inner_target)
776         } else {
777             tcx.struct_lockstep_tails(inner_source, inner_target)
778         }
779     };
780     match (&source_ty.sty, &target_ty.sty) {
781         (&ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
782          &ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) |
783         (&ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
784          &ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) |
785         (&ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
786          &ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) => {
787             ptr_vtable(a, b)
788         }
789         (&ty::TyAdt(def_a, _), &ty::TyAdt(def_b, _)) if def_a.is_box() && def_b.is_box() => {
790             ptr_vtable(source_ty.boxed_ty(), target_ty.boxed_ty())
791         }
792
793         (&ty::TyAdt(source_adt_def, source_substs),
794          &ty::TyAdt(target_adt_def, target_substs)) => {
795             assert_eq!(source_adt_def, target_adt_def);
796
797             let kind =
798                 monomorphize::custom_coerce_unsize_info(tcx, source_ty, target_ty);
799
800             let coerce_index = match kind {
801                 CustomCoerceUnsized::Struct(i) => i
802             };
803
804             let source_fields = &source_adt_def.struct_variant().fields;
805             let target_fields = &target_adt_def.struct_variant().fields;
806
807             assert!(coerce_index < source_fields.len() &&
808                     source_fields.len() == target_fields.len());
809
810             find_vtable_types_for_unsizing(tcx,
811                                            source_fields[coerce_index].ty(tcx,
812                                                                           source_substs),
813                                            target_fields[coerce_index].ty(tcx,
814                                                                           target_substs))
815         }
816         _ => bug!("find_vtable_types_for_unsizing: invalid coercion {:?} -> {:?}",
817                   source_ty,
818                   target_ty)
819     }
820 }
821
822 fn create_fn_trans_item<'a, 'tcx>(instance: Instance<'tcx>) -> TransItem<'tcx> {
823     debug!("create_fn_trans_item(instance={})", instance);
824     TransItem::Fn(instance)
825 }
826
827 /// Creates a `TransItem` for each method that is referenced by the vtable for
828 /// the given trait/impl pair.
829 fn create_trans_items_for_vtable_methods<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
830                                                    trait_ty: Ty<'tcx>,
831                                                    impl_ty: Ty<'tcx>,
832                                                    output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>) {
833     assert!(!trait_ty.needs_subst() && !trait_ty.has_escaping_regions() &&
834             !impl_ty.needs_subst() && !impl_ty.has_escaping_regions());
835
836     if let ty::TyDynamic(ref trait_ty, ..) = trait_ty.sty {
837         if let Some(principal) = trait_ty.principal() {
838             let poly_trait_ref = principal.with_self_ty(tcx, impl_ty);
839             assert!(!poly_trait_ref.has_escaping_regions());
840
841             // Walk all methods of the trait, including those of its supertraits
842             let methods = traits::get_vtable_methods(tcx, poly_trait_ref);
843             let methods = methods.filter_map(|method| method)
844                 .map(|(def_id, substs)| monomorphize::resolve(tcx, def_id, substs))
845                 .filter(|&instance| should_trans_locally(tcx, &instance))
846                 .map(|instance| create_fn_trans_item(instance));
847             output.extend(methods);
848         }
849         // Also add the destructor
850         visit_drop_use(tcx, impl_ty, false, output);
851     }
852 }
853
854 //=-----------------------------------------------------------------------------
855 // Root Collection
856 //=-----------------------------------------------------------------------------
857
858 struct RootCollector<'b, 'a: 'b, 'tcx: 'a + 'b> {
859     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
860     mode: TransItemCollectionMode,
861     output: &'b mut Vec<TransItem<'tcx>>,
862 }
863
864 impl<'b, 'a, 'v> ItemLikeVisitor<'v> for RootCollector<'b, 'a, 'v> {
865     fn visit_item(&mut self, item: &'v hir::Item) {
866         match item.node {
867             hir::ItemExternCrate(..) |
868             hir::ItemUse(..)         |
869             hir::ItemForeignMod(..)  |
870             hir::ItemTy(..)          |
871             hir::ItemDefaultImpl(..) |
872             hir::ItemTrait(..)       |
873             hir::ItemMod(..)         => {
874                 // Nothing to do, just keep recursing...
875             }
876
877             hir::ItemImpl(..) => {
878                 if self.mode == TransItemCollectionMode::Eager {
879                     create_trans_items_for_default_impls(self.tcx,
880                                                          item,
881                                                          self.output);
882                 }
883             }
884
885             hir::ItemEnum(_, ref generics) |
886             hir::ItemStruct(_, ref generics) |
887             hir::ItemUnion(_, ref generics) => {
888                 if !generics.is_parameterized() {
889                     if self.mode == TransItemCollectionMode::Eager {
890                         let def_id = self.tcx.hir.local_def_id(item.id);
891                         debug!("RootCollector: ADT drop-glue for {}",
892                                def_id_to_string(self.tcx, def_id));
893
894                         let ty = def_ty(self.tcx, def_id, Substs::empty());
895                         visit_drop_use(self.tcx, ty, true, self.output);
896                     }
897                 }
898             }
899             hir::ItemGlobalAsm(..) => {
900                 debug!("RootCollector: ItemGlobalAsm({})",
901                        def_id_to_string(self.tcx,
902                                         self.tcx.hir.local_def_id(item.id)));
903                 self.output.push(TransItem::GlobalAsm(item.id));
904             }
905             hir::ItemStatic(..) => {
906                 debug!("RootCollector: ItemStatic({})",
907                        def_id_to_string(self.tcx,
908                                         self.tcx.hir.local_def_id(item.id)));
909                 self.output.push(TransItem::Static(item.id));
910             }
911             hir::ItemConst(..) => {
912                 // const items only generate translation items if they are
913                 // actually used somewhere. Just declaring them is insufficient.
914             }
915             hir::ItemFn(..) => {
916                 let tcx = self.tcx;
917                 let def_id = tcx.hir.local_def_id(item.id);
918
919                 if (self.mode == TransItemCollectionMode::Eager ||
920                     !tcx.is_const_fn(def_id) || tcx.is_exported_symbol(def_id)) &&
921                    !item_has_type_parameters(tcx, def_id) {
922
923                     debug!("RootCollector: ItemFn({})",
924                            def_id_to_string(tcx, def_id));
925
926                     let instance = Instance::mono(tcx, def_id);
927                     self.output.push(TransItem::Fn(instance));
928                 }
929             }
930         }
931     }
932
933     fn visit_trait_item(&mut self, _: &'v hir::TraitItem) {
934         // Even if there's a default body with no explicit generics,
935         // it's still generic over some `Self: Trait`, so not a root.
936     }
937
938     fn visit_impl_item(&mut self, ii: &'v hir::ImplItem) {
939         match ii.node {
940             hir::ImplItemKind::Method(hir::MethodSig { .. }, _) => {
941                 let tcx = self.tcx;
942                 let def_id = tcx.hir.local_def_id(ii.id);
943
944                 if (self.mode == TransItemCollectionMode::Eager ||
945                     !tcx.is_const_fn(def_id) ||
946                     tcx.is_exported_symbol(def_id)) &&
947                    !item_has_type_parameters(tcx, def_id) {
948                     debug!("RootCollector: MethodImplItem({})",
949                            def_id_to_string(tcx, def_id));
950
951                     let instance = Instance::mono(tcx, def_id);
952                     self.output.push(TransItem::Fn(instance));
953                 }
954             }
955             _ => { /* Nothing to do here */ }
956         }
957     }
958 }
959
960 fn item_has_type_parameters<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId) -> bool {
961     let generics = tcx.generics_of(def_id);
962     generics.parent_types as usize + generics.types.len() > 0
963 }
964
965 fn create_trans_items_for_default_impls<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
966                                                   item: &'tcx hir::Item,
967                                                   output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>) {
968     match item.node {
969         hir::ItemImpl(_,
970                       _,
971                       _,
972                       ref generics,
973                       ..,
974                       ref impl_item_refs) => {
975             if generics.is_type_parameterized() {
976                 return
977             }
978
979             let impl_def_id = tcx.hir.local_def_id(item.id);
980
981             debug!("create_trans_items_for_default_impls(item={})",
982                    def_id_to_string(tcx, impl_def_id));
983
984             if let Some(trait_ref) = tcx.impl_trait_ref(impl_def_id) {
985                 let callee_substs = tcx.erase_regions(&trait_ref.substs);
986                 let overridden_methods: FxHashSet<_> =
987                     impl_item_refs.iter()
988                                   .map(|iiref| iiref.name)
989                                   .collect();
990                 for method in tcx.provided_trait_methods(trait_ref.def_id) {
991                     if overridden_methods.contains(&method.name) {
992                         continue;
993                     }
994
995                     if !tcx.generics_of(method.def_id).types.is_empty() {
996                         continue;
997                     }
998
999                     let instance =
1000                         monomorphize::resolve(tcx, method.def_id, callee_substs);
1001
1002                     let trans_item = create_fn_trans_item(instance);
1003                     if trans_item.is_instantiable(tcx) && should_trans_locally(tcx, &instance) {
1004                         output.push(trans_item);
1005                     }
1006                 }
1007             }
1008         }
1009         _ => {
1010             bug!()
1011         }
1012     }
1013 }
1014
1015 /// Scan the MIR in order to find function calls, closures, and drop-glue
1016 fn collect_neighbours<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
1017                                 instance: Instance<'tcx>,
1018                                 const_context: bool,
1019                                 output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
1020 {
1021     let mir = tcx.instance_mir(instance.def);
1022
1023     let mut visitor = MirNeighborCollector {
1024         tcx,
1025         mir: &mir,
1026         output,
1027         param_substs: instance.substs,
1028         const_context,
1029     };
1030
1031     visitor.visit_mir(&mir);
1032     for promoted in &mir.promoted {
1033         visitor.mir = promoted;
1034         visitor.visit_mir(promoted);
1035     }
1036 }
1037
1038 fn def_id_to_string<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
1039                               def_id: DefId)
1040                               -> String {
1041     let mut output = String::new();
1042     let printer = DefPathBasedNames::new(tcx, false, false);
1043     printer.push_def_path(def_id, &mut output);
1044     output
1045 }