]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_trans/collector.rs
Refactor: {Lvalue,Rvalue,Operand}::ty only need the locals' types, not the full &Mir
[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::lang_items::{ExchangeMallocFnLangItem};
197 use rustc::traits;
198 use rustc::ty::subst::Substs;
199 use rustc::ty::{self, TypeFoldable, TyCtxt};
200 use rustc::ty::adjustment::CustomCoerceUnsized;
201 use rustc::mir::{self, Location};
202 use rustc::mir::visit::Visitor as MirVisitor;
203
204 use context::SharedCrateContext;
205 use common::{def_ty, instance_ty};
206 use monomorphize::{self, Instance};
207 use rustc::util::nodemap::{FxHashSet, FxHashMap, DefIdMap};
208
209 use trans_item::{TransItem, DefPathBasedNames, InstantiationMode};
210
211 #[derive(PartialEq, Eq, Hash, Clone, Copy, Debug)]
212 pub enum TransItemCollectionMode {
213     Eager,
214     Lazy
215 }
216
217 /// Maps every translation item to all translation items it references in its
218 /// body.
219 pub struct InliningMap<'tcx> {
220     // Maps a source translation item to a range of target translation items
221     // that are potentially inlined by LLVM into the source.
222     // The two numbers in the tuple are the start (inclusive) and
223     // end index (exclusive) within the `targets` vecs.
224     index: FxHashMap<TransItem<'tcx>, (usize, usize)>,
225     targets: Vec<TransItem<'tcx>>,
226 }
227
228 impl<'tcx> InliningMap<'tcx> {
229
230     fn new() -> InliningMap<'tcx> {
231         InliningMap {
232             index: FxHashMap(),
233             targets: Vec::new(),
234         }
235     }
236
237     fn record_inlining_canditates<I>(&mut self,
238                                      source: TransItem<'tcx>,
239                                      targets: I)
240         where I: Iterator<Item=TransItem<'tcx>>
241     {
242         assert!(!self.index.contains_key(&source));
243
244         let start_index = self.targets.len();
245         self.targets.extend(targets);
246         let end_index = self.targets.len();
247         self.index.insert(source, (start_index, end_index));
248     }
249
250     // Internally iterate over all items referenced by `source` which will be
251     // made available for inlining.
252     pub fn with_inlining_candidates<F>(&self, source: TransItem<'tcx>, mut f: F)
253         where F: FnMut(TransItem<'tcx>) {
254         if let Some(&(start_index, end_index)) = self.index.get(&source)
255         {
256             for candidate in &self.targets[start_index .. end_index] {
257                 f(*candidate)
258             }
259         }
260     }
261 }
262
263 pub fn collect_crate_translation_items<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
264                                                  mode: TransItemCollectionMode)
265                                                  -> (FxHashSet<TransItem<'tcx>>,
266                                                      InliningMap<'tcx>) {
267     // We are not tracking dependencies of this pass as it has to be re-executed
268     // every time no matter what.
269     scx.tcx().dep_graph.with_ignore(|| {
270         let roots = collect_roots(scx, mode);
271
272         debug!("Building translation item graph, beginning at roots");
273         let mut visited = FxHashSet();
274         let mut recursion_depths = DefIdMap();
275         let mut inlining_map = InliningMap::new();
276
277         for root in roots {
278             collect_items_rec(scx,
279                               root,
280                               &mut visited,
281                               &mut recursion_depths,
282                               &mut inlining_map);
283         }
284
285         (visited, inlining_map)
286     })
287 }
288
289 // Find all non-generic items by walking the HIR. These items serve as roots to
290 // start monomorphizing from.
291 fn collect_roots<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
292                            mode: TransItemCollectionMode)
293                            -> Vec<TransItem<'tcx>> {
294     debug!("Collecting roots");
295     let mut roots = Vec::new();
296
297     {
298         let mut visitor = RootCollector {
299             scx: scx,
300             mode: mode,
301             output: &mut roots,
302         };
303
304         scx.tcx().hir.krate().visit_all_item_likes(&mut visitor);
305     }
306
307     // We can only translate items that are instantiable - items all of
308     // whose predicates hold. Luckily, items that aren't instantiable
309     // can't actually be used, so we can just skip translating them.
310     roots.retain(|root| root.is_instantiable(scx.tcx()));
311
312     roots
313 }
314
315 // Collect all monomorphized translation items reachable from `starting_point`
316 fn collect_items_rec<'a, 'tcx: 'a>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
317                                    starting_point: TransItem<'tcx>,
318                                    visited: &mut FxHashSet<TransItem<'tcx>>,
319                                    recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>,
320                                    inlining_map: &mut InliningMap<'tcx>) {
321     if !visited.insert(starting_point.clone()) {
322         // We've been here already, no need to search again.
323         return;
324     }
325     debug!("BEGIN collect_items_rec({})", starting_point.to_string(scx.tcx()));
326
327     let mut neighbors = Vec::new();
328     let recursion_depth_reset;
329
330     match starting_point {
331         TransItem::Static(node_id) => {
332             let def_id = scx.tcx().hir.local_def_id(node_id);
333             let instance = Instance::mono(scx.tcx(), def_id);
334
335             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
336             debug_assert!(should_trans_locally(scx.tcx(), &instance));
337
338             let ty = instance_ty(scx, &instance);
339             visit_drop_use(scx, ty, true, &mut neighbors);
340
341             recursion_depth_reset = None;
342
343             collect_neighbours(scx, instance, &mut neighbors);
344         }
345         TransItem::Fn(instance) => {
346             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
347             debug_assert!(should_trans_locally(scx.tcx(), &instance));
348
349             // Keep track of the monomorphization recursion depth
350             recursion_depth_reset = Some(check_recursion_limit(scx.tcx(),
351                                                                instance,
352                                                                recursion_depths));
353             check_type_length_limit(scx.tcx(), instance);
354
355             collect_neighbours(scx, instance, &mut neighbors);
356         }
357         TransItem::GlobalAsm(..) => {
358             recursion_depth_reset = None;
359         }
360     }
361
362     record_inlining_canditates(scx.tcx(), starting_point, &neighbors[..], inlining_map);
363
364     for neighbour in neighbors {
365         collect_items_rec(scx, neighbour, visited, recursion_depths, inlining_map);
366     }
367
368     if let Some((def_id, depth)) = recursion_depth_reset {
369         recursion_depths.insert(def_id, depth);
370     }
371
372     debug!("END collect_items_rec({})", starting_point.to_string(scx.tcx()));
373 }
374
375 fn record_inlining_canditates<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
376                                         caller: TransItem<'tcx>,
377                                         callees: &[TransItem<'tcx>],
378                                         inlining_map: &mut InliningMap<'tcx>) {
379     let is_inlining_candidate = |trans_item: &TransItem<'tcx>| {
380         trans_item.instantiation_mode(tcx) == InstantiationMode::LocalCopy
381     };
382
383     let inlining_candidates = callees.into_iter()
384                                      .map(|x| *x)
385                                      .filter(is_inlining_candidate);
386
387     inlining_map.record_inlining_canditates(caller, inlining_candidates);
388 }
389
390 fn check_recursion_limit<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
391                                    instance: Instance<'tcx>,
392                                    recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>)
393                                    -> (DefId, usize) {
394     let def_id = instance.def_id();
395     let recursion_depth = recursion_depths.get(&def_id).cloned().unwrap_or(0);
396     debug!(" => recursion depth={}", recursion_depth);
397
398     let recursion_depth = if Some(def_id) == tcx.lang_items.drop_in_place_fn() {
399         // HACK: drop_in_place creates tight monomorphization loops. Give
400         // it more margin.
401         recursion_depth / 4
402     } else {
403         recursion_depth
404     };
405
406     // Code that needs to instantiate the same function recursively
407     // more than the recursion limit is assumed to be causing an
408     // infinite expansion.
409     if recursion_depth > tcx.sess.recursion_limit.get() {
410         let error = format!("reached the recursion limit while instantiating `{}`",
411                             instance);
412         if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
413             tcx.sess.span_fatal(tcx.hir.span(node_id), &error);
414         } else {
415             tcx.sess.fatal(&error);
416         }
417     }
418
419     recursion_depths.insert(def_id, recursion_depth + 1);
420
421     (def_id, recursion_depth)
422 }
423
424 fn check_type_length_limit<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
425                                      instance: Instance<'tcx>)
426 {
427     let type_length = instance.substs.types().flat_map(|ty| ty.walk()).count();
428     debug!(" => type length={}", type_length);
429
430     // Rust code can easily create exponentially-long types using only a
431     // polynomial recursion depth. Even with the default recursion
432     // depth, you can easily get cases that take >2^60 steps to run,
433     // which means that rustc basically hangs.
434     //
435     // Bail out in these cases to avoid that bad user experience.
436     let type_length_limit = tcx.sess.type_length_limit.get();
437     if type_length > type_length_limit {
438         // The instance name is already known to be too long for rustc. Use
439         // `{:.64}` to avoid blasting the user's terminal with thousands of
440         // lines of type-name.
441         let instance_name = instance.to_string();
442         let msg = format!("reached the type-length limit while instantiating `{:.64}...`",
443                           instance_name);
444         let mut diag = if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(instance.def_id()) {
445             tcx.sess.struct_span_fatal(tcx.hir.span(node_id), &msg)
446         } else {
447             tcx.sess.struct_fatal(&msg)
448         };
449
450         diag.note(&format!(
451             "consider adding a `#![type_length_limit=\"{}\"]` attribute to your crate",
452             type_length_limit*2));
453         diag.emit();
454         tcx.sess.abort_if_errors();
455     }
456 }
457
458 struct MirNeighborCollector<'a, 'tcx: 'a> {
459     scx: &'a SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
460     mir: &'a mir::Mir<'tcx>,
461     output: &'a mut Vec<TransItem<'tcx>>,
462     param_substs: &'tcx Substs<'tcx>
463 }
464
465 impl<'a, 'tcx> MirVisitor<'tcx> for MirNeighborCollector<'a, 'tcx> {
466
467     fn visit_rvalue(&mut self, rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>, location: Location) {
468         debug!("visiting rvalue {:?}", *rvalue);
469
470         match *rvalue {
471             // When doing an cast from a regular pointer to a fat pointer, we
472             // have to instantiate all methods of the trait being cast to, so we
473             // can build the appropriate vtable.
474             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::Unsize, ref operand, target_ty) => {
475                 let target_ty = self.scx.tcx().trans_apply_param_substs(self.param_substs,
476                                                                         &target_ty);
477                 let source_ty = operand.ty(&self.mir.local_decls, self.scx.tcx());
478                 let source_ty = self.scx.tcx().trans_apply_param_substs(self.param_substs,
479                                                                         &source_ty);
480                 let (source_ty, target_ty) = find_vtable_types_for_unsizing(self.scx,
481                                                                             source_ty,
482                                                                             target_ty);
483                 // This could also be a different Unsize instruction, like
484                 // from a fixed sized array to a slice. But we are only
485                 // interested in things that produce a vtable.
486                 if target_ty.is_trait() && !source_ty.is_trait() {
487                     create_trans_items_for_vtable_methods(self.scx,
488                                                           target_ty,
489                                                           source_ty,
490                                                           self.output);
491                 }
492             }
493             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::ReifyFnPointer, ref operand, _) => {
494                 let fn_ty = operand.ty(&self.mir.local_decls, self.scx.tcx());
495                 let fn_ty = self.scx.tcx().trans_apply_param_substs(self.param_substs,
496                                                                     &fn_ty);
497                 visit_fn_use(self.scx, fn_ty, false, &mut self.output);
498             }
499             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::ClosureFnPointer, ref operand, _) => {
500                 let source_ty = operand.ty(&self.mir.local_decls, self.scx.tcx());
501                 let source_ty = self.scx.tcx().trans_apply_param_substs(self.param_substs,
502                                                                         &source_ty);
503                 match source_ty.sty {
504                     ty::TyClosure(def_id, substs) => {
505                         let instance = monomorphize::resolve_closure(
506                             self.scx, def_id, substs, ty::ClosureKind::FnOnce);
507                         self.output.push(create_fn_trans_item(instance));
508                     }
509                     _ => bug!(),
510                 }
511             }
512             mir::Rvalue::NullaryOp(mir::NullOp::Box, _) => {
513                 let tcx = self.scx.tcx();
514                 let exchange_malloc_fn_def_id = tcx
515                     .lang_items
516                     .require(ExchangeMallocFnLangItem)
517                     .unwrap_or_else(|e| self.scx.sess().fatal(&e));
518                 let instance = Instance::mono(tcx, exchange_malloc_fn_def_id);
519                 if should_trans_locally(tcx, &instance) {
520                     self.output.push(create_fn_trans_item(instance));
521                 }
522             }
523             _ => { /* not interesting */ }
524         }
525
526         self.super_rvalue(rvalue, location);
527     }
528
529     fn visit_constant(&mut self, constant: &mir::Constant<'tcx>, location: Location) {
530         debug!("visiting constant {:?} @ {:?}", *constant, location);
531
532         if let ty::TyFnDef(..) = constant.ty.sty {
533             // function definitions are zero-sized, and only generate
534             // IR when they are called/reified.
535             self.super_constant(constant, location);
536             return
537         }
538
539         if let mir::Literal::Item { def_id, substs } = constant.literal {
540             let substs = self.scx.tcx().trans_apply_param_substs(self.param_substs,
541                                                                  &substs);
542             let instance = monomorphize::resolve(self.scx, def_id, substs);
543             collect_neighbours(self.scx, instance, self.output);
544         }
545
546         self.super_constant(constant, location);
547     }
548
549     fn visit_terminator_kind(&mut self,
550                              block: mir::BasicBlock,
551                              kind: &mir::TerminatorKind<'tcx>,
552                              location: Location) {
553         debug!("visiting terminator {:?} @ {:?}", kind, location);
554
555         let tcx = self.scx.tcx();
556         match *kind {
557             mir::TerminatorKind::Call { ref func, .. } => {
558                 let callee_ty = func.ty(&self.mir.local_decls, tcx);
559                 let callee_ty = tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs, &callee_ty);
560                 visit_fn_use(self.scx, callee_ty, true, &mut self.output);
561             }
562             mir::TerminatorKind::Drop { ref location, .. } |
563             mir::TerminatorKind::DropAndReplace { ref location, .. } => {
564                 let ty = location.ty(&self.mir.local_decls, self.scx.tcx())
565                     .to_ty(self.scx.tcx());
566                 let ty = tcx.trans_apply_param_substs(self.param_substs, &ty);
567                 visit_drop_use(self.scx, ty, true, self.output);
568             }
569             mir::TerminatorKind::Goto { .. } |
570             mir::TerminatorKind::SwitchInt { .. } |
571             mir::TerminatorKind::Resume |
572             mir::TerminatorKind::Return |
573             mir::TerminatorKind::Unreachable |
574             mir::TerminatorKind::Assert { .. } => {}
575         }
576
577         self.super_terminator_kind(block, kind, location);
578     }
579 }
580
581 fn visit_drop_use<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
582                             ty: ty::Ty<'tcx>,
583                             is_direct_call: bool,
584                             output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
585 {
586     let instance = monomorphize::resolve_drop_in_place(scx, ty);
587     visit_instance_use(scx, instance, is_direct_call, output);
588 }
589
590 fn visit_fn_use<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
591                           ty: ty::Ty<'tcx>,
592                           is_direct_call: bool,
593                           output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
594 {
595     if let ty::TyFnDef(def_id, substs) = ty.sty {
596         let instance = monomorphize::resolve(scx, def_id, substs);
597         visit_instance_use(scx, instance, is_direct_call, output);
598     }
599 }
600
601 fn visit_instance_use<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
602                                 instance: ty::Instance<'tcx>,
603                                 is_direct_call: bool,
604                                 output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
605 {
606     debug!("visit_item_use({:?}, is_direct_call={:?})", instance, is_direct_call);
607     if !should_trans_locally(scx.tcx(), &instance) {
608         return
609     }
610
611     match instance.def {
612         ty::InstanceDef::Intrinsic(def_id) => {
613             if !is_direct_call {
614                 bug!("intrinsic {:?} being reified", def_id);
615             }
616         }
617         ty::InstanceDef::Virtual(..) |
618         ty::InstanceDef::DropGlue(_, None) => {
619             // don't need to emit shim if we are calling directly.
620             if !is_direct_call {
621                 output.push(create_fn_trans_item(instance));
622             }
623         }
624         ty::InstanceDef::DropGlue(_, Some(_)) => {
625             output.push(create_fn_trans_item(instance));
626         }
627         ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
628         ty::InstanceDef::Item(..) |
629         ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) => {
630             output.push(create_fn_trans_item(instance));
631         }
632     }
633 }
634
635 // Returns true if we should translate an instance in the local crate.
636 // Returns false if we can just link to the upstream crate and therefore don't
637 // need a translation item.
638 fn should_trans_locally<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, instance: &Instance<'tcx>)
639                                   -> bool {
640     let def_id = match instance.def {
641         ty::InstanceDef::Item(def_id) => def_id,
642         ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
643         ty::InstanceDef::Virtual(..) |
644         ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
645         ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
646         ty::InstanceDef::Intrinsic(_) => return true
647     };
648     match tcx.hir.get_if_local(def_id) {
649         Some(hir_map::NodeForeignItem(..)) => {
650             false // foreign items are linked against, not translated.
651         }
652         Some(_) => true,
653         None => {
654             if tcx.is_exported_symbol(def_id) ||
655                 tcx.is_foreign_item(def_id)
656             {
657                 // We can link to the item in question, no instance needed
658                 // in this crate
659                 false
660             } else {
661                 if !tcx.is_mir_available(def_id) {
662                     bug!("Cannot create local trans-item for {:?}", def_id)
663                 }
664                 true
665             }
666         }
667     }
668 }
669
670 /// For given pair of source and target type that occur in an unsizing coercion,
671 /// this function finds the pair of types that determines the vtable linking
672 /// them.
673 ///
674 /// For example, the source type might be `&SomeStruct` and the target type\
675 /// might be `&SomeTrait` in a cast like:
676 ///
677 /// let src: &SomeStruct = ...;
678 /// let target = src as &SomeTrait;
679 ///
680 /// Then the output of this function would be (SomeStruct, SomeTrait) since for
681 /// constructing the `target` fat-pointer we need the vtable for that pair.
682 ///
683 /// Things can get more complicated though because there's also the case where
684 /// the unsized type occurs as a field:
685 ///
686 /// ```rust
687 /// struct ComplexStruct<T: ?Sized> {
688 ///    a: u32,
689 ///    b: f64,
690 ///    c: T
691 /// }
692 /// ```
693 ///
694 /// In this case, if `T` is sized, `&ComplexStruct<T>` is a thin pointer. If `T`
695 /// is unsized, `&SomeStruct` is a fat pointer, and the vtable it points to is
696 /// for the pair of `T` (which is a trait) and the concrete type that `T` was
697 /// originally coerced from:
698 ///
699 /// let src: &ComplexStruct<SomeStruct> = ...;
700 /// let target = src as &ComplexStruct<SomeTrait>;
701 ///
702 /// Again, we want this `find_vtable_types_for_unsizing()` to provide the pair
703 /// `(SomeStruct, SomeTrait)`.
704 ///
705 /// Finally, there is also the case of custom unsizing coercions, e.g. for
706 /// smart pointers such as `Rc` and `Arc`.
707 fn find_vtable_types_for_unsizing<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
708                                             source_ty: ty::Ty<'tcx>,
709                                             target_ty: ty::Ty<'tcx>)
710                                             -> (ty::Ty<'tcx>, ty::Ty<'tcx>) {
711     let ptr_vtable = |inner_source: ty::Ty<'tcx>, inner_target: ty::Ty<'tcx>| {
712         if !scx.type_is_sized(inner_source) {
713             (inner_source, inner_target)
714         } else {
715             scx.tcx().struct_lockstep_tails(inner_source, inner_target)
716         }
717     };
718     match (&source_ty.sty, &target_ty.sty) {
719         (&ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
720          &ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) |
721         (&ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
722          &ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) |
723         (&ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
724          &ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) => {
725             ptr_vtable(a, b)
726         }
727         (&ty::TyAdt(def_a, _), &ty::TyAdt(def_b, _)) if def_a.is_box() && def_b.is_box() => {
728             ptr_vtable(source_ty.boxed_ty(), target_ty.boxed_ty())
729         }
730
731         (&ty::TyAdt(source_adt_def, source_substs),
732          &ty::TyAdt(target_adt_def, target_substs)) => {
733             assert_eq!(source_adt_def, target_adt_def);
734
735             let kind =
736                 monomorphize::custom_coerce_unsize_info(scx, source_ty, target_ty);
737
738             let coerce_index = match kind {
739                 CustomCoerceUnsized::Struct(i) => i
740             };
741
742             let source_fields = &source_adt_def.struct_variant().fields;
743             let target_fields = &target_adt_def.struct_variant().fields;
744
745             assert!(coerce_index < source_fields.len() &&
746                     source_fields.len() == target_fields.len());
747
748             find_vtable_types_for_unsizing(scx,
749                                            source_fields[coerce_index].ty(scx.tcx(),
750                                                                           source_substs),
751                                            target_fields[coerce_index].ty(scx.tcx(),
752                                                                           target_substs))
753         }
754         _ => bug!("find_vtable_types_for_unsizing: invalid coercion {:?} -> {:?}",
755                   source_ty,
756                   target_ty)
757     }
758 }
759
760 fn create_fn_trans_item<'a, 'tcx>(instance: Instance<'tcx>) -> TransItem<'tcx> {
761     debug!("create_fn_trans_item(instance={})", instance);
762     TransItem::Fn(instance)
763 }
764
765 /// Creates a `TransItem` for each method that is referenced by the vtable for
766 /// the given trait/impl pair.
767 fn create_trans_items_for_vtable_methods<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
768                                                    trait_ty: ty::Ty<'tcx>,
769                                                    impl_ty: ty::Ty<'tcx>,
770                                                    output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>) {
771     assert!(!trait_ty.needs_subst() && !trait_ty.has_escaping_regions() &&
772             !impl_ty.needs_subst() && !impl_ty.has_escaping_regions());
773
774     if let ty::TyDynamic(ref trait_ty, ..) = trait_ty.sty {
775         if let Some(principal) = trait_ty.principal() {
776             let poly_trait_ref = principal.with_self_ty(scx.tcx(), impl_ty);
777             assert!(!poly_trait_ref.has_escaping_regions());
778
779             // Walk all methods of the trait, including those of its supertraits
780             let methods = traits::get_vtable_methods(scx.tcx(), poly_trait_ref);
781             let methods = methods.filter_map(|method| method)
782                 .map(|(def_id, substs)| monomorphize::resolve(scx, def_id, substs))
783                 .filter(|&instance| should_trans_locally(scx.tcx(), &instance))
784                 .map(|instance| create_fn_trans_item(instance));
785             output.extend(methods);
786         }
787         // Also add the destructor
788         visit_drop_use(scx, impl_ty, false, output);
789     }
790 }
791
792 //=-----------------------------------------------------------------------------
793 // Root Collection
794 //=-----------------------------------------------------------------------------
795
796 struct RootCollector<'b, 'a: 'b, 'tcx: 'a + 'b> {
797     scx: &'b SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
798     mode: TransItemCollectionMode,
799     output: &'b mut Vec<TransItem<'tcx>>,
800 }
801
802 impl<'b, 'a, 'v> ItemLikeVisitor<'v> for RootCollector<'b, 'a, 'v> {
803     fn visit_item(&mut self, item: &'v hir::Item) {
804         match item.node {
805             hir::ItemExternCrate(..) |
806             hir::ItemUse(..)         |
807             hir::ItemForeignMod(..)  |
808             hir::ItemTy(..)          |
809             hir::ItemDefaultImpl(..) |
810             hir::ItemTrait(..)       |
811             hir::ItemMod(..)         => {
812                 // Nothing to do, just keep recursing...
813             }
814
815             hir::ItemImpl(..) => {
816                 if self.mode == TransItemCollectionMode::Eager {
817                     create_trans_items_for_default_impls(self.scx,
818                                                          item,
819                                                          self.output);
820                 }
821             }
822
823             hir::ItemEnum(_, ref generics) |
824             hir::ItemStruct(_, ref generics) |
825             hir::ItemUnion(_, ref generics) => {
826                 if !generics.is_parameterized() {
827                     if self.mode == TransItemCollectionMode::Eager {
828                         let def_id = self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id);
829                         debug!("RootCollector: ADT drop-glue for {}",
830                                def_id_to_string(self.scx.tcx(), def_id));
831
832                         let ty = def_ty(self.scx, def_id, Substs::empty());
833                         visit_drop_use(self.scx, ty, true, self.output);
834                     }
835                 }
836             }
837             hir::ItemGlobalAsm(..) => {
838                 debug!("RootCollector: ItemGlobalAsm({})",
839                        def_id_to_string(self.scx.tcx(),
840                                         self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id)));
841                 self.output.push(TransItem::GlobalAsm(item.id));
842             }
843             hir::ItemStatic(..) => {
844                 debug!("RootCollector: ItemStatic({})",
845                        def_id_to_string(self.scx.tcx(),
846                                         self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id)));
847                 self.output.push(TransItem::Static(item.id));
848             }
849             hir::ItemConst(..) => {
850                 // const items only generate translation items if they are
851                 // actually used somewhere. Just declaring them is insufficient.
852             }
853             hir::ItemFn(.., ref generics, _) => {
854                 if !generics.is_type_parameterized() {
855                     let def_id = self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id);
856
857                     debug!("RootCollector: ItemFn({})",
858                            def_id_to_string(self.scx.tcx(), def_id));
859
860                     let instance = Instance::mono(self.scx.tcx(), def_id);
861                     self.output.push(TransItem::Fn(instance));
862                 }
863             }
864         }
865     }
866
867     fn visit_trait_item(&mut self, _: &'v hir::TraitItem) {
868         // Even if there's a default body with no explicit generics,
869         // it's still generic over some `Self: Trait`, so not a root.
870     }
871
872     fn visit_impl_item(&mut self, ii: &'v hir::ImplItem) {
873         match ii.node {
874             hir::ImplItemKind::Method(hir::MethodSig {
875                 ref generics,
876                 ..
877             }, _) => {
878                 let hir_map = &self.scx.tcx().hir;
879                 let parent_node_id = hir_map.get_parent_node(ii.id);
880                 let is_impl_generic = match hir_map.expect_item(parent_node_id) {
881                     &hir::Item {
882                         node: hir::ItemImpl(_, _, _, ref generics, ..),
883                         ..
884                     } => {
885                         generics.is_type_parameterized()
886                     }
887                     _ => {
888                         bug!()
889                     }
890                 };
891
892                 if !generics.is_type_parameterized() && !is_impl_generic {
893                     let def_id = self.scx.tcx().hir.local_def_id(ii.id);
894
895                     debug!("RootCollector: MethodImplItem({})",
896                            def_id_to_string(self.scx.tcx(), def_id));
897
898                     let instance = Instance::mono(self.scx.tcx(), def_id);
899                     self.output.push(TransItem::Fn(instance));
900                 }
901             }
902             _ => { /* Nothing to do here */ }
903         }
904     }
905 }
906
907 fn create_trans_items_for_default_impls<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
908                                                   item: &'tcx hir::Item,
909                                                   output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>) {
910     let tcx = scx.tcx();
911     match item.node {
912         hir::ItemImpl(_,
913                       _,
914                       _,
915                       ref generics,
916                       ..,
917                       ref impl_item_refs) => {
918             if generics.is_type_parameterized() {
919                 return
920             }
921
922             let impl_def_id = tcx.hir.local_def_id(item.id);
923
924             debug!("create_trans_items_for_default_impls(item={})",
925                    def_id_to_string(tcx, impl_def_id));
926
927             if let Some(trait_ref) = tcx.impl_trait_ref(impl_def_id) {
928                 let callee_substs = tcx.erase_regions(&trait_ref.substs);
929                 let overridden_methods: FxHashSet<_> =
930                     impl_item_refs.iter()
931                                   .map(|iiref| iiref.name)
932                                   .collect();
933                 for method in tcx.provided_trait_methods(trait_ref.def_id) {
934                     if overridden_methods.contains(&method.name) {
935                         continue;
936                     }
937
938                     if !tcx.generics_of(method.def_id).types.is_empty() {
939                         continue;
940                     }
941
942                     let instance =
943                         monomorphize::resolve(scx, method.def_id, callee_substs);
944
945                     let trans_item = create_fn_trans_item(instance);
946                     if trans_item.is_instantiable(tcx) && should_trans_locally(tcx, &instance) {
947                         output.push(trans_item);
948                     }
949                 }
950             }
951         }
952         _ => {
953             bug!()
954         }
955     }
956 }
957
958 /// Scan the MIR in order to find function calls, closures, and drop-glue
959 fn collect_neighbours<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
960                                 instance: Instance<'tcx>,
961                                 output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
962 {
963     let mir = scx.tcx().instance_mir(instance.def);
964
965     let mut visitor = MirNeighborCollector {
966         scx: scx,
967         mir: &mir,
968         output: output,
969         param_substs: instance.substs
970     };
971
972     visitor.visit_mir(&mir);
973     for promoted in &mir.promoted {
974         visitor.mir = promoted;
975         visitor.visit_mir(promoted);
976     }
977 }
978
979 fn def_id_to_string<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
980                               def_id: DefId)
981                               -> String {
982     let mut output = String::new();
983     let printer = DefPathBasedNames::new(tcx, false, false);
984     printer.push_def_path(def_id, &mut output);
985     output
986 }