]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_trans/collector.rs
More methods for str boxes.
[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, Subst};
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 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     roots
308 }
309
310 // Collect all monomorphized translation items reachable from `starting_point`
311 fn collect_items_rec<'a, 'tcx: 'a>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
312                                    starting_point: TransItem<'tcx>,
313                                    visited: &mut FxHashSet<TransItem<'tcx>>,
314                                    recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>,
315                                    inlining_map: &mut InliningMap<'tcx>) {
316     if !visited.insert(starting_point.clone()) {
317         // We've been here already, no need to search again.
318         return;
319     }
320     debug!("BEGIN collect_items_rec({})", starting_point.to_string(scx.tcx()));
321
322     let mut neighbors = Vec::new();
323     let recursion_depth_reset;
324
325     match starting_point {
326         TransItem::Static(node_id) => {
327             let def_id = scx.tcx().hir.local_def_id(node_id);
328             let instance = Instance::mono(scx.tcx(), def_id);
329
330             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
331             debug_assert!(should_trans_locally(scx.tcx(), &instance));
332
333             let ty = instance_ty(scx, &instance);
334             visit_drop_use(scx, ty, true, &mut neighbors);
335
336             recursion_depth_reset = None;
337
338             collect_neighbours(scx, instance, &mut neighbors);
339         }
340         TransItem::Fn(instance) => {
341             // Sanity check whether this ended up being collected accidentally
342             debug_assert!(should_trans_locally(scx.tcx(), &instance));
343
344             // Keep track of the monomorphization recursion depth
345             recursion_depth_reset = Some(check_recursion_limit(scx.tcx(),
346                                                                instance,
347                                                                recursion_depths));
348             check_type_length_limit(scx.tcx(), instance);
349
350             collect_neighbours(scx, instance, &mut neighbors);
351         }
352         TransItem::GlobalAsm(..) => {
353             recursion_depth_reset = None;
354         }
355     }
356
357     record_inlining_canditates(scx.tcx(), starting_point, &neighbors[..], inlining_map);
358
359     for neighbour in neighbors {
360         collect_items_rec(scx, neighbour, visited, recursion_depths, inlining_map);
361     }
362
363     if let Some((def_id, depth)) = recursion_depth_reset {
364         recursion_depths.insert(def_id, depth);
365     }
366
367     debug!("END collect_items_rec({})", starting_point.to_string(scx.tcx()));
368 }
369
370 fn record_inlining_canditates<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
371                                         caller: TransItem<'tcx>,
372                                         callees: &[TransItem<'tcx>],
373                                         inlining_map: &mut InliningMap<'tcx>) {
374     let is_inlining_candidate = |trans_item: &TransItem<'tcx>| {
375         trans_item.instantiation_mode(tcx) == InstantiationMode::LocalCopy
376     };
377
378     let inlining_candidates = callees.into_iter()
379                                      .map(|x| *x)
380                                      .filter(is_inlining_candidate);
381
382     inlining_map.record_inlining_canditates(caller, inlining_candidates);
383 }
384
385 fn check_recursion_limit<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
386                                    instance: Instance<'tcx>,
387                                    recursion_depths: &mut DefIdMap<usize>)
388                                    -> (DefId, usize) {
389     let def_id = instance.def_id();
390     let recursion_depth = recursion_depths.get(&def_id).cloned().unwrap_or(0);
391     debug!(" => recursion depth={}", recursion_depth);
392
393     let recursion_depth = if Some(def_id) == tcx.lang_items.drop_in_place_fn() {
394         // HACK: drop_in_place creates tight monomorphization loops. Give
395         // it more margin.
396         recursion_depth / 4
397     } else {
398         recursion_depth
399     };
400
401     // Code that needs to instantiate the same function recursively
402     // more than the recursion limit is assumed to be causing an
403     // infinite expansion.
404     if recursion_depth > tcx.sess.recursion_limit.get() {
405         let error = format!("reached the recursion limit while instantiating `{}`",
406                             instance);
407         if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
408             tcx.sess.span_fatal(tcx.hir.span(node_id), &error);
409         } else {
410             tcx.sess.fatal(&error);
411         }
412     }
413
414     recursion_depths.insert(def_id, recursion_depth + 1);
415
416     (def_id, recursion_depth)
417 }
418
419 fn check_type_length_limit<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
420                                      instance: Instance<'tcx>)
421 {
422     let type_length = instance.substs.types().flat_map(|ty| ty.walk()).count();
423     debug!(" => type length={}", type_length);
424
425     // Rust code can easily create exponentially-long types using only a
426     // polynomial recursion depth. Even with the default recursion
427     // depth, you can easily get cases that take >2^60 steps to run,
428     // which means that rustc basically hangs.
429     //
430     // Bail out in these cases to avoid that bad user experience.
431     let type_length_limit = tcx.sess.type_length_limit.get();
432     if type_length > type_length_limit {
433         // The instance name is already known to be too long for rustc. Use
434         // `{:.64}` to avoid blasting the user's terminal with thousands of
435         // lines of type-name.
436         let instance_name = instance.to_string();
437         let msg = format!("reached the type-length limit while instantiating `{:.64}...`",
438                           instance_name);
439         let mut diag = if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(instance.def_id()) {
440             tcx.sess.struct_span_fatal(tcx.hir.span(node_id), &msg)
441         } else {
442             tcx.sess.struct_fatal(&msg)
443         };
444
445         diag.note(&format!(
446             "consider adding a `#![type_length_limit=\"{}\"]` attribute to your crate",
447             type_length_limit*2));
448         diag.emit();
449         tcx.sess.abort_if_errors();
450     }
451 }
452
453 struct MirNeighborCollector<'a, 'tcx: 'a> {
454     scx: &'a SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
455     mir: &'a mir::Mir<'tcx>,
456     output: &'a mut Vec<TransItem<'tcx>>,
457     param_substs: &'tcx Substs<'tcx>
458 }
459
460 impl<'a, 'tcx> MirVisitor<'tcx> for MirNeighborCollector<'a, 'tcx> {
461
462     fn visit_rvalue(&mut self, rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>, location: Location) {
463         debug!("visiting rvalue {:?}", *rvalue);
464
465         match *rvalue {
466             // When doing an cast from a regular pointer to a fat pointer, we
467             // have to instantiate all methods of the trait being cast to, so we
468             // can build the appropriate vtable.
469             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::Unsize, ref operand, target_ty) => {
470                 let target_ty = monomorphize::apply_param_substs(self.scx,
471                                                                  self.param_substs,
472                                                                  &target_ty);
473                 let source_ty = operand.ty(self.mir, self.scx.tcx());
474                 let source_ty = monomorphize::apply_param_substs(self.scx,
475                                                                  self.param_substs,
476                                                                  &source_ty);
477                 let (source_ty, target_ty) = find_vtable_types_for_unsizing(self.scx,
478                                                                             source_ty,
479                                                                             target_ty);
480                 // This could also be a different Unsize instruction, like
481                 // from a fixed sized array to a slice. But we are only
482                 // interested in things that produce a vtable.
483                 if target_ty.is_trait() && !source_ty.is_trait() {
484                     create_trans_items_for_vtable_methods(self.scx,
485                                                           target_ty,
486                                                           source_ty,
487                                                           self.output);
488                 }
489             }
490             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::ReifyFnPointer, ref operand, _) => {
491                 let fn_ty = operand.ty(self.mir, self.scx.tcx());
492                 let fn_ty = monomorphize::apply_param_substs(
493                     self.scx,
494                     self.param_substs,
495                     &fn_ty);
496                 visit_fn_use(self.scx, fn_ty, false, &mut self.output);
497             }
498             mir::Rvalue::Cast(mir::CastKind::ClosureFnPointer, ref operand, _) => {
499                 let source_ty = operand.ty(self.mir, self.scx.tcx());
500                 match source_ty.sty {
501                     ty::TyClosure(def_id, substs) => {
502                         let instance = monomorphize::resolve_closure(
503                             self.scx, def_id, substs, ty::ClosureKind::FnOnce);
504                         self.output.push(create_fn_trans_item(instance));
505                     }
506                     _ => bug!(),
507                 }
508             }
509             mir::Rvalue::Box(..) => {
510                 let tcx = self.scx.tcx();
511                 let exchange_malloc_fn_def_id = tcx
512                     .lang_items
513                     .require(ExchangeMallocFnLangItem)
514                     .unwrap_or_else(|e| self.scx.sess().fatal(&e));
515                 let instance = Instance::mono(tcx, exchange_malloc_fn_def_id);
516                 if should_trans_locally(tcx, &instance) {
517                     self.output.push(create_fn_trans_item(instance));
518                 }
519             }
520             _ => { /* not interesting */ }
521         }
522
523         self.super_rvalue(rvalue, location);
524     }
525
526     fn visit_constant(&mut self, constant: &mir::Constant<'tcx>, location: Location) {
527         debug!("visiting constant {:?} @ {:?}", *constant, location);
528
529         if let ty::TyFnDef(..) = constant.ty.sty {
530             // function definitions are zero-sized, and only generate
531             // IR when they are called/reified.
532             self.super_constant(constant, location);
533             return
534         }
535
536         if let mir::Literal::Item { def_id, substs } = constant.literal {
537             let substs = monomorphize::apply_param_substs(self.scx,
538                                                           self.param_substs,
539                                                           &substs);
540             let instance = monomorphize::resolve(self.scx, def_id, substs);
541             collect_neighbours(self.scx, instance, self.output);
542         }
543
544         self.super_constant(constant, location);
545     }
546
547     fn visit_terminator_kind(&mut self,
548                              block: mir::BasicBlock,
549                              kind: &mir::TerminatorKind<'tcx>,
550                              location: Location) {
551         let tcx = self.scx.tcx();
552         match *kind {
553             mir::TerminatorKind::Call { ref func, .. } => {
554                 let callee_ty = func.ty(self.mir, tcx);
555                 let callee_ty = monomorphize::apply_param_substs(
556                     self.scx, self.param_substs, &callee_ty);
557                 visit_fn_use(self.scx, callee_ty, true, &mut self.output);
558             }
559             mir::TerminatorKind::Drop { ref location, .. } |
560             mir::TerminatorKind::DropAndReplace { ref location, .. } => {
561                 let ty = location.ty(self.mir, self.scx.tcx())
562                     .to_ty(self.scx.tcx());
563                 let ty = monomorphize::apply_param_substs(self.scx,
564                                                           self.param_substs,
565                                                           &ty);
566                 visit_drop_use(self.scx, ty, true, self.output);
567             }
568             mir::TerminatorKind::Goto { .. } |
569             mir::TerminatorKind::SwitchInt { .. } |
570             mir::TerminatorKind::Resume |
571             mir::TerminatorKind::Return |
572             mir::TerminatorKind::Unreachable |
573             mir::TerminatorKind::Assert { .. } => {}
574         }
575
576         self.super_terminator_kind(block, kind, location);
577     }
578 }
579
580 fn visit_drop_use<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
581                             ty: ty::Ty<'tcx>,
582                             is_direct_call: bool,
583                             output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
584 {
585     let instance = monomorphize::resolve_drop_in_place(scx, ty);
586     visit_instance_use(scx, instance, is_direct_call, output);
587 }
588
589 fn visit_fn_use<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
590                           ty: ty::Ty<'tcx>,
591                           is_direct_call: bool,
592                           output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
593 {
594     if let ty::TyFnDef(def_id, substs, _) = ty.sty {
595         let instance = monomorphize::resolve(scx, def_id, substs);
596         visit_instance_use(scx, instance, is_direct_call, output);
597     }
598 }
599
600 fn visit_instance_use<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
601                                 instance: ty::Instance<'tcx>,
602                                 is_direct_call: bool,
603                                 output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
604 {
605     debug!("visit_item_use({:?}, is_direct_call={:?})", instance, is_direct_call);
606     if !should_trans_locally(scx.tcx(), &instance) {
607         return
608     }
609
610     match instance.def {
611         ty::InstanceDef::Intrinsic(def_id) => {
612             if !is_direct_call {
613                 bug!("intrinsic {:?} being reified", def_id);
614             }
615         }
616         ty::InstanceDef::Virtual(..) |
617         ty::InstanceDef::DropGlue(_, None) => {
618             // don't need to emit shim if we are calling directly.
619             if !is_direct_call {
620                 output.push(create_fn_trans_item(instance));
621             }
622         }
623         ty::InstanceDef::DropGlue(_, Some(ty)) => {
624             match ty.sty {
625                 ty::TyArray(ety, _) |
626                 ty::TySlice(ety)
627                     if is_direct_call =>
628                 {
629                     // drop of arrays/slices is translated in-line.
630                     visit_drop_use(scx, ety, false, output);
631                 }
632                 _ => {}
633             };
634             output.push(create_fn_trans_item(instance));
635         }
636         ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
637         ty::InstanceDef::Item(..) |
638         ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) => {
639             output.push(create_fn_trans_item(instance));
640         }
641     }
642 }
643
644 // Returns true if we should translate an instance in the local crate.
645 // Returns false if we can just link to the upstream crate and therefore don't
646 // need a translation item.
647 fn should_trans_locally<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, instance: &Instance<'tcx>)
648                                   -> bool {
649     let def_id = match instance.def {
650         ty::InstanceDef::Item(def_id) => def_id,
651         ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. } |
652         ty::InstanceDef::Virtual(..) |
653         ty::InstanceDef::FnPtrShim(..) |
654         ty::InstanceDef::DropGlue(..) |
655         ty::InstanceDef::Intrinsic(_) => return true
656     };
657     match tcx.hir.get_if_local(def_id) {
658         Some(hir_map::NodeForeignItem(..)) => {
659             false // foreign items are linked against, not translated.
660         }
661         Some(_) => true,
662         None => {
663             if tcx.sess.cstore.is_exported_symbol(def_id) ||
664                 tcx.sess.cstore.is_foreign_item(def_id)
665             {
666                 // We can link to the item in question, no instance needed
667                 // in this crate
668                 false
669             } else {
670                 if !tcx.sess.cstore.is_item_mir_available(def_id) {
671                     bug!("Cannot create local trans-item for {:?}", def_id)
672                 }
673                 true
674             }
675         }
676     }
677 }
678
679 /// For given pair of source and target type that occur in an unsizing coercion,
680 /// this function finds the pair of types that determines the vtable linking
681 /// them.
682 ///
683 /// For example, the source type might be `&SomeStruct` and the target type\
684 /// might be `&SomeTrait` in a cast like:
685 ///
686 /// let src: &SomeStruct = ...;
687 /// let target = src as &SomeTrait;
688 ///
689 /// Then the output of this function would be (SomeStruct, SomeTrait) since for
690 /// constructing the `target` fat-pointer we need the vtable for that pair.
691 ///
692 /// Things can get more complicated though because there's also the case where
693 /// the unsized type occurs as a field:
694 ///
695 /// ```rust
696 /// struct ComplexStruct<T: ?Sized> {
697 ///    a: u32,
698 ///    b: f64,
699 ///    c: T
700 /// }
701 /// ```
702 ///
703 /// In this case, if `T` is sized, `&ComplexStruct<T>` is a thin pointer. If `T`
704 /// is unsized, `&SomeStruct` is a fat pointer, and the vtable it points to is
705 /// for the pair of `T` (which is a trait) and the concrete type that `T` was
706 /// originally coerced from:
707 ///
708 /// let src: &ComplexStruct<SomeStruct> = ...;
709 /// let target = src as &ComplexStruct<SomeTrait>;
710 ///
711 /// Again, we want this `find_vtable_types_for_unsizing()` to provide the pair
712 /// `(SomeStruct, SomeTrait)`.
713 ///
714 /// Finally, there is also the case of custom unsizing coercions, e.g. for
715 /// smart pointers such as `Rc` and `Arc`.
716 fn find_vtable_types_for_unsizing<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
717                                             source_ty: ty::Ty<'tcx>,
718                                             target_ty: ty::Ty<'tcx>)
719                                             -> (ty::Ty<'tcx>, ty::Ty<'tcx>) {
720     let ptr_vtable = |inner_source: ty::Ty<'tcx>, inner_target: ty::Ty<'tcx>| {
721         if !scx.type_is_sized(inner_source) {
722             (inner_source, inner_target)
723         } else {
724             scx.tcx().struct_lockstep_tails(inner_source, inner_target)
725         }
726     };
727     match (&source_ty.sty, &target_ty.sty) {
728         (&ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
729          &ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) |
730         (&ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
731          &ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) |
732         (&ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: a, .. }),
733          &ty::TyRawPtr(ty::TypeAndMut { ty: b, .. })) => {
734             ptr_vtable(a, b)
735         }
736         (&ty::TyAdt(def_a, _), &ty::TyAdt(def_b, _)) if def_a.is_box() && def_b.is_box() => {
737             ptr_vtable(source_ty.boxed_ty(), target_ty.boxed_ty())
738         }
739
740         (&ty::TyAdt(source_adt_def, source_substs),
741          &ty::TyAdt(target_adt_def, target_substs)) => {
742             assert_eq!(source_adt_def, target_adt_def);
743
744             let kind =
745                 monomorphize::custom_coerce_unsize_info(scx, source_ty, target_ty);
746
747             let coerce_index = match kind {
748                 CustomCoerceUnsized::Struct(i) => i
749             };
750
751             let source_fields = &source_adt_def.struct_variant().fields;
752             let target_fields = &target_adt_def.struct_variant().fields;
753
754             assert!(coerce_index < source_fields.len() &&
755                     source_fields.len() == target_fields.len());
756
757             find_vtable_types_for_unsizing(scx,
758                                            source_fields[coerce_index].ty(scx.tcx(),
759                                                                           source_substs),
760                                            target_fields[coerce_index].ty(scx.tcx(),
761                                                                           target_substs))
762         }
763         _ => bug!("find_vtable_types_for_unsizing: invalid coercion {:?} -> {:?}",
764                   source_ty,
765                   target_ty)
766     }
767 }
768
769 fn create_fn_trans_item<'a, 'tcx>(instance: Instance<'tcx>) -> TransItem<'tcx> {
770     debug!("create_fn_trans_item(instance={})", instance);
771     TransItem::Fn(instance)
772 }
773
774 /// Creates a `TransItem` for each method that is referenced by the vtable for
775 /// the given trait/impl pair.
776 fn create_trans_items_for_vtable_methods<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
777                                                    trait_ty: ty::Ty<'tcx>,
778                                                    impl_ty: ty::Ty<'tcx>,
779                                                    output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>) {
780     assert!(!trait_ty.needs_subst() && !trait_ty.has_escaping_regions() &&
781             !impl_ty.needs_subst() && !impl_ty.has_escaping_regions());
782
783     if let ty::TyDynamic(ref trait_ty, ..) = trait_ty.sty {
784         if let Some(principal) = trait_ty.principal() {
785             let poly_trait_ref = principal.with_self_ty(scx.tcx(), impl_ty);
786             assert!(!poly_trait_ref.has_escaping_regions());
787
788             // Walk all methods of the trait, including those of its supertraits
789             let methods = traits::get_vtable_methods(scx.tcx(), poly_trait_ref);
790             let methods = methods.filter_map(|method| method)
791                 .map(|(def_id, substs)| monomorphize::resolve(scx, def_id, substs))
792                 .filter(|&instance| should_trans_locally(scx.tcx(), &instance))
793                 .map(|instance| create_fn_trans_item(instance));
794             output.extend(methods);
795         }
796         // Also add the destructor
797         visit_drop_use(scx, impl_ty, false, output);
798     }
799 }
800
801 //=-----------------------------------------------------------------------------
802 // Root Collection
803 //=-----------------------------------------------------------------------------
804
805 struct RootCollector<'b, 'a: 'b, 'tcx: 'a + 'b> {
806     scx: &'b SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
807     mode: TransItemCollectionMode,
808     output: &'b mut Vec<TransItem<'tcx>>,
809 }
810
811 impl<'b, 'a, 'v> ItemLikeVisitor<'v> for RootCollector<'b, 'a, 'v> {
812     fn visit_item(&mut self, item: &'v hir::Item) {
813         match item.node {
814             hir::ItemExternCrate(..) |
815             hir::ItemUse(..)         |
816             hir::ItemForeignMod(..)  |
817             hir::ItemTy(..)          |
818             hir::ItemDefaultImpl(..) |
819             hir::ItemTrait(..)       |
820             hir::ItemMod(..)         => {
821                 // Nothing to do, just keep recursing...
822             }
823
824             hir::ItemImpl(..) => {
825                 if self.mode == TransItemCollectionMode::Eager {
826                     create_trans_items_for_default_impls(self.scx,
827                                                          item,
828                                                          self.output);
829                 }
830             }
831
832             hir::ItemEnum(_, ref generics) |
833             hir::ItemStruct(_, ref generics) |
834             hir::ItemUnion(_, ref generics) => {
835                 if !generics.is_parameterized() {
836                     if self.mode == TransItemCollectionMode::Eager {
837                         let def_id = self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id);
838                         debug!("RootCollector: ADT drop-glue for {}",
839                                def_id_to_string(self.scx.tcx(), def_id));
840
841                         let ty = def_ty(self.scx, def_id, Substs::empty());
842                         visit_drop_use(self.scx, ty, true, self.output);
843                     }
844                 }
845             }
846             hir::ItemGlobalAsm(..) => {
847                 debug!("RootCollector: ItemGlobalAsm({})",
848                        def_id_to_string(self.scx.tcx(),
849                                         self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id)));
850                 self.output.push(TransItem::GlobalAsm(item.id));
851             }
852             hir::ItemStatic(..) => {
853                 debug!("RootCollector: ItemStatic({})",
854                        def_id_to_string(self.scx.tcx(),
855                                         self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id)));
856                 self.output.push(TransItem::Static(item.id));
857             }
858             hir::ItemConst(..) => {
859                 // const items only generate translation items if they are
860                 // actually used somewhere. Just declaring them is insufficient.
861             }
862             hir::ItemFn(.., ref generics, _) => {
863                 if !generics.is_type_parameterized() {
864                     let def_id = self.scx.tcx().hir.local_def_id(item.id);
865
866                     debug!("RootCollector: ItemFn({})",
867                            def_id_to_string(self.scx.tcx(), def_id));
868
869                     let instance = Instance::mono(self.scx.tcx(), def_id);
870                     self.output.push(TransItem::Fn(instance));
871                 }
872             }
873         }
874     }
875
876     fn visit_trait_item(&mut self, _: &'v hir::TraitItem) {
877         // Even if there's a default body with no explicit generics,
878         // it's still generic over some `Self: Trait`, so not a root.
879     }
880
881     fn visit_impl_item(&mut self, ii: &'v hir::ImplItem) {
882         match ii.node {
883             hir::ImplItemKind::Method(hir::MethodSig {
884                 ref generics,
885                 ..
886             }, _) => {
887                 let hir_map = &self.scx.tcx().hir;
888                 let parent_node_id = hir_map.get_parent_node(ii.id);
889                 let is_impl_generic = match hir_map.expect_item(parent_node_id) {
890                     &hir::Item {
891                         node: hir::ItemImpl(_, _, ref generics, ..),
892                         ..
893                     } => {
894                         generics.is_type_parameterized()
895                     }
896                     _ => {
897                         bug!()
898                     }
899                 };
900
901                 if !generics.is_type_parameterized() && !is_impl_generic {
902                     let def_id = self.scx.tcx().hir.local_def_id(ii.id);
903
904                     debug!("RootCollector: MethodImplItem({})",
905                            def_id_to_string(self.scx.tcx(), def_id));
906
907                     let instance = Instance::mono(self.scx.tcx(), def_id);
908                     self.output.push(TransItem::Fn(instance));
909                 }
910             }
911             _ => { /* Nothing to do here */ }
912         }
913     }
914 }
915
916 fn create_trans_items_for_default_impls<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
917                                                   item: &'tcx hir::Item,
918                                                   output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>) {
919     let tcx = scx.tcx();
920     match item.node {
921         hir::ItemImpl(_,
922                       _,
923                       ref generics,
924                       ..,
925                       ref impl_item_refs) => {
926             if generics.is_type_parameterized() {
927                 return
928             }
929
930             let impl_def_id = tcx.hir.local_def_id(item.id);
931
932             debug!("create_trans_items_for_default_impls(item={})",
933                    def_id_to_string(tcx, impl_def_id));
934
935             if let Some(trait_ref) = tcx.impl_trait_ref(impl_def_id) {
936                 let callee_substs = tcx.erase_regions(&trait_ref.substs);
937                 let overridden_methods: FxHashSet<_> =
938                     impl_item_refs.iter()
939                                   .map(|iiref| iiref.name)
940                                   .collect();
941                 for method in tcx.provided_trait_methods(trait_ref.def_id) {
942                     if overridden_methods.contains(&method.name) {
943                         continue;
944                     }
945
946                     if !tcx.item_generics(method.def_id).types.is_empty() {
947                         continue;
948                     }
949
950                     let instance =
951                         monomorphize::resolve(scx, method.def_id, callee_substs);
952
953                     let predicates = tcx.item_predicates(instance.def_id()).predicates
954                         .subst(tcx, instance.substs);
955                     if !traits::normalize_and_test_predicates(tcx, predicates) {
956                         continue;
957                     }
958
959                     if should_trans_locally(tcx, &instance) {
960                         output.push(create_fn_trans_item(instance));
961                     }
962                 }
963             }
964         }
965         _ => {
966             bug!()
967         }
968     }
969 }
970
971 /// Scan the MIR in order to find function calls, closures, and drop-glue
972 fn collect_neighbours<'a, 'tcx>(scx: &SharedCrateContext<'a, 'tcx>,
973                                 instance: Instance<'tcx>,
974                                 output: &mut Vec<TransItem<'tcx>>)
975 {
976     let mir = scx.tcx().instance_mir(instance.def);
977
978     let mut visitor = MirNeighborCollector {
979         scx: scx,
980         mir: &mir,
981         output: output,
982         param_substs: instance.substs
983     };
984
985     visitor.visit_mir(&mir);
986     for promoted in &mir.promoted {
987         visitor.mir = promoted;
988         visitor.visit_mir(promoted);
989     }
990 }
991
992 fn def_id_to_string<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
993                               def_id: DefId)
994                               -> String {
995     let mut output = String::new();
996     let printer = DefPathBasedNames::new(tcx, false, false);
997     printer.push_def_path(def_id, &mut output);
998     output
999 }