src/librustc_trans/mir/analyze.rs

   1 // Copyright 2012-2014 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 //! An analysis to determine which locals require allocas and
  12 //! which do not.
  13
  14 use rustc_data_structures::bitvec::BitVector;
  15 use rustc_data_structures::indexed_vec::{Idx, IndexVec};
  16 use rustc::mir::{self, Location, TerminatorKind};
  17 use rustc::mir::visit::{Visitor, LvalueContext};
  18 use rustc::mir::traversal;
  19 use common;
  20 use super::MirContext;
  21 use super::rvalue;
  22
  23 pub fn lvalue_locals<'a, 'tcx>(mircx: &MirContext<'a, 'tcx>) -> BitVector {
  24     let mir = mircx.mir;
  25     let mut analyzer = LocalAnalyzer::new(mircx);
  26
  27     analyzer.visit_mir(mir);
  28
  29     for (index, ty) in mir.local_decls.iter().map(|l| l.ty).enumerate() {
  30         let ty = mircx.monomorphize(&ty);
  31         debug!("local {} has type {:?}", index, ty);
  32         if ty.is_scalar() ||
  33             ty.is_box() ||
  34             ty.is_region_ptr() ||
  35             ty.is_simd() ||
  36             common::type_is_zero_size(mircx.ccx, ty)
  37         {
  38             // These sorts of types are immediates that we can store
  39             // in an ValueRef without an alloca.
  40             assert!(common::type_is_immediate(mircx.ccx, ty) ||
  41                     common::type_is_fat_ptr(mircx.ccx, ty));
  42         } else if common::type_is_imm_pair(mircx.ccx, ty) {
  43             // We allow pairs and uses of any of their 2 fields.
  44         } else {
  45             // These sorts of types require an alloca. Note that
  46             // type_is_immediate() may *still* be true, particularly
  47             // for newtypes, but we currently force some types
  48             // (e.g. structs) into an alloca unconditionally, just so
  49             // that we don't have to deal with having two pathways
  50             // (gep vs extractvalue etc).
  51             analyzer.mark_as_lvalue(mir::Local::new(index));
  52         }
  53     }
  54
  55     analyzer.lvalue_locals
  56 }
  57
  58 struct LocalAnalyzer<'mir, 'a: 'mir, 'tcx: 'a> {
  59     cx: &'mir MirContext<'a, 'tcx>,
  60     lvalue_locals: BitVector,
  61     seen_assigned: BitVector
  62 }
  63
  64 impl<'mir, 'a, 'tcx> LocalAnalyzer<'mir, 'a, 'tcx> {
  65     fn new(mircx: &'mir MirContext<'a, 'tcx>) -> LocalAnalyzer<'mir, 'a, 'tcx> {
  66         LocalAnalyzer {
  67             cx: mircx,
  68             lvalue_locals: BitVector::new(mircx.mir.local_decls.len()),
  69             seen_assigned: BitVector::new(mircx.mir.local_decls.len())
  70         }
  71     }
  72
  73     fn mark_as_lvalue(&mut self, local: mir::Local) {
  74         debug!("marking {:?} as lvalue", local);
  75         self.lvalue_locals.insert(local.index());
  76     }
  77
  78     fn mark_assigned(&mut self, local: mir::Local) {
  79         if !self.seen_assigned.insert(local.index()) {
  80             self.mark_as_lvalue(local);
  81         }
  82     }
  83 }
  84
  85 impl<'mir, 'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for LocalAnalyzer<'mir, 'a, 'tcx> {
  86     fn visit_assign(&mut self,
  87                     block: mir::BasicBlock,
  88                     lvalue: &mir::Lvalue<'tcx>,
  89                     rvalue: &mir::Rvalue<'tcx>,
  90                     location: Location) {
  91         debug!("visit_assign(block={:?}, lvalue={:?}, rvalue={:?})", block, lvalue, rvalue);
  92
  93         if let mir::Lvalue::Local(index) = *lvalue {
  94             self.mark_assigned(index);
  95             if !rvalue::rvalue_creates_operand(rvalue) {
  96                 self.mark_as_lvalue(index);
  97             }
  98         } else {
  99             self.visit_lvalue(lvalue, LvalueContext::Store, location);
 100         }
 101
 102         self.visit_rvalue(rvalue, location);
 103     }
 104
 105     fn visit_terminator_kind(&mut self,
 106                              block: mir::BasicBlock,
 107                              kind: &mir::TerminatorKind<'tcx>,
 108                              location: Location) {
 109         match *kind {
 110             mir::TerminatorKind::Call {
 111                 func: mir::Operand::Constant(mir::Constant {
 112                     literal: mir::Literal::Item { def_id, .. }, ..
 113                 }),
 114                 ref args, ..
 115             } if Some(def_id) == self.cx.ccx.tcx().lang_items.box_free_fn() => {
 116                 // box_free(x) shares with `drop x` the property that it
 117                 // is not guaranteed to be statically dominated by the
 118                 // definition of x, so x must always be in an alloca.
 119                 if let mir::Operand::Consume(ref lvalue) = args[0] {
 120                     self.visit_lvalue(lvalue, LvalueContext::Drop, location);
 121                 }
 122             }
 123             _ => {}
 124         }
 125
 126         self.super_terminator_kind(block, kind, location);
 127     }
 128
 129     fn visit_lvalue(&mut self,
 130                     lvalue: &mir::Lvalue<'tcx>,
 131                     context: LvalueContext<'tcx>,
 132                     location: Location) {
 133         debug!("visit_lvalue(lvalue={:?}, context={:?})", lvalue, context);
 134
 135         // Allow uses of projections of immediate pair fields.
 136         if let mir::Lvalue::Projection(ref proj) = *lvalue {
 137             if let mir::Lvalue::Local(_) = proj.base {
 138                 let ty = proj.base.ty(self.cx.mir, self.cx.ccx.tcx());
 139
 140                 let ty = self.cx.monomorphize(&ty.to_ty(self.cx.ccx.tcx()));
 141                 if common::type_is_imm_pair(self.cx.ccx, ty) {
 142                     if let mir::ProjectionElem::Field(..) = proj.elem {
 143                         if let LvalueContext::Consume = context {
 144                             return;
 145                         }
 146                     }
 147                 }
 148             }
 149         }
 150
 151         if let mir::Lvalue::Local(index) = *lvalue {
 152             match context {
 153                 LvalueContext::Call => {
 154                     self.mark_assigned(index);
 155                 }
 156
 157                 LvalueContext::StorageLive |
 158                 LvalueContext::StorageDead |
 159                 LvalueContext::Inspect |
 160                 LvalueContext::Consume => {}
 161
 162                 LvalueContext::Store |
 163                 LvalueContext::Borrow { .. } |
 164                 LvalueContext::Projection(..) => {
 165                     self.mark_as_lvalue(index);
 166                 }
 167
 168                 LvalueContext::Drop => {
 169                     let ty = lvalue.ty(self.cx.mir, self.cx.ccx.tcx());
 170                     let ty = self.cx.monomorphize(&ty.to_ty(self.cx.ccx.tcx()));
 171
 172                     // Only need the lvalue if we're actually dropping it.
 173                     if self.cx.ccx.shared().type_needs_drop(ty) {
 174                         self.mark_as_lvalue(index);
 175                     }
 176                 }
 177             }
 178         }
 179
 180         // A deref projection only reads the pointer, never needs the lvalue.
 181         if let mir::Lvalue::Projection(ref proj) = *lvalue {
 182             if let mir::ProjectionElem::Deref = proj.elem {
 183                 return self.visit_lvalue(&proj.base, LvalueContext::Consume, location);
 184             }
 185         }
 186
 187         self.super_lvalue(lvalue, context, location);
 188     }
 189 }
 190
 191 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
 192 pub enum CleanupKind {
 193     NotCleanup,
 194     Funclet,
 195     Internal { funclet: mir::BasicBlock }
 196 }
 197
 198 pub fn cleanup_kinds<'a, 'tcx>(mir: &mir::Mir<'tcx>) -> IndexVec<mir::BasicBlock, CleanupKind> {
 199     fn discover_masters<'tcx>(result: &mut IndexVec<mir::BasicBlock, CleanupKind>,
 200                               mir: &mir::Mir<'tcx>) {
 201         for (bb, data) in mir.basic_blocks().iter_enumerated() {
 202             match data.terminator().kind {
 203                 TerminatorKind::Goto { .. } |
 204                 TerminatorKind::Resume |
 205                 TerminatorKind::Return |
 206                 TerminatorKind::Unreachable |
 207                 TerminatorKind::SwitchInt { .. } => {
 208                     /* nothing to do */
 209                 }
 210                 TerminatorKind::Call { cleanup: unwind, .. } |
 211                 TerminatorKind::Assert { cleanup: unwind, .. } |
 212                 TerminatorKind::DropAndReplace { unwind, .. } |
 213                 TerminatorKind::Drop { unwind, .. } => {
 214                     if let Some(unwind) = unwind {
 215                         debug!("cleanup_kinds: {:?}/{:?} registering {:?} as funclet",
 216                                bb, data, unwind);
 217                         result[unwind] = CleanupKind::Funclet;
 218                     }
 219                 }
 220             }
 221         }
 222     }
 223
 224     fn propagate<'tcx>(result: &mut IndexVec<mir::BasicBlock, CleanupKind>,
 225                        mir: &mir::Mir<'tcx>) {
 226         let mut funclet_succs = IndexVec::from_elem(None, mir.basic_blocks());
 227
 228         let mut set_successor = |funclet: mir::BasicBlock, succ| {
 229             match funclet_succs[funclet] {
 230                 ref mut s @ None => {
 231                     debug!("set_successor: updating successor of {:?} to {:?}",
 232                            funclet, succ);
 233                     *s = Some(succ);
 234                 },
 235                 Some(s) => if s != succ {
 236                     span_bug!(mir.span, "funclet {:?} has 2 parents - {:?} and {:?}",
 237                               funclet, s, succ);
 238                 }
 239             }
 240         };
 241
 242         for (bb, data) in traversal::reverse_postorder(mir) {
 243             let funclet = match result[bb] {
 244                 CleanupKind::NotCleanup => continue,
 245                 CleanupKind::Funclet => bb,
 246                 CleanupKind::Internal { funclet } => funclet,
 247             };
 248
 249             debug!("cleanup_kinds: {:?}/{:?}/{:?} propagating funclet {:?}",
 250                    bb, data, result[bb], funclet);
 251
 252             for &succ in data.terminator().successors().iter() {
 253                 let kind = result[succ];
 254                 debug!("cleanup_kinds: propagating {:?} to {:?}/{:?}",
 255                        funclet, succ, kind);
 256                 match kind {
 257                     CleanupKind::NotCleanup => {
 258                         result[succ] = CleanupKind::Internal { funclet: funclet };
 259                     }
 260                     CleanupKind::Funclet => {
 261                         set_successor(funclet, succ);
 262                     }
 263                     CleanupKind::Internal { funclet: succ_funclet } => {
 264                         if funclet != succ_funclet {
 265                             // `succ` has 2 different funclet going into it, so it must
 266                             // be a funclet by itself.
 267
 268                             debug!("promoting {:?} to a funclet and updating {:?}", succ,
 269                                    succ_funclet);
 270                             result[succ] = CleanupKind::Funclet;
 271                             set_successor(succ_funclet, succ);
 272                             set_successor(funclet, succ);
 273                         }
 274                     }
 275                 }
 276             }
 277         }
 278     }
 279
 280     let mut result = IndexVec::from_elem(CleanupKind::NotCleanup, mir.basic_blocks());
 281
 282     discover_masters(&mut result, mir);
 283     propagate(&mut result, mir);
 284     debug!("cleanup_kinds: result={:?}", result);
 285     result
 286 }