src/librustc_trans/trans/consts.rs

   1 // Copyright 2012 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
  12 use back::abi;
  13 use llvm;
  14 use llvm::{ConstFCmp, ConstICmp, SetLinkage, SetUnnamedAddr};
  15 use llvm::{InternalLinkage, ValueRef, Bool, True};
  16 use middle::{check_const, def};
  17 use middle::const_eval::{self, ConstVal};
  18 use middle::const_eval::{const_int_checked_neg, const_uint_checked_neg};
  19 use middle::const_eval::{const_int_checked_add, const_uint_checked_add};
  20 use middle::const_eval::{const_int_checked_sub, const_uint_checked_sub};
  21 use middle::const_eval::{const_int_checked_mul, const_uint_checked_mul};
  22 use middle::const_eval::{const_int_checked_div, const_uint_checked_div};
  23 use middle::const_eval::{const_int_checked_rem, const_uint_checked_rem};
  24 use middle::const_eval::{const_int_checked_shl, const_uint_checked_shl};
  25 use middle::const_eval::{const_int_checked_shr, const_uint_checked_shr};
  26 use trans::{adt, closure, debuginfo, expr, inline, machine};
  27 use trans::base::{self, push_ctxt};
  28 use trans::common::*;
  29 use trans::declare;
  30 use trans::monomorphize;
  31 use trans::type_::Type;
  32 use trans::type_of;
  33 use middle::cast::{CastTy,IntTy};
  34 use middle::subst::Substs;
  35 use middle::ty::{self, Ty};
  36 use util::nodemap::NodeMap;
  37
  38 use std::iter::repeat;
  39 use libc::c_uint;
  40 use syntax::{ast, ast_util};
  41 use syntax::parse::token;
  42 use syntax::ptr::P;
  43
  44 pub type FnArgMap<'a> = Option<&'a NodeMap<ValueRef>>;
  45
  46 pub fn const_lit(cx: &CrateContext, e: &ast::Expr, lit: &ast::Lit)
  47     -> ValueRef {
  48     let _icx = push_ctxt("trans_lit");
  49     debug!("const_lit: {:?}", lit);
  50     match lit.node {
  51         ast::LitByte(b) => C_integral(Type::uint_from_ty(cx, ast::TyU8), b as u64, false),
  52         ast::LitChar(i) => C_integral(Type::char(cx), i as u64, false),
  53         ast::LitInt(i, ast::SignedIntLit(t, _)) => {
  54             C_integral(Type::int_from_ty(cx, t), i, true)
  55         }
  56         ast::LitInt(u, ast::UnsignedIntLit(t)) => {
  57             C_integral(Type::uint_from_ty(cx, t), u, false)
  58         }
  59         ast::LitInt(i, ast::UnsuffixedIntLit(_)) => {
  60             let lit_int_ty = cx.tcx().node_id_to_type(e.id);
  61             match lit_int_ty.sty {
  62                 ty::TyInt(t) => {
  63                     C_integral(Type::int_from_ty(cx, t), i as u64, true)
  64                 }
  65                 ty::TyUint(t) => {
  66                     C_integral(Type::uint_from_ty(cx, t), i as u64, false)
  67                 }
  68                 _ => cx.sess().span_bug(lit.span,
  69                         &format!("integer literal has type {:?} (expected int \
  70                                  or usize)",
  71                                 lit_int_ty))
  72             }
  73         }
  74         ast::LitFloat(ref fs, t) => {
  75             C_floating(&fs, Type::float_from_ty(cx, t))
  76         }
  77         ast::LitFloatUnsuffixed(ref fs) => {
  78             let lit_float_ty = cx.tcx().node_id_to_type(e.id);
  79             match lit_float_ty.sty {
  80                 ty::TyFloat(t) => {
  81                     C_floating(&fs, Type::float_from_ty(cx, t))
  82                 }
  83                 _ => {
  84                     cx.sess().span_bug(lit.span,
  85                         "floating point literal doesn't have the right type");
  86                 }
  87             }
  88         }
  89         ast::LitBool(b) => C_bool(cx, b),
  90         ast::LitStr(ref s, _) => C_str_slice(cx, (*s).clone()),
  91         ast::LitBinary(ref data) => {
  92             addr_of(cx, C_bytes(cx, &data[..]), "binary")
  93         }
  94     }
  95 }
  96
  97 pub fn ptrcast(val: ValueRef, ty: Type) -> ValueRef {
  98     unsafe {
  99         llvm::LLVMConstPointerCast(val, ty.to_ref())
 100     }
 101 }
 102
 103 fn addr_of_mut(ccx: &CrateContext,
 104                cv: ValueRef,
 105                kind: &str)
 106                -> ValueRef {
 107     unsafe {
 108         // FIXME: this totally needs a better name generation scheme, perhaps a simple global
 109         // counter? Also most other uses of gensym in trans.
 110         let gsym = token::gensym("_");
 111         let name = format!("{}{}", kind, gsym.usize());
 112         let gv = declare::define_global(ccx, &name[..], val_ty(cv)).unwrap_or_else(||{
 113             ccx.sess().bug(&format!("symbol `{}` is already defined", name));
 114         });
 115         llvm::LLVMSetInitializer(gv, cv);
 116         SetLinkage(gv, InternalLinkage);
 117         SetUnnamedAddr(gv, true);
 118         gv
 119     }
 120 }
 121
 122 pub fn addr_of(ccx: &CrateContext,
 123                cv: ValueRef,
 124                kind: &str)
 125                -> ValueRef {
 126     match ccx.const_globals().borrow().get(&cv) {
 127         Some(&gv) => return gv,
 128         None => {}
 129     }
 130     let gv = addr_of_mut(ccx, cv, kind);
 131     unsafe {
 132         llvm::LLVMSetGlobalConstant(gv, True);
 133     }
 134     ccx.const_globals().borrow_mut().insert(cv, gv);
 135     gv
 136 }
 137
 138 fn const_deref_ptr(cx: &CrateContext, v: ValueRef) -> ValueRef {
 139     let v = match cx.const_unsized().borrow().get(&v) {
 140         Some(&v) => v,
 141         None => v
 142     };
 143     unsafe {
 144         llvm::LLVMGetInitializer(v)
 145     }
 146 }
 147
 148 fn const_deref<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 149                          v: ValueRef,
 150                          ty: Ty<'tcx>)
 151                          -> (ValueRef, Ty<'tcx>) {
 152     match ty.builtin_deref(true) {
 153         Some(mt) => {
 154             if type_is_sized(cx.tcx(), mt.ty) {
 155                 (const_deref_ptr(cx, v), mt.ty)
 156             } else {
 157                 // Derefing a fat pointer does not change the representation,
 158                 // just the type to the unsized contents.
 159                 (v, mt.ty)
 160             }
 161         }
 162         None => {
 163             cx.sess().bug(&format!("unexpected dereferenceable type {:?}",
 164                                    ty))
 165         }
 166     }
 167 }
 168
 169 fn const_fn_call<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 170                            node: ExprOrMethodCall,
 171                            def_id: ast::DefId,
 172                            arg_vals: &[ValueRef],
 173                            param_substs: &'tcx Substs<'tcx>) -> ValueRef {
 174     let fn_like = const_eval::lookup_const_fn_by_id(ccx.tcx(), def_id);
 175     let fn_like = fn_like.expect("lookup_const_fn_by_id failed in const_fn_call");
 176
 177     let args = &fn_like.decl().inputs;
 178     assert_eq!(args.len(), arg_vals.len());
 179
 180     let arg_ids = args.iter().map(|arg| arg.pat.id);
 181     let fn_args = arg_ids.zip(arg_vals.iter().cloned()).collect();
 182
 183     let substs = ccx.tcx().mk_substs(node_id_substs(ccx, node, param_substs));
 184     match fn_like.body().expr {
 185         Some(ref expr) => {
 186             const_expr(ccx, &**expr, substs, Some(&fn_args)).0
 187         }
 188         None => C_nil(ccx)
 189     }
 190 }
 191
 192 pub fn get_const_expr<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 193                                 def_id: ast::DefId,
 194                                 ref_expr: &ast::Expr)
 195                                 -> &'tcx ast::Expr {
 196     let def_id = inline::maybe_instantiate_inline(ccx, def_id);
 197
 198     if def_id.krate != ast::LOCAL_CRATE {
 199         ccx.sess().span_bug(ref_expr.span,
 200                             "cross crate constant could not be inlined");
 201     }
 202
 203     match const_eval::lookup_const_by_id(ccx.tcx(), def_id, Some(ref_expr.id)) {
 204         Some(ref expr) => expr,
 205         None => {
 206             ccx.sess().span_bug(ref_expr.span, "constant item not found")
 207         }
 208     }
 209 }
 210
 211 fn get_const_val(ccx: &CrateContext,
 212                  def_id: ast::DefId,
 213                  ref_expr: &ast::Expr) -> ValueRef {
 214     let expr = get_const_expr(ccx, def_id, ref_expr);
 215     let empty_substs = ccx.tcx().mk_substs(Substs::trans_empty());
 216     get_const_expr_as_global(ccx, expr, check_const::ConstQualif::empty(), empty_substs)
 217 }
 218
 219 pub fn get_const_expr_as_global<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 220                                           expr: &ast::Expr,
 221                                           qualif: check_const::ConstQualif,
 222                                           param_substs: &'tcx Substs<'tcx>)
 223                                           -> ValueRef {
 224     debug!("get_const_expr_as_global: {:?}", expr.id);
 225     // Special-case constants to cache a common global for all uses.
 226     match expr.node {
 227         ast::ExprPath(..) => {
 228             let def = ccx.tcx().def_map.borrow().get(&expr.id).unwrap().full_def();
 229             match def {
 230                 def::DefConst(def_id) | def::DefAssociatedConst(def_id, _) => {
 231                     if !ccx.tcx().tables.borrow().adjustments.contains_key(&expr.id) {
 232                         debug!("get_const_expr_as_global ({:?}): found const {:?}",
 233                                expr.id, def_id);
 234                         return get_const_val(ccx, def_id, expr);
 235                     }
 236                 }
 237                 _ => {}
 238             }
 239         }
 240         _ => {}
 241     }
 242
 243     let key = (expr.id, param_substs);
 244     match ccx.const_values().borrow().get(&key) {
 245         Some(&val) => return val,
 246         None => {}
 247     }
 248     let val = if qualif.intersects(check_const::ConstQualif::NON_STATIC_BORROWS) {
 249         // Avoid autorefs as they would create global instead of stack
 250         // references, even when only the latter are correct.
 251         let ty = monomorphize::apply_param_substs(ccx.tcx(), param_substs,
 252                                                   &ccx.tcx().expr_ty(expr));
 253         const_expr_unadjusted(ccx, expr, ty, param_substs, None)
 254     } else {
 255         const_expr(ccx, expr, param_substs, None).0
 256     };
 257
 258     // boolean SSA values are i1, but they have to be stored in i8 slots,
 259     // otherwise some LLVM optimization passes don't work as expected
 260     let val = unsafe {
 261         if llvm::LLVMTypeOf(val) == Type::i1(ccx).to_ref() {
 262             llvm::LLVMConstZExt(val, Type::i8(ccx).to_ref())
 263         } else {
 264             val
 265         }
 266     };
 267
 268     let lvalue = addr_of(ccx, val, "const");
 269     ccx.const_values().borrow_mut().insert(key, lvalue);
 270     lvalue
 271 }
 272
 273 pub fn const_expr<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 274                             e: &ast::Expr,
 275                             param_substs: &'tcx Substs<'tcx>,
 276                             fn_args: FnArgMap)
 277                             -> (ValueRef, Ty<'tcx>) {
 278     let ety = monomorphize::apply_param_substs(cx.tcx(), param_substs,
 279                                                &cx.tcx().expr_ty(e));
 280     let llconst = const_expr_unadjusted(cx, e, ety, param_substs, fn_args);
 281     let mut llconst = llconst;
 282     let mut ety_adjusted = monomorphize::apply_param_substs(cx.tcx(), param_substs,
 283                                                             &cx.tcx().expr_ty_adjusted(e));
 284     let opt_adj = cx.tcx().tables.borrow().adjustments.get(&e.id).cloned();
 285     match opt_adj {
 286         Some(ty::AdjustReifyFnPointer) => {
 287             // FIXME(#19925) once fn item types are
 288             // zero-sized, we'll need to do something here
 289         }
 290         Some(ty::AdjustUnsafeFnPointer) => {
 291             // purely a type-level thing
 292         }
 293         Some(ty::AdjustDerefRef(adj)) => {
 294             let mut ty = ety;
 295             // Save the last autoderef in case we can avoid it.
 296             if adj.autoderefs > 0 {
 297                 for _ in 0..adj.autoderefs-1 {
 298                     let (dv, dt) = const_deref(cx, llconst, ty);
 299                     llconst = dv;
 300                     ty = dt;
 301                 }
 302             }
 303
 304             if adj.autoref.is_some() {
 305                 if adj.autoderefs == 0 {
 306                     // Don't copy data to do a deref+ref
 307                     // (i.e., skip the last auto-deref).
 308                     llconst = addr_of(cx, llconst, "autoref");
 309                     ty = cx.tcx().mk_imm_ref(cx.tcx().mk_region(ty::ReStatic), ty);
 310                 }
 311             } else {
 312                 let (dv, dt) = const_deref(cx, llconst, ty);
 313                 llconst = dv;
 314
 315                 // If we derefed a fat pointer then we will have an
 316                 // open type here. So we need to update the type with
 317                 // the one returned from const_deref.
 318                 ety_adjusted = dt;
 319             }
 320
 321             if let Some(target) = adj.unsize {
 322                 let target = monomorphize::apply_param_substs(cx.tcx(),
 323                                                               param_substs,
 324                                                               &target);
 325
 326                 let pointee_ty = ty.builtin_deref(true)
 327                     .expect("consts: unsizing got non-pointer type").ty;
 328                 let (base, old_info) = if !type_is_sized(cx.tcx(), pointee_ty) {
 329                     // Normally, the source is a thin pointer and we are
 330                     // adding extra info to make a fat pointer. The exception
 331                     // is when we are upcasting an existing object fat pointer
 332                     // to use a different vtable. In that case, we want to
 333                     // load out the original data pointer so we can repackage
 334                     // it.
 335                     (const_get_elt(cx, llconst, &[abi::FAT_PTR_ADDR as u32]),
 336                      Some(const_get_elt(cx, llconst, &[abi::FAT_PTR_EXTRA as u32])))
 337                 } else {
 338                     (llconst, None)
 339                 };
 340
 341                 let unsized_ty = target.builtin_deref(true)
 342                     .expect("consts: unsizing got non-pointer target type").ty;
 343                 let ptr_ty = type_of::in_memory_type_of(cx, unsized_ty).ptr_to();
 344                 let base = ptrcast(base, ptr_ty);
 345                 let info = expr::unsized_info(cx, pointee_ty, unsized_ty,
 346                                               old_info, param_substs);
 347
 348                 if old_info.is_none() {
 349                     let prev_const = cx.const_unsized().borrow_mut()
 350                                        .insert(base, llconst);
 351                     assert!(prev_const.is_none() || prev_const == Some(llconst));
 352                 }
 353                 assert_eq!(abi::FAT_PTR_ADDR, 0);
 354                 assert_eq!(abi::FAT_PTR_EXTRA, 1);
 355                 llconst = C_struct(cx, &[base, info], false);
 356             }
 357         }
 358         None => {}
 359     };
 360
 361     let llty = type_of::sizing_type_of(cx, ety_adjusted);
 362     let csize = machine::llsize_of_alloc(cx, val_ty(llconst));
 363     let tsize = machine::llsize_of_alloc(cx, llty);
 364     if csize != tsize {
 365         cx.sess().abort_if_errors();
 366         unsafe {
 367             // FIXME these values could use some context
 368             llvm::LLVMDumpValue(llconst);
 369             llvm::LLVMDumpValue(C_undef(llty));
 370         }
 371         cx.sess().bug(&format!("const {:?} of type {:?} has size {} instead of {}",
 372                          e, ety_adjusted,
 373                          csize, tsize));
 374     }
 375     (llconst, ety_adjusted)
 376 }
 377
 378 fn check_unary_expr_validity(cx: &CrateContext, e: &ast::Expr, t: Ty,
 379                              te: ValueRef) {
 380     // The only kind of unary expression that we check for validity
 381     // here is `-expr`, to check if it "overflows" (e.g. `-i32::MIN`).
 382     if let ast::ExprUnary(ast::UnNeg, ref inner_e) = e.node {
 383
 384         // An unfortunate special case: we parse e.g. -128 as a
 385         // negation of the literal 128, which means if we're expecting
 386         // a i8 (or if it was already suffixed, e.g. `-128_i8`), then
 387         // 128 will have already overflowed to -128, and so then the
 388         // constant evaluator thinks we're trying to negate -128.
 389         //
 390         // Catch this up front by looking for ExprLit directly,
 391         // and just accepting it.
 392         if let ast::ExprLit(_) = inner_e.node { return; }
 393
 394         let result = match t.sty {
 395             ty::TyInt(int_type) => {
 396                 let input = match const_to_opt_int(te) {
 397                     Some(v) => v,
 398                     None => return,
 399                 };
 400                 const_int_checked_neg(
 401                     input, e, Some(const_eval::IntTy::from(cx.tcx(), int_type)))
 402             }
 403             ty::TyUint(uint_type) => {
 404                 let input = match const_to_opt_uint(te) {
 405                     Some(v) => v,
 406                     None => return,
 407                 };
 408                 const_uint_checked_neg(
 409                     input, e, Some(const_eval::UintTy::from(cx.tcx(), uint_type)))
 410             }
 411             _ => return,
 412         };
 413
 414         // We do not actually care about a successful result.
 415         if let Err(err) = result {
 416             cx.tcx().sess.span_err(e.span, &err.description());
 417         }
 418     }
 419 }
 420
 421 fn check_binary_expr_validity(cx: &CrateContext, e: &ast::Expr, t: Ty,
 422                               te1: ValueRef, te2: ValueRef) {
 423     let b = if let ast::ExprBinary(b, _, _) = e.node { b } else { return };
 424
 425     let result = match t.sty {
 426         ty::TyInt(int_type) => {
 427             let (lhs, rhs) = match (const_to_opt_int(te1),
 428                                     const_to_opt_int(te2)) {
 429                 (Some(v1), Some(v2)) => (v1, v2),
 430                 _ => return,
 431             };
 432
 433             let opt_ety = Some(const_eval::IntTy::from(cx.tcx(), int_type));
 434             match b.node {
 435                 ast::BiAdd => const_int_checked_add(lhs, rhs, e, opt_ety),
 436                 ast::BiSub => const_int_checked_sub(lhs, rhs, e, opt_ety),
 437                 ast::BiMul => const_int_checked_mul(lhs, rhs, e, opt_ety),
 438                 ast::BiDiv => const_int_checked_div(lhs, rhs, e, opt_ety),
 439                 ast::BiRem => const_int_checked_rem(lhs, rhs, e, opt_ety),
 440                 ast::BiShl => const_int_checked_shl(lhs, rhs, e, opt_ety),
 441                 ast::BiShr => const_int_checked_shr(lhs, rhs, e, opt_ety),
 442                 _ => return,
 443             }
 444         }
 445         ty::TyUint(uint_type) => {
 446             let (lhs, rhs) = match (const_to_opt_uint(te1),
 447                                     const_to_opt_uint(te2)) {
 448                 (Some(v1), Some(v2)) => (v1, v2),
 449                 _ => return,
 450             };
 451
 452             let opt_ety = Some(const_eval::UintTy::from(cx.tcx(), uint_type));
 453             match b.node {
 454                 ast::BiAdd => const_uint_checked_add(lhs, rhs, e, opt_ety),
 455                 ast::BiSub => const_uint_checked_sub(lhs, rhs, e, opt_ety),
 456                 ast::BiMul => const_uint_checked_mul(lhs, rhs, e, opt_ety),
 457                 ast::BiDiv => const_uint_checked_div(lhs, rhs, e, opt_ety),
 458                 ast::BiRem => const_uint_checked_rem(lhs, rhs, e, opt_ety),
 459                 ast::BiShl => const_uint_checked_shl(lhs, rhs, e, opt_ety),
 460                 ast::BiShr => const_uint_checked_shr(lhs, rhs, e, opt_ety),
 461                 _ => return,
 462             }
 463         }
 464         _ => return,
 465     };
 466     // We do not actually care about a successful result.
 467     if let Err(err) = result {
 468         cx.tcx().sess.span_err(e.span, &err.description());
 469     }
 470 }
 471
 472 fn const_expr_unadjusted<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 473                                    e: &ast::Expr,
 474                                    ety: Ty<'tcx>,
 475                                    param_substs: &'tcx Substs<'tcx>,
 476                                    fn_args: FnArgMap)
 477                                    -> ValueRef
 478 {
 479     debug!("const_expr_unadjusted(e={:?}, ety={:?}, param_substs={:?})",
 480            e,
 481            ety,
 482            param_substs);
 483
 484     let map_list = |exprs: &[P<ast::Expr>]| -> Vec<ValueRef> {
 485         exprs.iter()
 486              .map(|e| const_expr(cx, &**e, param_substs, fn_args).0)
 487              .collect()
 488     };
 489     let _icx = push_ctxt("const_expr");
 490     match e.node {
 491         ast::ExprLit(ref lit) => {
 492             const_lit(cx, e, &**lit)
 493         },
 494         ast::ExprBinary(b, ref e1, ref e2) => {
 495             /* Neither type is bottom, and we expect them to be unified
 496              * already, so the following is safe. */
 497             let (te1, ty) = const_expr(cx, &**e1, param_substs, fn_args);
 498             debug!("const_expr_unadjusted: te1={}, ty={:?}",
 499                    cx.tn().val_to_string(te1),
 500                    ty);
 501             let is_simd = ty.is_simd(cx.tcx());
 502             let intype = if is_simd {
 503                 ty.simd_type(cx.tcx())
 504             } else {
 505                 ty
 506             };
 507             let is_float = intype.is_fp();
 508             let signed = intype.is_signed();
 509
 510             let (te2, _) = const_expr(cx, &**e2, param_substs, fn_args);
 511
 512             check_binary_expr_validity(cx, e, ty, te1, te2);
 513
 514             unsafe { match b.node {
 515                 ast::BiAdd if is_float => llvm::LLVMConstFAdd(te1, te2),
 516                 ast::BiAdd             => llvm::LLVMConstAdd(te1, te2),
 517
 518                 ast::BiSub if is_float => llvm::LLVMConstFSub(te1, te2),
 519                 ast::BiSub             => llvm::LLVMConstSub(te1, te2),
 520
 521                 ast::BiMul if is_float => llvm::LLVMConstFMul(te1, te2),
 522                 ast::BiMul             => llvm::LLVMConstMul(te1, te2),
 523
 524                 ast::BiDiv if is_float => llvm::LLVMConstFDiv(te1, te2),
 525                 ast::BiDiv if signed   => llvm::LLVMConstSDiv(te1, te2),
 526                 ast::BiDiv             => llvm::LLVMConstUDiv(te1, te2),
 527
 528                 ast::BiRem if is_float => llvm::LLVMConstFRem(te1, te2),
 529                 ast::BiRem if signed   => llvm::LLVMConstSRem(te1, te2),
 530                 ast::BiRem             => llvm::LLVMConstURem(te1, te2),
 531
 532                 ast::BiAnd    => llvm::LLVMConstAnd(te1, te2),
 533                 ast::BiOr     => llvm::LLVMConstOr(te1, te2),
 534                 ast::BiBitXor => llvm::LLVMConstXor(te1, te2),
 535                 ast::BiBitAnd => llvm::LLVMConstAnd(te1, te2),
 536                 ast::BiBitOr  => llvm::LLVMConstOr(te1, te2),
 537                 ast::BiShl    => {
 538                     let te2 = base::cast_shift_const_rhs(b.node, te1, te2);
 539                     llvm::LLVMConstShl(te1, te2)
 540                 },
 541                 ast::BiShr    => {
 542                     let te2 = base::cast_shift_const_rhs(b.node, te1, te2);
 543                     if signed { llvm::LLVMConstAShr(te1, te2) }
 544                     else      { llvm::LLVMConstLShr(te1, te2) }
 545                 },
 546                 ast::BiEq | ast::BiNe | ast::BiLt | ast::BiLe | ast::BiGt | ast::BiGe => {
 547                     if is_float {
 548                         let cmp = base::bin_op_to_fcmp_predicate(cx, b.node);
 549                         ConstFCmp(cmp, te1, te2)
 550                     } else {
 551                         let cmp = base::bin_op_to_icmp_predicate(cx, b.node, signed);
 552                         let bool_val = ConstICmp(cmp, te1, te2);
 553                         if is_simd {
 554                             // LLVM outputs an `< size x i1 >`, so we need to perform
 555                             // a sign extension to get the correctly sized type.
 556                             llvm::LLVMConstIntCast(bool_val, val_ty(te1).to_ref(), True)
 557                         } else {
 558                             bool_val
 559                         }
 560                     }
 561                 },
 562             } } // unsafe { match b.node {
 563         },
 564         ast::ExprUnary(u, ref inner_e) => {
 565             let (te, ty) = const_expr(cx, &**inner_e, param_substs, fn_args);
 566
 567             check_unary_expr_validity(cx, e, ty, te);
 568
 569             let is_float = ty.is_fp();
 570             unsafe { match u {
 571                 ast::UnUniq | ast::UnDeref => const_deref(cx, te, ty).0,
 572                 ast::UnNot                 => llvm::LLVMConstNot(te),
 573                 ast::UnNeg if is_float     => llvm::LLVMConstFNeg(te),
 574                 ast::UnNeg                 => llvm::LLVMConstNeg(te),
 575             } }
 576         },
 577         ast::ExprField(ref base, field) => {
 578             let (bv, bt) = const_expr(cx, &**base, param_substs, fn_args);
 579             let brepr = adt::represent_type(cx, bt);
 580             expr::with_field_tys(cx.tcx(), bt, None, |discr, field_tys| {
 581                 let ix = cx.tcx().field_idx_strict(field.node.name, field_tys);
 582                 adt::const_get_field(cx, &*brepr, bv, discr, ix)
 583             })
 584         },
 585         ast::ExprTupField(ref base, idx) => {
 586             let (bv, bt) = const_expr(cx, &**base, param_substs, fn_args);
 587             let brepr = adt::represent_type(cx, bt);
 588             expr::with_field_tys(cx.tcx(), bt, None, |discr, _| {
 589                 adt::const_get_field(cx, &*brepr, bv, discr, idx.node)
 590             })
 591         },
 592
 593         ast::ExprIndex(ref base, ref index) => {
 594             let (bv, bt) = const_expr(cx, &**base, param_substs, fn_args);
 595             let iv = match const_eval::eval_const_expr_partial(cx.tcx(), &**index, None) {
 596                 Ok(ConstVal::Int(i)) => i as u64,
 597                 Ok(ConstVal::Uint(u)) => u,
 598                 _ => cx.sess().span_bug(index.span,
 599                                         "index is not an integer-constant expression")
 600             };
 601             let (arr, len) = match bt.sty {
 602                 ty::TyArray(_, u) => (bv, C_uint(cx, u)),
 603                 ty::TySlice(_) | ty::TyStr => {
 604                     let e1 = const_get_elt(cx, bv, &[0]);
 605                     (const_deref_ptr(cx, e1), const_get_elt(cx, bv, &[1]))
 606                 },
 607                 ty::TyRef(_, mt) => match mt.ty.sty {
 608                     ty::TyArray(_, u) => {
 609                         (const_deref_ptr(cx, bv), C_uint(cx, u))
 610                     },
 611                     _ => cx.sess().span_bug(base.span,
 612                                             &format!("index-expr base must be a vector \
 613                                                       or string type, found {:?}",
 614                                                      bt)),
 615                 },
 616                 _ => cx.sess().span_bug(base.span,
 617                                         &format!("index-expr base must be a vector \
 618                                                   or string type, found {:?}",
 619                                                  bt)),
 620             };
 621
 622             let len = unsafe { llvm::LLVMConstIntGetZExtValue(len) as u64 };
 623             let len = match bt.sty {
 624                 ty::TyBox(ty) | ty::TyRef(_, ty::mt{ty, ..}) => match ty.sty {
 625                     ty::TyStr => {
 626                         assert!(len > 0);
 627                         len - 1
 628                     },
 629                     _ => len,
 630                 },
 631                 _ => len,
 632             };
 633             if iv >= len {
 634                 // FIXME #3170: report this earlier on in the const-eval
 635                 // pass. Reporting here is a bit late.
 636                 cx.sess().span_err(e.span,
 637                                    "const index-expr is out of bounds");
 638                 C_undef(type_of::type_of(cx, bt).element_type())
 639             } else {
 640                 const_get_elt(cx, arr, &[iv as c_uint])
 641             }
 642         },
 643         ast::ExprCast(ref base, _) => {
 644             let t_cast = ety;
 645             let llty = type_of::type_of(cx, t_cast);
 646             let (v, t_expr) = const_expr(cx, &**base, param_substs, fn_args);
 647             debug!("trans_const_cast({:?} as {:?})", t_expr, t_cast);
 648             if expr::cast_is_noop(cx.tcx(), base, t_expr, t_cast) {
 649                 return v;
 650             }
 651             if type_is_fat_ptr(cx.tcx(), t_expr) {
 652                 // Fat pointer casts.
 653                 let t_cast_inner = t_cast.builtin_deref(true).expect("cast to non-pointer").ty;
 654                 let ptr_ty = type_of::in_memory_type_of(cx, t_cast_inner).ptr_to();
 655                 let addr = ptrcast(const_get_elt(cx, v, &[abi::FAT_PTR_ADDR as u32]),
 656                                    ptr_ty);
 657                 if type_is_fat_ptr(cx.tcx(), t_cast) {
 658                     let info = const_get_elt(cx, v, &[abi::FAT_PTR_EXTRA as u32]);
 659                     return C_struct(cx, &[addr, info], false)
 660                 } else {
 661                     return addr;
 662                 }
 663             }
 664             unsafe { match (
 665                 CastTy::from_ty(cx.tcx(), t_expr).expect("bad input type for cast"),
 666                 CastTy::from_ty(cx.tcx(), t_cast).expect("bad output type for cast"),
 667             ) {
 668                 (CastTy::Int(IntTy::CEnum), CastTy::Int(_)) => {
 669                     let repr = adt::represent_type(cx, t_expr);
 670                     let discr = adt::const_get_discrim(cx, &*repr, v);
 671                     let iv = C_integral(cx.int_type(), discr, false);
 672                     let s = adt::is_discr_signed(&*repr) as Bool;
 673                     llvm::LLVMConstIntCast(iv, llty.to_ref(), s)
 674                 },
 675                 (CastTy::Int(_), CastTy::Int(_)) => {
 676                     let s = t_expr.is_signed() as Bool;
 677                     llvm::LLVMConstIntCast(v, llty.to_ref(), s)
 678                 },
 679                 (CastTy::Int(_), CastTy::Float) => {
 680                     if t_expr.is_signed() {
 681                         llvm::LLVMConstSIToFP(v, llty.to_ref())
 682                     } else {
 683                         llvm::LLVMConstUIToFP(v, llty.to_ref())
 684                     }
 685                 },
 686                 (CastTy::Float, CastTy::Float) => llvm::LLVMConstFPCast(v, llty.to_ref()),
 687                 (CastTy::Float, CastTy::Int(IntTy::I)) => llvm::LLVMConstFPToSI(v, llty.to_ref()),
 688                 (CastTy::Float, CastTy::Int(_)) => llvm::LLVMConstFPToUI(v, llty.to_ref()),
 689                 (CastTy::Ptr(_), CastTy::Ptr(_)) | (CastTy::FnPtr, CastTy::Ptr(_))
 690                 | (CastTy::RPtr(_), CastTy::Ptr(_)) => {
 691                     ptrcast(v, llty)
 692                 },
 693                 (CastTy::FnPtr, CastTy::FnPtr) => ptrcast(v, llty), // isn't this a coercion?
 694                 (CastTy::Int(_), CastTy::Ptr(_)) => llvm::LLVMConstIntToPtr(v, llty.to_ref()),
 695                 (CastTy::Ptr(_), CastTy::Int(_)) | (CastTy::FnPtr, CastTy::Int(_)) => {
 696                   llvm::LLVMConstPtrToInt(v, llty.to_ref())
 697                 },
 698                 _ => {
 699                   cx.sess().impossible_case(e.span,
 700                                             "bad combination of types for cast")
 701                 },
 702             } } // unsafe { match ( ... ) {
 703         },
 704         ast::ExprAddrOf(ast::MutImmutable, ref sub) => {
 705             // If this is the address of some static, then we need to return
 706             // the actual address of the static itself (short circuit the rest
 707             // of const eval).
 708             let mut cur = sub;
 709             loop {
 710                 match cur.node {
 711                     ast::ExprParen(ref sub) => cur = sub,
 712                     ast::ExprBlock(ref blk) => {
 713                         if let Some(ref sub) = blk.expr {
 714                             cur = sub;
 715                         } else {
 716                             break;
 717                         }
 718                     },
 719                     _ => break,
 720                 }
 721             }
 722             let opt_def = cx.tcx().def_map.borrow().get(&cur.id).map(|d| d.full_def());
 723             if let Some(def::DefStatic(def_id, _)) = opt_def {
 724                 get_static_val(cx, def_id, ety)
 725             } else {
 726                 // If this isn't the address of a static, then keep going through
 727                 // normal constant evaluation.
 728                 let (v, _) = const_expr(cx, &**sub, param_substs, fn_args);
 729                 addr_of(cx, v, "ref")
 730             }
 731         },
 732         ast::ExprAddrOf(ast::MutMutable, ref sub) => {
 733             let (v, _) = const_expr(cx, &**sub, param_substs, fn_args);
 734             addr_of_mut(cx, v, "ref_mut_slice")
 735         },
 736         ast::ExprTup(ref es) => {
 737             let repr = adt::represent_type(cx, ety);
 738             let vals = map_list(&es[..]);
 739             adt::trans_const(cx, &*repr, 0, &vals[..])
 740         },
 741         ast::ExprStruct(_, ref fs, ref base_opt) => {
 742             let repr = adt::represent_type(cx, ety);
 743
 744             let base_val = match *base_opt {
 745                 Some(ref base) => Some(const_expr(cx, &**base, param_substs, fn_args)),
 746                 None => None
 747             };
 748
 749             expr::with_field_tys(cx.tcx(), ety, Some(e.id), |discr, field_tys| {
 750                 let cs = field_tys.iter().enumerate()
 751                                   .map(|(ix, &field_ty)| {
 752                     match (fs.iter().find(|f| field_ty.name == f.ident.node.name), base_val) {
 753                         (Some(ref f), _) => const_expr(cx, &*f.expr, param_substs, fn_args).0,
 754                         (_, Some((bv, _))) => adt::const_get_field(cx, &*repr, bv, discr, ix),
 755                         (_, None) => cx.sess().span_bug(e.span, "missing struct field"),
 756                     }
 757                 }).collect::<Vec<_>>();
 758                 if ety.is_simd(cx.tcx()) {
 759                     C_vector(&cs[..])
 760                 } else {
 761                     adt::trans_const(cx, &*repr, discr, &cs[..])
 762                 }
 763             })
 764         },
 765         ast::ExprVec(ref es) => {
 766             let unit_ty = ety.sequence_element_type(cx.tcx());
 767             let llunitty = type_of::type_of(cx, unit_ty);
 768             let vs = es.iter()
 769                        .map(|e| const_expr(cx, &**e, param_substs, fn_args).0)
 770                        .collect::<Vec<_>>();
 771             // If the vector contains enums, an LLVM array won't work.
 772             if vs.iter().any(|vi| val_ty(*vi) != llunitty) {
 773                 C_struct(cx, &vs[..], false)
 774             } else {
 775                 C_array(llunitty, &vs[..])
 776             }
 777         },
 778         ast::ExprRepeat(ref elem, ref count) => {
 779             let unit_ty = ety.sequence_element_type(cx.tcx());
 780             let llunitty = type_of::type_of(cx, unit_ty);
 781             let n = cx.tcx().eval_repeat_count(count);
 782             let unit_val = const_expr(cx, &**elem, param_substs, fn_args).0;
 783             let vs: Vec<_> = repeat(unit_val).take(n).collect();
 784             if val_ty(unit_val) != llunitty {
 785                 C_struct(cx, &vs[..], false)
 786             } else {
 787                 C_array(llunitty, &vs[..])
 788             }
 789         },
 790         ast::ExprPath(..) => {
 791             let def = cx.tcx().def_map.borrow().get(&e.id).unwrap().full_def();
 792             match def {
 793                 def::DefLocal(id) => {
 794                     if let Some(val) = fn_args.and_then(|args| args.get(&id).cloned()) {
 795                         val
 796                     } else {
 797                         cx.sess().span_bug(e.span, "const fn argument not found")
 798                     }
 799                 }
 800                 def::DefFn(..) | def::DefMethod(..) => {
 801                     expr::trans_def_fn_unadjusted(cx, e, def, param_substs).val
 802                 }
 803                 def::DefConst(def_id) | def::DefAssociatedConst(def_id, _) => {
 804                     const_deref_ptr(cx, get_const_val(cx, def_id, e))
 805                 }
 806                 def::DefVariant(enum_did, variant_did, _) => {
 807                     let vinfo = cx.tcx().enum_variant_with_id(enum_did, variant_did);
 808                     if !vinfo.args.is_empty() {
 809                         // N-ary variant.
 810                         expr::trans_def_fn_unadjusted(cx, e, def, param_substs).val
 811                     } else {
 812                         // Nullary variant.
 813                         let repr = adt::represent_type(cx, ety);
 814                         adt::trans_const(cx, &*repr, vinfo.disr_val, &[])
 815                     }
 816                 }
 817                 def::DefStruct(_) => {
 818                     if let ty::TyBareFn(..) = ety.sty {
 819                         // Tuple struct.
 820                         expr::trans_def_fn_unadjusted(cx, e, def, param_substs).val
 821                     } else {
 822                         // Unit struct.
 823                         C_null(type_of::type_of(cx, ety))
 824                     }
 825                 }
 826                 _ => {
 827                     cx.sess().span_bug(e.span, "expected a const, fn, struct, \
 828                                                 or variant def")
 829                 }
 830             }
 831         },
 832         ast::ExprCall(ref callee, ref args) => {
 833             let mut callee = &**callee;
 834             loop {
 835                 callee = match callee.node {
 836                     ast::ExprParen(ref inner) => &**inner,
 837                     ast::ExprBlock(ref block) => match block.expr {
 838                         Some(ref tail) => &**tail,
 839                         None => break,
 840                     },
 841                     _ => break,
 842                 };
 843             }
 844             let def = cx.tcx().def_map.borrow()[&callee.id].full_def();
 845             let arg_vals = map_list(args);
 846             match def {
 847                 def::DefFn(did, _) | def::DefMethod(did, _) => {
 848                     const_fn_call(cx, ExprId(callee.id), did, &arg_vals, param_substs)
 849                 },
 850                 def::DefStruct(_) => {
 851                     if ety.is_simd(cx.tcx()) {
 852                         C_vector(&arg_vals[..])
 853                     } else {
 854                         let repr = adt::represent_type(cx, ety);
 855                         adt::trans_const(cx, &*repr, 0, &arg_vals[..])
 856                     }
 857                 },
 858                 def::DefVariant(enum_did, variant_did, _) => {
 859                     let repr = adt::represent_type(cx, ety);
 860                     let vinfo = cx.tcx().enum_variant_with_id(enum_did, variant_did);
 861                     adt::trans_const(cx,
 862                                      &*repr,
 863                                      vinfo.disr_val,
 864                                      &arg_vals[..])
 865                 },
 866                 _ => cx.sess().span_bug(e.span, "expected a struct, variant, or const fn def"),
 867             }
 868         },
 869         ast::ExprMethodCall(_, _, ref args) => {
 870             let arg_vals = map_list(args);
 871             let method_call = ty::MethodCall::expr(e.id);
 872               let method_did = cx.tcx().tables.borrow().method_map[&method_call].def_id;
 873             const_fn_call(cx, MethodCallKey(method_call),
 874                           method_did, &arg_vals, param_substs)
 875         },
 876         ast::ExprParen(ref e) => const_expr(cx, &**e, param_substs, fn_args).0,
 877         ast::ExprBlock(ref block) => {
 878             match block.expr {
 879                 Some(ref expr) => const_expr(cx, &**expr, param_substs, fn_args).0,
 880                 None => C_nil(cx),
 881             }
 882         },
 883         ast::ExprClosure(_, ref decl, ref body) => {
 884             closure::trans_closure_expr(closure::Dest::Ignore(cx),
 885                                         decl,
 886                                         body,
 887                                         e.id,
 888                                         param_substs);
 889             C_null(type_of::type_of(cx, ety))
 890         },
 891         _ => cx.sess().span_bug(e.span,
 892                                 "bad constant expression type in consts::const_expr"),
 893     }
 894 }
 895
 896 pub fn trans_static(ccx: &CrateContext, m: ast::Mutability, id: ast::NodeId) -> ValueRef {
 897     unsafe {
 898         let _icx = push_ctxt("trans_static");
 899         let g = base::get_item_val(ccx, id);
 900         // At this point, get_item_val has already translated the
 901         // constant's initializer to determine its LLVM type.
 902         let v = ccx.static_values().borrow().get(&id).unwrap().clone();
 903         // boolean SSA values are i1, but they have to be stored in i8 slots,
 904         // otherwise some LLVM optimization passes don't work as expected
 905         let v = if llvm::LLVMTypeOf(v) == Type::i1(ccx).to_ref() {
 906             llvm::LLVMConstZExt(v, Type::i8(ccx).to_ref())
 907         } else {
 908             v
 909         };
 910         llvm::LLVMSetInitializer(g, v);
 911
 912         // As an optimization, all shared statics which do not have interior
 913         // mutability are placed into read-only memory.
 914         if m != ast::MutMutable {
 915             let node_ty = ccx.tcx().node_id_to_type(id);
 916             let tcontents = node_ty.type_contents(ccx.tcx());
 917             if !tcontents.interior_unsafe() {
 918                 llvm::LLVMSetGlobalConstant(g, True);
 919             }
 920         }
 921         debuginfo::create_global_var_metadata(ccx, id, g);
 922         g
 923     }
 924 }
 925
 926 fn get_static_val<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>, did: ast::DefId,
 927                             ty: Ty<'tcx>) -> ValueRef {
 928     if ast_util::is_local(did) { return base::get_item_val(ccx, did.node) }
 929     base::trans_external_path(ccx, did, ty)
 930 }