src/librustc_trans/trans/type_of.rs

   1 // Copyright 2012-2013 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 #![allow(non_camel_case_types)]
  12
  13 pub use self::named_ty::*;
  14
  15 use middle::subst;
  16 use trans::adt;
  17 use trans::common::*;
  18 use trans::foreign;
  19 use trans::machine;
  20 use middle::ty::{mod, Ty};
  21 use util::ppaux;
  22 use util::ppaux::Repr;
  23
  24 use trans::type_::Type;
  25
  26 use std::num::Int;
  27 use syntax::abi;
  28 use syntax::ast;
  29
  30 // LLVM doesn't like objects that are too big. Issue #17913
  31 fn ensure_array_fits_in_address_space<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
  32                                                 llet: Type,
  33                                                 size: machine::llsize,
  34                                                 scapegoat: Ty<'tcx>) {
  35     let esz = machine::llsize_of_alloc(ccx, llet);
  36     match esz.checked_mul(size) {
  37         Some(n) if n < ccx.obj_size_bound() => {}
  38         _ => { ccx.report_overbig_object(scapegoat) }
  39     }
  40 }
  41
  42 pub fn arg_is_indirect<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
  43                                  arg_ty: Ty<'tcx>) -> bool {
  44     !type_is_immediate(ccx, arg_ty)
  45 }
  46
  47 pub fn return_uses_outptr<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
  48                                     ty: Ty<'tcx>) -> bool {
  49     !type_is_immediate(ccx, ty)
  50 }
  51
  52 pub fn type_of_explicit_arg<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
  53                                       arg_ty: Ty<'tcx>) -> Type {
  54     let llty = arg_type_of(ccx, arg_ty);
  55     if arg_is_indirect(ccx, arg_ty) {
  56         llty.ptr_to()
  57     } else {
  58         llty
  59     }
  60 }
  61
  62 /// Yields the types of the "real" arguments for this function. For most
  63 /// functions, these are simply the types of the arguments. For functions with
  64 /// the `RustCall` ABI, however, this untuples the arguments of the function.
  65 pub fn untuple_arguments_if_necessary<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
  66                                                 inputs: &[Ty<'tcx>],
  67                                                 abi: abi::Abi)
  68                                                 -> Vec<Ty<'tcx>> {
  69     if abi != abi::RustCall {
  70         return inputs.iter().map(|x| (*x).clone()).collect()
  71     }
  72
  73     if inputs.len() == 0 {
  74         return Vec::new()
  75     }
  76
  77     let mut result = Vec::new();
  78     for (i, &arg_prior_to_tuple) in inputs.iter().enumerate() {
  79         if i < inputs.len() - 1 {
  80             result.push(arg_prior_to_tuple);
  81         }
  82     }
  83
  84     match inputs[inputs.len() - 1].sty {
  85         ty::ty_tup(ref tupled_arguments) => {
  86             debug!("untuple_arguments_if_necessary(): untupling arguments");
  87             for &tupled_argument in tupled_arguments.iter() {
  88                 result.push(tupled_argument);
  89             }
  90         }
  91         _ => {
  92             ccx.tcx().sess.bug("argument to function with \"rust-call\" ABI \
  93                                 is neither a tuple nor unit")
  94         }
  95     }
  96
  97     result
  98 }
  99
 100 pub fn type_of_rust_fn<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 101                                  llenvironment_type: Option<Type>,
 102                                  inputs: &[Ty<'tcx>],
 103                                  output: ty::FnOutput<'tcx>,
 104                                  abi: abi::Abi)
 105                                  -> Type {
 106     let mut atys: Vec<Type> = Vec::new();
 107
 108     // First, munge the inputs, if this has the `rust-call` ABI.
 109     let inputs = untuple_arguments_if_necessary(cx, inputs, abi);
 110
 111     // Arg 0: Output pointer.
 112     // (if the output type is non-immediate)
 113     let lloutputtype = match output {
 114         ty::FnConverging(output) => {
 115             let use_out_pointer = return_uses_outptr(cx, output);
 116             let lloutputtype = arg_type_of(cx, output);
 117             // Use the output as the actual return value if it's immediate.
 118             if use_out_pointer {
 119                 atys.push(lloutputtype.ptr_to());
 120                 Type::void(cx)
 121             } else if return_type_is_void(cx, output) {
 122                 Type::void(cx)
 123             } else {
 124                 lloutputtype
 125             }
 126         }
 127         ty::FnDiverging => Type::void(cx)
 128     };
 129
 130     // Arg 1: Environment
 131     match llenvironment_type {
 132         None => {}
 133         Some(llenvironment_type) => atys.push(llenvironment_type),
 134     }
 135
 136     // ... then explicit args.
 137     let input_tys = inputs.iter().map(|&arg_ty| type_of_explicit_arg(cx, arg_ty));
 138     atys.extend(input_tys);
 139
 140     Type::func(atys[], &lloutputtype)
 141 }
 142
 143 // Given a function type and a count of ty params, construct an llvm type
 144 pub fn type_of_fn_from_ty<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>, fty: Ty<'tcx>) -> Type {
 145     match fty.sty {
 146         ty::ty_closure(ref f) => {
 147             type_of_rust_fn(cx,
 148                             Some(Type::i8p(cx)),
 149                             f.sig.0.inputs.as_slice(),
 150                             f.sig.0.output,
 151                             f.abi)
 152         }
 153         ty::ty_bare_fn(_, ref f) => {
 154             // FIXME(#19925) once fn item types are
 155             // zero-sized, we'll need to do something here
 156             if f.abi == abi::Rust || f.abi == abi::RustCall {
 157                 type_of_rust_fn(cx,
 158                                 None,
 159                                 f.sig.0.inputs.as_slice(),
 160                                 f.sig.0.output,
 161                                 f.abi)
 162             } else {
 163                 foreign::lltype_for_foreign_fn(cx, fty)
 164             }
 165         }
 166         _ => {
 167             cx.sess().bug("type_of_fn_from_ty given non-closure, non-bare-fn")
 168         }
 169     }
 170 }
 171
 172 // A "sizing type" is an LLVM type, the size and alignment of which are
 173 // guaranteed to be equivalent to what you would get out of `type_of()`. It's
 174 // useful because:
 175 //
 176 // (1) It may be cheaper to compute the sizing type than the full type if all
 177 //     you're interested in is the size and/or alignment;
 178 //
 179 // (2) It won't make any recursive calls to determine the structure of the
 180 //     type behind pointers. This can help prevent infinite loops for
 181 //     recursive types. For example, enum types rely on this behavior.
 182
 183 pub fn sizing_type_of<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>, t: Ty<'tcx>) -> Type {
 184     match cx.llsizingtypes().borrow().get(&t).cloned() {
 185         Some(t) => return t,
 186         None => ()
 187     }
 188
 189     let llsizingty = match t.sty {
 190         _ if !lltype_is_sized(cx.tcx(), t) => {
 191             cx.sess().bug(format!("trying to take the sizing type of {}, an unsized type",
 192                                   ppaux::ty_to_string(cx.tcx(), t))[])
 193         }
 194
 195         ty::ty_bool => Type::bool(cx),
 196         ty::ty_char => Type::char(cx),
 197         ty::ty_int(t) => Type::int_from_ty(cx, t),
 198         ty::ty_uint(t) => Type::uint_from_ty(cx, t),
 199         ty::ty_float(t) => Type::float_from_ty(cx, t),
 200
 201         ty::ty_uniq(ty) | ty::ty_rptr(_, ty::mt{ty, ..}) | ty::ty_ptr(ty::mt{ty, ..}) => {
 202             if type_is_sized(cx.tcx(), ty) {
 203                 Type::i8p(cx)
 204             } else {
 205                 Type::struct_(cx, &[Type::i8p(cx), Type::i8p(cx)], false)
 206             }
 207         }
 208
 209         ty::ty_bare_fn(..) => Type::i8p(cx),
 210         ty::ty_closure(..) => Type::struct_(cx, &[Type::i8p(cx), Type::i8p(cx)], false),
 211
 212         ty::ty_vec(ty, Some(size)) => {
 213             let llty = sizing_type_of(cx, ty);
 214             let size = size as u64;
 215             ensure_array_fits_in_address_space(cx, llty, size, t);
 216             Type::array(&llty, size)
 217         }
 218
 219         ty::ty_tup(ref tys) if tys.is_empty() => {
 220             Type::nil(cx)
 221         }
 222
 223         ty::ty_tup(..) | ty::ty_enum(..) | ty::ty_unboxed_closure(..) => {
 224             let repr = adt::represent_type(cx, t);
 225             adt::sizing_type_of(cx, &*repr, false)
 226         }
 227
 228         ty::ty_struct(..) => {
 229             if ty::type_is_simd(cx.tcx(), t) {
 230                 let llet = type_of(cx, ty::simd_type(cx.tcx(), t));
 231                 let n = ty::simd_size(cx.tcx(), t) as u64;
 232                 ensure_array_fits_in_address_space(cx, llet, n, t);
 233                 Type::vector(&llet, n)
 234             } else {
 235                 let repr = adt::represent_type(cx, t);
 236                 adt::sizing_type_of(cx, &*repr, false)
 237             }
 238         }
 239
 240         ty::ty_open(_) => {
 241             Type::struct_(cx, &[Type::i8p(cx), Type::i8p(cx)], false)
 242         }
 243
 244         ty::ty_projection(..) | ty::ty_infer(..) | ty::ty_param(..) | ty::ty_err(..) => {
 245             cx.sess().bug(format!("fictitious type {} in sizing_type_of()",
 246                                   ppaux::ty_to_string(cx.tcx(), t))[])
 247         }
 248         ty::ty_vec(_, None) | ty::ty_trait(..) | ty::ty_str => panic!("unreachable")
 249     };
 250
 251     cx.llsizingtypes().borrow_mut().insert(t, llsizingty);
 252     llsizingty
 253 }
 254
 255 pub fn arg_type_of<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>, t: Ty<'tcx>) -> Type {
 256     if ty::type_is_bool(t) {
 257         Type::i1(cx)
 258     } else {
 259         type_of(cx, t)
 260     }
 261 }
 262
 263 // NB: If you update this, be sure to update `sizing_type_of()` as well.
 264 pub fn type_of<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>, t: Ty<'tcx>) -> Type {
 265     fn type_of_unsize_info<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>, t: Ty<'tcx>) -> Type {
 266         // It is possible to end up here with a sized type. This happens with a
 267         // struct which might be unsized, but is monomorphised to a sized type.
 268         // In this case we'll fake a fat pointer with no unsize info (we use 0).
 269         // However, its still a fat pointer, so we need some type use.
 270         if type_is_sized(cx.tcx(), t) {
 271             return Type::i8p(cx);
 272         }
 273
 274         match unsized_part_of_type(cx.tcx(), t).sty {
 275             ty::ty_str | ty::ty_vec(..) => Type::uint_from_ty(cx, ast::TyU),
 276             ty::ty_trait(_) => Type::vtable_ptr(cx),
 277             _ => panic!("Unexpected type returned from unsized_part_of_type : {}",
 278                        t.repr(cx.tcx()))
 279         }
 280     }
 281
 282     // Check the cache.
 283     match cx.lltypes().borrow().get(&t) {
 284         Some(&llty) => return llty,
 285         None => ()
 286     }
 287
 288     debug!("type_of {} {}", t.repr(cx.tcx()), t.sty);
 289
 290     // Replace any typedef'd types with their equivalent non-typedef
 291     // type. This ensures that all LLVM nominal types that contain
 292     // Rust types are defined as the same LLVM types.  If we don't do
 293     // this then, e.g. `Option<{myfield: bool}>` would be a different
 294     // type than `Option<myrec>`.
 295     let t_norm = ty::normalize_ty(cx.tcx(), t);
 296
 297     if t != t_norm {
 298         let llty = type_of(cx, t_norm);
 299         debug!("--> normalized {} {} to {} {} llty={}",
 300                 t.repr(cx.tcx()),
 301                 t,
 302                 t_norm.repr(cx.tcx()),
 303                 t_norm,
 304                 cx.tn().type_to_string(llty));
 305         cx.lltypes().borrow_mut().insert(t, llty);
 306         return llty;
 307     }
 308
 309     let mut llty = match t.sty {
 310       ty::ty_bool => Type::bool(cx),
 311       ty::ty_char => Type::char(cx),
 312       ty::ty_int(t) => Type::int_from_ty(cx, t),
 313       ty::ty_uint(t) => Type::uint_from_ty(cx, t),
 314       ty::ty_float(t) => Type::float_from_ty(cx, t),
 315       ty::ty_enum(did, ref substs) => {
 316           // Only create the named struct, but don't fill it in. We
 317           // fill it in *after* placing it into the type cache. This
 318           // avoids creating more than one copy of the enum when one
 319           // of the enum's variants refers to the enum itself.
 320           let repr = adt::represent_type(cx, t);
 321           let tps = substs.types.get_slice(subst::TypeSpace);
 322           let name = llvm_type_name(cx, an_enum, did, tps);
 323           adt::incomplete_type_of(cx, &*repr, name[])
 324       }
 325       ty::ty_unboxed_closure(did, _, ref substs) => {
 326           // Only create the named struct, but don't fill it in. We
 327           // fill it in *after* placing it into the type cache.
 328           let repr = adt::represent_type(cx, t);
 329           // Unboxed closures can have substitutions in all spaces
 330           // inherited from their environment, so we use entire
 331           // contents of the VecPerParamSpace to to construct the llvm
 332           // name
 333           let name = llvm_type_name(cx, an_unboxed_closure, did, substs.types.as_slice());
 334           adt::incomplete_type_of(cx, &*repr, name[])
 335       }
 336
 337       ty::ty_uniq(ty) | ty::ty_rptr(_, ty::mt{ty, ..}) | ty::ty_ptr(ty::mt{ty, ..}) => {
 338           match ty.sty {
 339               ty::ty_str => {
 340                   // This means we get a nicer name in the output (str is always
 341                   // unsized).
 342                   cx.tn().find_type("str_slice").unwrap()
 343               }
 344               ty::ty_trait(..) => Type::opaque_trait(cx),
 345               _ if !type_is_sized(cx.tcx(), ty) => {
 346                   let p_ty = type_of(cx, ty).ptr_to();
 347                   Type::struct_(cx, &[p_ty, type_of_unsize_info(cx, ty)], false)
 348               }
 349               _ => type_of(cx, ty).ptr_to(),
 350           }
 351       }
 352
 353       ty::ty_vec(ty, Some(size)) => {
 354           let size = size as u64;
 355           let llty = type_of(cx, ty);
 356           ensure_array_fits_in_address_space(cx, llty, size, t);
 357           Type::array(&llty, size)
 358       }
 359       ty::ty_vec(ty, None) => {
 360           type_of(cx, ty)
 361       }
 362
 363       ty::ty_trait(..) => {
 364           Type::opaque_trait_data(cx)
 365       }
 366
 367       ty::ty_str => Type::i8(cx),
 368
 369       ty::ty_bare_fn(..) => {
 370           type_of_fn_from_ty(cx, t).ptr_to()
 371       }
 372       ty::ty_closure(_) => {
 373           let fn_ty = type_of_fn_from_ty(cx, t).ptr_to();
 374           Type::struct_(cx, &[fn_ty, Type::i8p(cx)], false)
 375       }
 376       ty::ty_tup(ref tys) if tys.is_empty() => Type::nil(cx),
 377       ty::ty_tup(..) => {
 378           let repr = adt::represent_type(cx, t);
 379           adt::type_of(cx, &*repr)
 380       }
 381       ty::ty_struct(did, ref substs) => {
 382           if ty::type_is_simd(cx.tcx(), t) {
 383               let llet = type_of(cx, ty::simd_type(cx.tcx(), t));
 384               let n = ty::simd_size(cx.tcx(), t) as u64;
 385               ensure_array_fits_in_address_space(cx, llet, n, t);
 386               Type::vector(&llet, n)
 387           } else {
 388               // Only create the named struct, but don't fill it in. We fill it
 389               // in *after* placing it into the type cache. This prevents
 390               // infinite recursion with recursive struct types.
 391               let repr = adt::represent_type(cx, t);
 392               let tps = substs.types.get_slice(subst::TypeSpace);
 393               let name = llvm_type_name(cx, a_struct, did, tps);
 394               adt::incomplete_type_of(cx, &*repr, name[])
 395           }
 396       }
 397
 398       ty::ty_open(t) => match t.sty {
 399           ty::ty_struct(..) => {
 400               let p_ty = type_of(cx, t).ptr_to();
 401               Type::struct_(cx, &[p_ty, type_of_unsize_info(cx, t)], false)
 402           }
 403           ty::ty_vec(ty, None) => {
 404               let p_ty = type_of(cx, ty).ptr_to();
 405               Type::struct_(cx, &[p_ty, type_of_unsize_info(cx, t)], false)
 406           }
 407           ty::ty_str => {
 408               let p_ty = Type::i8p(cx);
 409               Type::struct_(cx, &[p_ty, type_of_unsize_info(cx, t)], false)
 410           }
 411           ty::ty_trait(..) => Type::opaque_trait(cx),
 412           _ => cx.sess().bug(format!("ty_open with sized type: {}",
 413                                      ppaux::ty_to_string(cx.tcx(), t))[])
 414       },
 415
 416       ty::ty_infer(..) => cx.sess().bug("type_of with ty_infer"),
 417       ty::ty_projection(..) => cx.sess().bug("type_of with ty_projection"),
 418       ty::ty_param(..) => cx.sess().bug("type_of with ty_param"),
 419       ty::ty_err(..) => cx.sess().bug("type_of with ty_err"),
 420     };
 421
 422     debug!("--> mapped t={} {} to llty={}",
 423             t.repr(cx.tcx()),
 424             t,
 425             cx.tn().type_to_string(llty));
 426
 427     cx.lltypes().borrow_mut().insert(t, llty);
 428
 429     // If this was an enum or struct, fill in the type now.
 430     match t.sty {
 431         ty::ty_enum(..) | ty::ty_struct(..) | ty::ty_unboxed_closure(..)
 432                 if !ty::type_is_simd(cx.tcx(), t) => {
 433             let repr = adt::represent_type(cx, t);
 434             adt::finish_type_of(cx, &*repr, &mut llty);
 435         }
 436         _ => ()
 437     }
 438
 439     return llty;
 440 }
 441
 442 pub fn align_of<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>, t: Ty<'tcx>)
 443                           -> machine::llalign {
 444     let llty = sizing_type_of(cx, t);
 445     machine::llalign_of_min(cx, llty)
 446 }
 447
 448 // Want refinements! (Or case classes, I guess
 449 #[deriving(Copy)]
 450 pub enum named_ty {
 451     a_struct,
 452     an_enum,
 453     an_unboxed_closure,
 454 }
 455
 456 pub fn llvm_type_name<'a, 'tcx>(cx: &CrateContext<'a, 'tcx>,
 457                                 what: named_ty,
 458                                 did: ast::DefId,
 459                                 tps: &[Ty<'tcx>])
 460                                 -> String {
 461     let name = match what {
 462         a_struct => "struct",
 463         an_enum => "enum",
 464         an_unboxed_closure => return "closure".to_string(),
 465     };
 466
 467     let base = ty::item_path_str(cx.tcx(), did);
 468     let strings: Vec<String> = tps.iter().map(|t| t.repr(cx.tcx())).collect();
 469     let tstr = if strings.is_empty() {
 470         base
 471     } else {
 472         format!("{}<{}>", base, strings)
 473     };
 474
 475     if did.krate == 0 {
 476         format!("{}.{}", name, tstr)
 477     } else {
 478         format!("{}.{}[{}{}]", name, tstr, "#", did.krate)
 479     }
 480 }
 481
 482 pub fn type_of_dtor<'a, 'tcx>(ccx: &CrateContext<'a, 'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> Type {
 483     let self_ty = type_of(ccx, self_ty).ptr_to();
 484     Type::func(&[self_ty], &Type::void(ccx))
 485 }