src/value_and_place.rs

   1 use crate::prelude::*;
   2
   3 use cranelift::codegen::ir::immediates::Offset32;
   4
   5 fn codegen_field<'tcx>(
   6     fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
   7     base: Pointer,
   8     extra: Option<Value>,
   9     layout: TyLayout<'tcx>,
  10     field: mir::Field,
  11 ) -> (Pointer, TyLayout<'tcx>) {
  12     let field_offset = layout.fields.offset(field.index());
  13     let field_layout = layout.field(&*fx, field.index());
  14
  15     let simple = |fx: &mut FunctionCx<_>| {
  16         (
  17             base.offset_i64(fx, i64::try_from(field_offset.bytes()).unwrap()),
  18             field_layout,
  19         )
  20     };
  21
  22     if let Some(extra) = extra {
  23         if !field_layout.is_unsized() {
  24             return simple(fx);
  25         }
  26         match field_layout.ty.kind {
  27             ty::Slice(..) | ty::Str | ty::Foreign(..) => return simple(fx),
  28             ty::Adt(def, _) if def.repr.packed() => {
  29                 assert_eq!(layout.align.abi.bytes(), 1);
  30                 return simple(fx);
  31             }
  32             _ => {
  33                 // We have to align the offset for DST's
  34                 let unaligned_offset = field_offset.bytes();
  35                 let (_, unsized_align) = crate::unsize::size_and_align_of_dst(fx, field_layout.ty, extra);
  36
  37                 let one = fx.bcx.ins().iconst(pointer_ty(fx.tcx), 1);
  38                 let align_sub_1 = fx.bcx.ins().isub(unsized_align, one);
  39                 let and_lhs = fx.bcx.ins().iadd_imm(align_sub_1, unaligned_offset as i64);
  40                 let zero = fx.bcx.ins().iconst(pointer_ty(fx.tcx), 0);
  41                 let and_rhs = fx.bcx.ins().isub(zero, unsized_align);
  42                 let offset = fx.bcx.ins().band(and_lhs, and_rhs);
  43
  44                 (
  45                     base.offset_value(fx, offset),
  46                     field_layout,
  47                 )
  48             }
  49         }
  50     } else {
  51         simple(fx)
  52     }
  53 }
  54
  55 fn scalar_pair_calculate_b_offset(tcx: TyCtxt<'_>, a_scalar: &Scalar, b_scalar: &Scalar) -> Offset32 {
  56     let b_offset = a_scalar
  57         .value
  58         .size(&tcx)
  59         .align_to(b_scalar.value.align(&tcx).abi);
  60     Offset32::new(b_offset.bytes().try_into().unwrap())
  61 }
  62
  63 /// A read-only value
  64 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
  65 pub struct CValue<'tcx>(CValueInner, TyLayout<'tcx>);
  66
  67 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
  68 enum CValueInner {
  69     ByRef(Pointer),
  70     ByVal(Value),
  71     ByValPair(Value, Value),
  72 }
  73
  74 impl<'tcx> CValue<'tcx> {
  75     pub fn by_ref(ptr: Pointer, layout: TyLayout<'tcx>) -> CValue<'tcx> {
  76         CValue(CValueInner::ByRef(ptr), layout)
  77     }
  78
  79     pub fn by_val(value: Value, layout: TyLayout<'tcx>) -> CValue<'tcx> {
  80         CValue(CValueInner::ByVal(value), layout)
  81     }
  82
  83     pub fn by_val_pair(value: Value, extra: Value, layout: TyLayout<'tcx>) -> CValue<'tcx> {
  84         CValue(CValueInner::ByValPair(value, extra), layout)
  85     }
  86
  87     pub fn layout(&self) -> TyLayout<'tcx> {
  88         self.1
  89     }
  90
  91     pub fn force_stack<'a>(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>) -> Pointer {
  92         let layout = self.1;
  93         match self.0 {
  94             CValueInner::ByRef(ptr) => ptr,
  95             CValueInner::ByVal(_) | CValueInner::ByValPair(_, _) => {
  96                 let cplace = CPlace::new_stack_slot(fx, layout.ty);
  97                 cplace.write_cvalue(fx, self);
  98                 cplace.to_ptr(fx)
  99             }
 100         }
 101     }
 102
 103     pub fn try_to_addr(self) -> Option<Value> {
 104         match self.0 {
 105             CValueInner::ByRef(ptr) => {
 106                 if let Some((base_addr, offset)) = ptr.try_get_addr_and_offset() {
 107                     if offset == Offset32::new(0) {
 108                         Some(base_addr)
 109                     } else {
 110                         None
 111                     }
 112                 } else {
 113                     None
 114                 }
 115             }
 116             CValueInner::ByVal(_) | CValueInner::ByValPair(_, _) => None,
 117         }
 118     }
 119
 120     /// Load a value with layout.abi of scalar
 121     pub fn load_scalar<'a>(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>) -> Value {
 122         let layout = self.1;
 123         match self.0 {
 124             CValueInner::ByRef(ptr) => {
 125                 let scalar = match layout.abi {
 126                     layout::Abi::Scalar(ref scalar) => scalar.clone(),
 127                     _ => unreachable!(),
 128                 };
 129                 let clif_ty = scalar_to_clif_type(fx.tcx, scalar);
 130                 ptr.load(fx, clif_ty, MemFlags::new())
 131             }
 132             CValueInner::ByVal(value) => value,
 133             CValueInner::ByValPair(_, _) => bug!("Please use load_scalar_pair for ByValPair"),
 134         }
 135     }
 136
 137     /// Load a value pair with layout.abi of scalar pair
 138     pub fn load_scalar_pair<'a>(
 139         self,
 140         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 141     ) -> (Value, Value) {
 142         let layout = self.1;
 143         match self.0 {
 144             CValueInner::ByRef(ptr) => {
 145                 let (a_scalar, b_scalar) = match &layout.abi {
 146                     layout::Abi::ScalarPair(a, b) => (a, b),
 147                     _ => unreachable!("load_scalar_pair({:?})", self),
 148                 };
 149                 let b_offset = scalar_pair_calculate_b_offset(fx.tcx, a_scalar, b_scalar);
 150                 let clif_ty1 = scalar_to_clif_type(fx.tcx, a_scalar.clone());
 151                 let clif_ty2 = scalar_to_clif_type(fx.tcx, b_scalar.clone());
 152                 let val1 = ptr.load(fx, clif_ty1, MemFlags::new());
 153                 let val2 = ptr.offset(fx, b_offset).load(fx, clif_ty2, MemFlags::new());
 154                 (val1, val2)
 155             }
 156             CValueInner::ByVal(_) => bug!("Please use load_scalar for ByVal"),
 157             CValueInner::ByValPair(val1, val2) => (val1, val2),
 158         }
 159     }
 160
 161     pub fn value_field<'a>(
 162         self,
 163         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 164         field: mir::Field,
 165     ) -> CValue<'tcx> {
 166         let layout = self.1;
 167         let ptr = match self.0 {
 168             CValueInner::ByRef(ptr) => ptr,
 169             _ => bug!("place_field for {:?}", self),
 170         };
 171
 172         let (field_ptr, field_layout) = codegen_field(fx, ptr, None, layout, field);
 173         CValue::by_ref(field_ptr, field_layout)
 174     }
 175
 176     pub fn unsize_value<'a>(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>, dest: CPlace<'tcx>) {
 177         crate::unsize::coerce_unsized_into(fx, self, dest);
 178     }
 179
 180     /// If `ty` is signed, `const_val` must already be sign extended.
 181     pub fn const_val<'a>(
 182         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 183         ty: Ty<'tcx>,
 184         const_val: u128,
 185     ) -> CValue<'tcx> {
 186         let clif_ty = fx.clif_type(ty).unwrap();
 187         let layout = fx.layout_of(ty);
 188
 189         let val = match ty.kind {
 190             ty::TyKind::Uint(UintTy::U128) | ty::TyKind::Int(IntTy::I128) => {
 191                 let lsb = fx.bcx.ins().iconst(types::I64, const_val as u64 as i64);
 192                 let msb = fx
 193                     .bcx
 194                     .ins()
 195                     .iconst(types::I64, (const_val >> 64) as u64 as i64);
 196                 fx.bcx.ins().iconcat(lsb, msb)
 197             }
 198             ty::TyKind::Bool => {
 199                 assert!(
 200                     const_val == 0 || const_val == 1,
 201                     "Invalid bool 0x{:032X}",
 202                     const_val
 203                 );
 204                 fx.bcx.ins().iconst(types::I8, const_val as i64)
 205             }
 206             ty::TyKind::Uint(_) | ty::TyKind::Ref(..) | ty::TyKind::RawPtr(..) => fx
 207                 .bcx
 208                 .ins()
 209                 .iconst(clif_ty, u64::try_from(const_val).expect("uint") as i64),
 210             ty::TyKind::Int(_) => fx.bcx.ins().iconst(clif_ty, const_val as i128 as i64),
 211             _ => panic!(
 212                 "CValue::const_val for non bool/integer/pointer type {:?} is not allowed",
 213                 ty
 214             ),
 215         };
 216
 217         CValue::by_val(val, layout)
 218     }
 219
 220     pub fn unchecked_cast_to(self, layout: TyLayout<'tcx>) -> Self {
 221         CValue(self.0, layout)
 222     }
 223 }
 224
 225 /// A place where you can write a value to or read a value from
 226 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
 227 pub struct CPlace<'tcx> {
 228     inner: CPlaceInner,
 229     layout: TyLayout<'tcx>,
 230 }
 231
 232 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
 233 pub enum CPlaceInner {
 234     Var(Local),
 235     Addr(Pointer, Option<Value>),
 236     Stack(StackSlot),
 237     NoPlace,
 238 }
 239
 240 impl<'tcx> CPlace<'tcx> {
 241     pub fn layout(&self) -> TyLayout<'tcx> {
 242         self.layout
 243     }
 244
 245     pub fn inner(&self) -> &CPlaceInner {
 246         &self.inner
 247     }
 248
 249     pub fn no_place(layout: TyLayout<'tcx>) -> CPlace<'tcx> {
 250         CPlace {
 251             inner: CPlaceInner::NoPlace,
 252             layout,
 253         }
 254     }
 255
 256     pub fn new_stack_slot(
 257         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 258         ty: Ty<'tcx>,
 259     ) -> CPlace<'tcx> {
 260         let layout = fx.layout_of(ty);
 261         assert!(!layout.is_unsized());
 262         if layout.size.bytes() == 0 {
 263             return CPlace {
 264                 inner: CPlaceInner::NoPlace,
 265                 layout,
 266             };
 267         }
 268
 269         let stack_slot = fx.bcx.create_stack_slot(StackSlotData {
 270             kind: StackSlotKind::ExplicitSlot,
 271             size: layout.size.bytes() as u32,
 272             offset: None,
 273         });
 274         CPlace {
 275             inner: CPlaceInner::Stack(stack_slot),
 276             layout,
 277         }
 278     }
 279
 280     pub fn new_var(
 281         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 282         local: Local,
 283         layout: TyLayout<'tcx>,
 284     ) -> CPlace<'tcx> {
 285         fx.bcx
 286             .declare_var(mir_var(local), fx.clif_type(layout.ty).unwrap());
 287         CPlace {
 288             inner: CPlaceInner::Var(local),
 289             layout,
 290         }
 291     }
 292
 293     pub fn for_ptr(ptr: Pointer, layout: TyLayout<'tcx>) -> CPlace<'tcx> {
 294         CPlace {
 295             inner: CPlaceInner::Addr(ptr, None),
 296             layout,
 297         }
 298     }
 299
 300     pub fn for_ptr_with_extra(ptr: Pointer, extra: Value, layout: TyLayout<'tcx>) -> CPlace<'tcx> {
 301         CPlace {
 302             inner: CPlaceInner::Addr(ptr, Some(extra)),
 303             layout,
 304         }
 305     }
 306
 307     pub fn to_cvalue(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>) -> CValue<'tcx> {
 308         let layout = self.layout();
 309         match self.inner {
 310             CPlaceInner::Var(var) => {
 311                 let val = fx.bcx.use_var(mir_var(var));
 312                 fx.bcx.set_val_label(val, cranelift::codegen::ir::ValueLabel::from_u32(var.as_u32()));
 313                 CValue::by_val(val, layout)
 314             }
 315             CPlaceInner::Addr(ptr, extra) => {
 316                 assert!(extra.is_none(), "unsized values are not yet supported");
 317                 CValue::by_ref(ptr, layout)
 318             }
 319             CPlaceInner::Stack(stack_slot) => CValue::by_ref(
 320                 Pointer::stack_slot(stack_slot),
 321                 layout,
 322             ),
 323             CPlaceInner::NoPlace => CValue::by_ref(
 324                 Pointer::const_addr(fx, i64::try_from(self.layout.align.pref.bytes()).unwrap()),
 325                 layout,
 326             ),
 327         }
 328     }
 329
 330     pub fn to_ptr(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>) -> Pointer {
 331         match self.to_ptr_maybe_unsized(fx) {
 332             (ptr, None) => ptr,
 333             (_, Some(_)) => bug!("Expected sized cplace, found {:?}", self),
 334         }
 335     }
 336
 337     pub fn to_ptr_maybe_unsized(
 338         self,
 339         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 340     ) -> (Pointer, Option<Value>) {
 341         match self.inner {
 342             CPlaceInner::Addr(ptr, extra) => (ptr, extra),
 343             CPlaceInner::Stack(stack_slot) => (
 344                 Pointer::stack_slot(stack_slot),
 345                 None,
 346             ),
 347             CPlaceInner::NoPlace => {
 348                 (
 349                     Pointer::const_addr(fx, i64::try_from(self.layout.align.pref.bytes()).unwrap()),
 350                     None,
 351                 )
 352             }
 353             CPlaceInner::Var(_) => bug!("Expected CPlace::Addr, found CPlace::Var"),
 354         }
 355     }
 356
 357     pub fn write_cvalue(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>, from: CValue<'tcx>) {
 358         use rustc::hir::Mutability::*;
 359
 360         let from_ty = from.layout().ty;
 361         let to_ty = self.layout().ty;
 362
 363         fn assert_assignable<'tcx>(
 364             fx: &FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 365             from_ty: Ty<'tcx>,
 366             to_ty: Ty<'tcx>,
 367         ) {
 368             match (&from_ty.kind, &to_ty.kind) {
 369                 (ty::Ref(_, t, Immutable), ty::Ref(_, u, Immutable))
 370                 | (ty::Ref(_, t, Mutable), ty::Ref(_, u, Immutable))
 371                 | (ty::Ref(_, t, Mutable), ty::Ref(_, u, Mutable)) => {
 372                     assert_assignable(fx, t, u);
 373                     // &mut T -> &T is allowed
 374                     // &'a T -> &'b T is allowed
 375                 }
 376                 (ty::Ref(_, _, Immutable), ty::Ref(_, _, Mutable)) => panic!(
 377                     "Cant assign value of type {} to place of type {}",
 378                     from_ty, to_ty
 379                 ),
 380                 (ty::FnPtr(_), ty::FnPtr(_)) => {
 381                     let from_sig = fx.tcx.normalize_erasing_late_bound_regions(
 382                         ParamEnv::reveal_all(),
 383                         &from_ty.fn_sig(fx.tcx),
 384                     );
 385                     let to_sig = fx.tcx.normalize_erasing_late_bound_regions(
 386                         ParamEnv::reveal_all(),
 387                         &to_ty.fn_sig(fx.tcx),
 388                     );
 389                     assert_eq!(
 390                         from_sig, to_sig,
 391                         "Can't write fn ptr with incompatible sig {:?} to place with sig {:?}\n\n{:#?}",
 392                         from_sig, to_sig, fx,
 393                     );
 394                     // fn(&T) -> for<'l> fn(&'l T) is allowed
 395                 }
 396                 (ty::Dynamic(from_traits, _), ty::Dynamic(to_traits, _)) => {
 397                     let from_traits = fx
 398                         .tcx
 399                         .normalize_erasing_late_bound_regions(ParamEnv::reveal_all(), from_traits);
 400                     let to_traits = fx
 401                         .tcx
 402                         .normalize_erasing_late_bound_regions(ParamEnv::reveal_all(), to_traits);
 403                     assert_eq!(
 404                         from_traits, to_traits,
 405                         "Can't write trait object of incompatible traits {:?} to place with traits {:?}\n\n{:#?}",
 406                         from_traits, to_traits, fx,
 407                     );
 408                     // dyn for<'r> Trait<'r> -> dyn Trait<'_> is allowed
 409                 }
 410                 _ => {
 411                     assert_eq!(
 412                         from_ty,
 413                         to_ty,
 414                         "Can't write value with incompatible type {:?} to place with type {:?}\n\n{:#?}",
 415                         from_ty,
 416                         to_ty,
 417                         fx,
 418                     );
 419                 }
 420             }
 421         }
 422
 423         assert_assignable(fx, from_ty, to_ty);
 424
 425         let dst_layout = self.layout();
 426         let to_ptr = match self.inner {
 427             CPlaceInner::Var(var) => {
 428                 let data = from.load_scalar(fx);
 429                 fx.bcx.set_val_label(data, cranelift::codegen::ir::ValueLabel::from_u32(var.as_u32()));
 430                 fx.bcx.def_var(mir_var(var), data);
 431                 return;
 432             }
 433             CPlaceInner::Addr(ptr, None) => ptr,
 434             CPlaceInner::Stack(stack_slot) => Pointer::stack_slot(stack_slot),
 435             CPlaceInner::NoPlace => {
 436                 if dst_layout.abi != Abi::Uninhabited {
 437                     assert_eq!(dst_layout.size.bytes(), 0, "{:?}", dst_layout);
 438                 }
 439                 return;
 440             }
 441             CPlaceInner::Addr(_, Some(_)) => bug!("Can't write value to unsized place {:?}", self),
 442         };
 443
 444         match from.0 {
 445             CValueInner::ByVal(val) => {
 446                 to_ptr.store(fx, val, MemFlags::new());
 447             }
 448             CValueInner::ByValPair(value, extra) => match dst_layout.abi {
 449                 Abi::ScalarPair(ref a_scalar, ref b_scalar) => {
 450                     let b_offset = scalar_pair_calculate_b_offset(fx.tcx, a_scalar, b_scalar);
 451                     to_ptr.store(fx, value, MemFlags::new());
 452                     to_ptr.offset(fx, b_offset).store(fx, extra, MemFlags::new());
 453                 }
 454                 _ => bug!(
 455                     "Non ScalarPair abi {:?} for ByValPair CValue",
 456                     dst_layout.abi
 457                 ),
 458             },
 459             CValueInner::ByRef(from_ptr) => {
 460                 let from_addr = from_ptr.get_addr(fx);
 461                 let to_addr = to_ptr.get_addr(fx);
 462                 let src_layout = from.1;
 463                 let size = dst_layout.size.bytes();
 464                 let src_align = src_layout.align.abi.bytes() as u8;
 465                 let dst_align = dst_layout.align.abi.bytes() as u8;
 466                 fx.bcx.emit_small_memcpy(
 467                     fx.module.target_config(),
 468                     to_addr,
 469                     from_addr,
 470                     size,
 471                     dst_align,
 472                     src_align,
 473                 );
 474             }
 475         }
 476     }
 477
 478     pub fn place_field(
 479         self,
 480         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 481         field: mir::Field,
 482     ) -> CPlace<'tcx> {
 483         let layout = self.layout();
 484         let (base, extra) = self.to_ptr_maybe_unsized(fx);
 485
 486         let (field_ptr, field_layout) = codegen_field(fx, base, extra, layout, field);
 487         if field_layout.is_unsized() {
 488             CPlace::for_ptr_with_extra(field_ptr, extra.unwrap(), field_layout)
 489         } else {
 490             CPlace::for_ptr(field_ptr, field_layout)
 491         }
 492     }
 493
 494     pub fn place_index(
 495         self,
 496         fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 497         index: Value,
 498     ) -> CPlace<'tcx> {
 499         let (elem_layout, ptr) = match self.layout().ty.kind {
 500             ty::Array(elem_ty, _) => (fx.layout_of(elem_ty), self.to_ptr(fx)),
 501             ty::Slice(elem_ty) => (fx.layout_of(elem_ty), self.to_ptr_maybe_unsized(fx).0),
 502             _ => bug!("place_index({:?})", self.layout().ty),
 503         };
 504
 505         let offset = fx
 506             .bcx
 507             .ins()
 508             .imul_imm(index, elem_layout.size.bytes() as i64);
 509
 510         CPlace::for_ptr(ptr.offset_value(fx, offset), elem_layout)
 511     }
 512
 513     pub fn place_deref(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>) -> CPlace<'tcx> {
 514         let inner_layout = fx.layout_of(self.layout().ty.builtin_deref(true).unwrap().ty);
 515         if has_ptr_meta(fx.tcx, inner_layout.ty) {
 516             let (addr, extra) = self.to_cvalue(fx).load_scalar_pair(fx);
 517             CPlace::for_ptr_with_extra(Pointer::new(addr), extra, inner_layout)
 518         } else {
 519             CPlace::for_ptr(Pointer::new(self.to_cvalue(fx).load_scalar(fx)), inner_layout)
 520         }
 521     }
 522
 523     pub fn write_place_ref(self, fx: &mut FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>, dest: CPlace<'tcx>) {
 524         if has_ptr_meta(fx.tcx, self.layout().ty) {
 525             let (ptr, extra) = self.to_ptr_maybe_unsized(fx);
 526             let ptr = CValue::by_val_pair(
 527                 ptr.get_addr(fx),
 528                 extra.expect("unsized type without metadata"),
 529                 dest.layout(),
 530             );
 531             dest.write_cvalue(fx, ptr);
 532         } else {
 533             let ptr = CValue::by_val(self.to_ptr(fx).get_addr(fx), dest.layout());
 534             dest.write_cvalue(fx, ptr);
 535         }
 536     }
 537
 538     pub fn unchecked_cast_to(self, layout: TyLayout<'tcx>) -> Self {
 539         assert!(!self.layout().is_unsized());
 540         match self.inner {
 541             CPlaceInner::NoPlace => {
 542                 assert!(layout.size.bytes() == 0);
 543             }
 544             _ => {}
 545         }
 546         CPlace {
 547             inner: self.inner,
 548             layout,
 549         }
 550     }
 551
 552     pub fn downcast_variant(
 553         self,
 554         fx: &FunctionCx<'_, 'tcx, impl Backend>,
 555         variant: VariantIdx,
 556     ) -> Self {
 557         let layout = self.layout().for_variant(fx, variant);
 558         self.unchecked_cast_to(layout)
 559     }
 560 }