写点什么

听 GPT 讲 Rust 源代码 --compiler(45)

作者:fliter
  • 2024-01-28
    上海
  • 本文字数:17391 字

    阅读完需:约 57 分钟


欢迎关注!



<br>

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/errors.rs

在 Rust 编译器中,rustc_ty_utils/src/errors.rs文件是用于定义类型相关的错误和警告信息的。它包含了一些结构体和枚举类型,用于表示在类型检查和推导过程中可能出现的问题。


以下是对每个结构体和枚举类型的详细介绍:


  1. NeedsDropOverflow<'tcx>:表示可能存在值的大小小于等于usize::MAX,但由于它需要执行Drop操作,因此无法在当前平台上存储。这可以导致堆栈溢出。

  2. GenericConstantTooComplex:表示泛型常量类型太复杂,无法被正确推导或使用。这可能是由于类型参数或常量表达式引起的。

  3. UnexpectedFnPtrAssociatedItem:表示出现了意外的函数指针关联项,这可能是由于使用了错误的函数指针类型或调用了不存在的函数指针方法。

  4. ZeroLengthSimdType<'tcx>:表示出现长度为 0 的 SIMD 类型,即在代码中定义的 SIMD 类型的元素数量为 0。

  5. MultipleArrayFieldsSimdType<'tcx>:表示 SIMD 类型包含多个数组字段。SIMD 类型应该只有一个数组字段,因此出现多个数组字段是一个错误。

  6. OversizedSimdType<'tcx>:表示 SIMD 类型的大小超过了编译器限制。在某些平台上,编译器对 SIMD 类型的大小有限制,并且如果超出了限制,会导致编译错误。

  7. NonPrimitiveSimdType<'tcx>:表示 SIMD 类型不是原始类型。SIMD 类型只能由原始类型组成,这意味着它们必须是整数或浮点数类型。

  8. DuplicateArg<'tcx>:表示函数或方法的参数列表中存在重复的参数名。函数或方法的参数名必须是唯一的。

  9. NotParam<'tcx>:表示类型推导错误的错误类型。这可能发生在类型检查期间,当尝试将一个类型分配给要求为类型参数的位置,但该类型不是参数类型时。


此外,还有一个枚举类型 GenericConstantTooComplexSub,它表示类型检查中更细化的GenericConstantTooComplex错误类型。它包含了多个变体,用于描述不同的具体错误情况。这些变体包括ConstEvalFailure, ExprTooComplex, TypeTooComplex等,用于表示在推导或使用泛型常量时可能发生的错误细节。


总的来说,errors.rs文件中定义了多个用于表示类型相关错误和警告的结构体和枚举类型,用于在 Rust 编译器中识别和报告类型检查和推导中可能出现的问题。这些信息对于开发者来说是非常有用的,因为它们可以指示出代码中存在的潜在问题,并帮助开发者更好地理解和调试其代码。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/ty.rs

文件rust/compiler/rustc_ty_utils/src/ty.rs是 Rust 编译器的类型系统工具(TyUtils)模块中的一个文件。该文件主要定义了类型系统相关的数据结构和函数,用于处理和操作类型信息。


下面是该文件的结构和功能的详细介绍:


  1. TyCtxt<'tcx> 结构体:表示类型上下文,持有当前编译任务的编译器状态和类型信息。

  2. StructKind 枚举:表示结构体的种类,包括 tuple, struct, 和 variant。

  3. TyS<'tcx> 结构体:表示具体的类型,类似于 Rust 中的Ty

  4. TyKind<'tcx> 枚举:表示类型的种类,包括基本类型(如 bool, char, i32 等)、指针类型、引用类型、数组类型、切片类型、元组类型、函数类型、trait 对象类型等。

  5. TraitRef<'tcx> 结构体:表示 trait 的引用,包含 trait 的类型和相关的参数。

  6. Binder<T> 结构体:表示具有绑定的类型,即存在绑定的通用类型。

  7. PolyTraitRef<'tcx> 结构体:表示多态 trait 的引用,包含存在着绑定的 trait 的类型和相关的参数。

  8. Signature<'tcx> 结构体:表示函数签名,包含参数类型、返回类型、以及其他额外的信息(如泛型参数、const 参数等)。

  9. ItemSubsts<'tcx> 结构体:表示项的类型参数的替代,用来存储项的具体类型参数。

  10. ParamEnv<'tcx> 结构体:表示类型参数的环境,包括类型参数的约束和其他相关信息。

  11. BoundVarRegionVidTyVid等结构体和枚举:用于表示绑定变量、区域变量、类型变量等。

  12. BinderAnnotationProjectionTy等枚举:用于标记通用绑定、投影类型等。


ImplTraitInTraitFinder<'a> 结构体是上述文件中的一个特定数据结构,其作用是在 trait 定义中查找带有 impl Trait 的类型。在 Rust 语言中,impl Trait 可以用于在 trait 中定义返回具体类型的关联函数。该结构体的主要作用是遍历 trait 定义中的所有类型,查找其中的 impl Trait 类型,并进行相应的处理。


总而言之,rust/compiler/rustc_ty_utils/src/ty.rs文件是 Rust 编译器中的一个关键文件,定义了类型系统的核心数据结构和函数,用于处理、操作和获取类型相关的信息。而ImplTraitInTraitFinder<'a>结构体是其中的一个特定工具,用于在 trait 定义中查找 impl Trait 类型。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/layout_sanity_check.rs

在 Rust 编译器源代码中,rust/compiler/rustc_ty_utils/src/layout_sanity_check.rs 文件的作用是进行布局的健全性检查。布局表示如何在计算机内存中安排数据的方式,这对于正确地访问和操作数据非常重要。


布局健全性检查的目标是确保数据类型的布局是正确且一致的。检查布局健全性可以帮助预防内存访问错误和数据损坏,提高代码的可靠性和性能。


该文件实现了一组函数和结构体,用于检查和验证数据类型的布局。下面是该文件中主要函数的简要介绍:


  1. check_layout_sanity: 这个函数是布局健全性检查的入口点。它遍历程序中所有的数据类型,并调用其他函数进行每个数据类型的布局检查。如果检查发现错误或不一致性,则会生成相应的错误消息。

  2. check_type: 这个函数检查给定数据类型的布局是否正确,并返回一个布尔值表示布局是否健全。它通过递归地检查数据类型的所有部分来完成这个任务。如果布局有问题,函数会返回false,并将错误信息添加到全局的错误集合中。

  3. check_aggregate: 这个函数检查聚合类型的布局是否正确。聚合类型是由多个子类型组合而成的类型,比如结构体、联合体和数组。它通过递归地检查每个子类型的布局来确保整个聚合类型的布局是正确的。

  4. check_fields: 这个函数检查结构体的字段的布局是否正确。它检查字段的偏移量和大小,并确保字段按照正确的顺序排列。如果字段的布局存在问题,函数会返回false,并添加错误信息。


总之,rust/compiler/rustc_ty_utils/src/layout_sanity_check.rs 文件通过一系列函数和结构体,对编译器中的数据类型布局进行健全性检查。这个检查过程有助于提高代码的可靠性和性能,避免内存访问错误和数据损坏。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/consts.rs

在 Rust 源代码的compiler/rustc_ty_utils/src/consts.rs文件中,主要实现了与常量相关的功能。该文件中定义了一些结构体和类型,用于表示和处理常量。


具体来说,consts.rs文件中的结构体和类型主要有以下作用:


  1. IsZst: 用于判断一个类型是否是 Zero-sized type(大小为 0)。它会根据类型的布局、对齐方式和子类型递归地判断是否为 Zero-sized type。

  2. IsKnownToBeConst: 用于判断一个 &'tcx ty::Ty<'tcx> 类型是否是一个已知的常量,即该类型的静态值在编译时能够确定。这个结构体主要依赖于其他的类型判断来获取结果。

  3. IsConst: 用于判断一个局部变量是否是常量。它会检查局部变量的类型,判断是否为 &'tcx ty::Const<'tcx> 类型,若是则视为常量。

  4. IsPromotable: 用于判断一个局部变量是否可以被提升为全局常量。该结构体基于另一个结构体 EvalModeVisitor,通过递归遍历局部变量的表达式、类型和操作符,判断是否满足一定的条件来进行提升。

  5. IsThunk: 用于判断一个函数是否是 thunk 函数,即只进行少量计算的函数或者调用其他函数的函数。该结构体通过判断函数的内联属性、计算复杂度来确定是否为 thunk 函数。

  6. IsThirPoly-morphic: 用于判断一个函数是否具有多态性。注意,此结构体在文档中未找到该名称,可能是错误或过时的结构体名称。如果有额外的上下文信息提供,将更容易判断该结构体的作用。


通过使用这些结构体和类型,consts.rs文件提供了对常量进行检查和判断的功能。这对于编译器在优化、代码生成以及静态验证等方面起到了重要作用。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/opaque_types.rs

rust/compiler/rustc_ty_utils/src/opaque_types.rs 这个文件主要定义了与不透明(opaque)类型相关的结构体和函数。


不透明类型是一种复杂的类型,它隐藏了具体的类型实现细节,只暴露出一些可用的操作和特性。在 Rust 中,不透明类型通常用来实现抽象的接口或者隐藏实现细节。


文件中定义的OpaqueTypeCollector结构体是用来收集函数体中使用的不透明类型的。它实现了rustc::ty::fold::TypeVisitor trait,可以遍历函数体中的类型,并记录下使用的不透明类型。


TaitInBodyFinder<'a>结构体是用于在函数体中查找泛型参数的具体类型,尤其是用于确定不透明类型的具体实现。它实现了rustc::ty::Visitor trait,可以遍历函数体中的语句和表达式,并查找泛型参数的具体类型。


这两个结构体都被用于类型推导和类型检查过程中,特别是在处理不透明类型时,通过遍历函数体中的类型和表达式,收集和查找使用的不透明类型。


这些结构体和相关的函数在 Rust 编译器的类型系统和类型推导过程中发挥重要作用,用于处理和分析不透明类型以及确定它们的具体实现。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/lib.rs

rust/compiler/rustc_ty_utils/src/lib.rs 文件是 Rust 编译器(rustc)中的一个关键文件,其扮演着类型相关的工具函数和实用程序的角色。它提供了用于类型推导、类型表示、类型检查和类型操作等功能的结构和函数。


该文件中的代码定义了一系列的结构体和函数来处理类型和类型相关的问题。这些结构体和函数的实现是基于编译器的 AST(抽象语法树)和 HIR(高级中间表示)的,它们在编译期间用于推导和处理 Rust 代码的类型。


首先,该文件包含了 TyCtxt 结构,它是一个类型上下文的类型,用于提供类型推导和检查所需的上下文信息。TyCtxt 结构包含了关于编译器的各种信息,如编译选项、命名空间、模块信息等,以便在进行类型推导和操作时使用。


接下来,lib.rs 定义了类型系统的表示方式。它包含了各种类型的定义,如 Ty(类型)、Predicate(谓词)、SubstsRef(泛型参数的表述)等。这些类型定义了类型的结构和特征,以及类型所需的各种属性和约束。


此外,lib.rs 还包含了许多函数和方法来处理和操作这些类型。它们用于类型检查、类型推导、类型合并、类型解析、类型转换等操作。这些函数和方法根据所需的功能和用例提供了各种不同的实现。


lib.rs 文件的核心功能之一是类型检查。它定义了一些类型检查函数,用于验证代码的类型安全性和合法性。这些检查函数通过遍历 AST 或 HIR,并根据 Rust 的类型规则来检查各种类型的相容性、一致性和有效性。


此外,lib.rs 还提供了一些类型推导函数,用于从代码中推导出类型。这些推导函数根据上下文和代码的结构来确定类型,并在类型系统中进行递归推导。


总而言之,rust/compiler/rustc_ty_utils/src/lib.rs 文件是 Rust 编译器中一个重要的类型工具文件,它定义了用于处理类型的结构和函数,并提供了类型推导、类型检查和类型操作等功能,以保证 Rust 代码的类型安全性和正确性。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/assoc.rs

在 Rust 源代码中,assoc.rs 文件位于 rustc_ty_utils 库中, 主要负责处理相关类型关联信息以及关联类型的实现。


这个文件提供了一些结构体和 trait,其中的 RPITVisitor<'tcx> 结构体是一个类型访问者(type visitor),用于访问和处理相关的类型信息。RPITVisitor 主要用于解决类型携带成员(associated types)的实现问题。


assoc.rs 文件中还提供了一些 trait,用于定义关联类型实现相关的功能。这些 trait 的作用如下:


  1. AssociatedItem trait:定义一个关联项的接口,可返回关联项的名称、类型等信息。

  2. AssocItemContainer trait:定义一个关联项容器的接口,可提供关联项的查询和操作。

  3. AssocItem trait:定义一个关联项的接口,可提供关联项的查询和操作。

  4. Item trait:定义了一个关联项的封装,包含了关联项本身以及其实现等信息。

  5. DefPathBasedNames trait:定义了一个名字生成器的接口,用于生成关联项的名字。

  6. impl TraitEngine for ... trait:定义了一个 trait 引擎的接口,用于处理关联项的实现。


总而言之,assoc.rs 文件的作用是提供了用于处理关联类型的实现问题的结构体和 trait,并为相关的操作提供了实现。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/needs_drop.rs

在 Rust 编译器的源代码中,rust/compiler/rustc_ty_utils/src/needs_drop.rs 文件的作用是确定给定的类型是否需要在其作用域结束时执行析构函数(drop 函数)。该文件中的函数和数据结构用于分析和确定这些类型。


文件中的NeedsDropTypes<'tcx>结构体是一个对类型系统的封装,该结构体用于存储有关需要调用析构函数的类型的信息。'tcx是一个指向 Rust 编译器的类型环境的引用。


NeedsDropTypes<'tcx>结构体的作用是存储和管理需要调用析构函数的类型信息,以便在编译过程中进行查询和判断。它具有以下几个字段:


  • needs_drop:一个FxHashSet<ty::Ty<'tcx>>,用于存储需要调用析构函数的类型。

  • known_not_needs_drop:一个FxHashSet<ty::Ty<'tcx>>,用于存储已知不需要调用析构函数的类型。

  • need_drop_cache:一个FxHashMap<ty::Ty<'tcx>, bool>,用于缓存类型的析构函数需求状态,以便进行快速查询。


DtorType枚举是用于表示类型的析构函数的类型(如果存在)的枚举。它具有以下几个变体:


  • NoDtor:表示该类型没有析构函数。

  • NeedsDrop:表示该类型需要调用析构函数。

  • DropGlue:表示该类型的析构函数由编译器生成的代码来处理,而不是用户手动定义。


这些枚举变体用于将析构函数的类型信息与在NeedsDropTypes中存储的类型相关联。


通过NeedsDropTypes结构体和DtorType枚举,Rust 编译器能够在类型检查和代码生成过程中确定是否需要调用类型的析构函数,并相应地生成正确的代码。这对于确保内存安全和资源管理在 Rust 中起着重要的作用。

File: rust/compiler/rustc_ty_utils/src/implied_bounds.rs

在 Rust 编译器源代码中,implied_bounds.rs文件的作用是处理隐含边界(implied bounds)的推导和解析。隐含边界是一种在类型系统中推断出的额外边界约束,这些约束在编译器处理类型推导过程中自动添加。


具体来说,implied_bounds.rs文件提供了一个处理隐含边界的ImpliedBounds结构体,该结构体定义了推导隐含边界、合并候选隐含边界集合和关联类型默认推导的算法。


Rust 编译器中有一种类型推导算法称为“HRTB(higher-ranked trait bounds)”算法,其中使用隐含边界来解决具有存在量化类型(存在于通用函数中)的多态代码。Rust 编译器根据类型和函数签名推断出隐含边界,并将它们应用于函数调用的类型参数,以确保类型参数满足所需的约束条件。


该文件还包含实现将隐含边界转换为谓词形式(predicate form)的逻辑,即将边界约束转换为等价的谓词表达式,以便在类型检查阶段进行更方便的处理。


总之,implied_bounds.rs文件是 Rust 编译器中用于推导和解析隐含边界的关键组件,它确保在编译过程中正确应用隐含边界约束,以便进行类型推导和检查。


Please read the rustc-dev-guide chapter on Backend Agnostic Codegen.

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/base.rs

在 Rust 编译器的源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/base.rs 文件是编写 LLVM 中间表示(IR)的基本功能的集合。此文件主要负责实现和提供与 LLVM IR 生成相关的基本操作和函数。


具体来说,base.rs 文件主要包含以下内容:


  1. 实现了FunctionCx结构体,这是用于生成 IR 表示的关键结构。它包含与函数有关的信息,如函数名、参数和块等,并提供用于生成和管理函数的 LLVM IR 的方法和操作。

  2. 实现了CrawlMap结构体,该结构体用于跟踪 IR 中的基本块,以便在生成过程中进行线性扫描。

  3. 实现了clear_caches函数,该函数用于清除编译器的缓存,以便在编译多个函数时不会出现干扰。

  4. 实现了一些与局部变量、全局变量、常量等相关的函数,用于在生成 IR 时的操作。

  5. 实现了各种用于类型转换的函数,如将 Rust 类型转换为 LLVM 类型,将值转换为特定类型的指针等。

  6. 实现了与上下文相关的辅助函数,如获取当前函数的上下文、获取 LLVM 上下文等。

  7. 实现了与错误处理相关的函数,如在生成 IR 期间处理错误的函数。


upcasting 这几个 trait 是为了进行类型转换和扩展功能而设计的。这些 trait(例如CodegenObject<f64>CodegenWalk)扩展了 Rust 编译器的代码生成器对象(CodegenObject)和代码生成遍历器(CodegenWalk)的功能。这些特质使得可以在 IR 生成的上下文中使用各种类型,并提供了特定功能的实现,以方便代码生成和优化。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/write.rs

在 Rust 编译器的源代码中,rustc_codegen_ssa/src/back/write.rs文件的作用是生成最终的机器码(目标文件)以及其他与写入输出相关的操作。


该文件中包含了一些结构体和枚举类型,以下是对它们的详细介绍:


  1. ModuleConfig:一个配置结构体,用于指定生成代码的模块的相关设置,如优化级别、调试信息等。

  2. TargetMachineFactoryConfig:一个配置结构体,用于创建目标机器(TargetMachine)的相关设置,比如代码生成目标、机器类型等。

  3. CodegenContext<B:,CompiledModules,CguMessage;,Diagnostic,WorkerFatalError;,Bomb<B:,SharedEmitter,SharedEmitterMain,Coordinator<B:,OngoingCodegen<B:::这个结构体涉及到太多的泛型参数,无法确定其具体作用。根据命名可以猜测,CodegenContext可能用于编码上下文的管理,并允许不同的消息类型和错误处理。

  4. EmitObj:一个枚举类型,表示生成目标文件的不同选项,如只生成目标文件、同时生成调试信息、生成包含位码的目标文件等。

  5. BitcodeSection:一个表示生成的位码的不同部分(section)的枚举类型。

  6. `WorkItem<B:,WorkItemResult<B:,FatLtoInput<B::这些枚举类型涉及到太多的泛型参数,无法确定其具体作用。

  7. ComputedLtoType:一个表示计算后的"Link Time Optimization"(LTO)类型的枚举,用于指定 LTO 的方式,如"Thin"、"Fat"等。

  8. Message:一个表示编译过程中的消息的枚举类型,如警告、错误等。

  9. MainThreadState:一个表示主线程状态的枚举类型,用于指示编译过程中的不同阶段。

  10. CodegenState:一个表示代码生成状态的枚举类型,用于指示代码生成过程中的不同状态。

  11. SharedEmitterMessage:一个表示共享发射器消息的枚举类型,用于在多线程编译过程中传递消息。


通过了解这些结构体和枚举类型,可以更好地理解rustc_codegen_ssa/src/back/write.rs文件在 Rust 编译器中的作用和功能。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/linker.rs

在 Rust 源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/linker.rs文件包含了与链接器相关的代码。该文件的主要作用是定义了不同平台下的链接器实现,以及链接器的 trait。


以下是rustc_codegen_ssa模块中定义的几个链接器 struct 和 trait 的作用:


  1. GccLinker<'a>: 这个 struct 是用于 GNU GCC 链接器的实现。它使用 GCC 工具链进行链接操作,对应于 GCC 平台。

  2. MsvcLinker<'a>: 这个 struct 是用于 Microsoft Visual C++ (MSVC) 链接器的实现。它使用 MSVC 工具链进行链接操作,对应于 Windows 平台。

  3. EmLinker<'a>: 这个 struct 是用于 Emscripten 链接器的实现。它使用 Emscripten 工具链进行链接操作,对应于 Web 平台。

  4. WasmLd<'a>: 这个 struct 是用于 WebAssembly 链接器的实现。它使用 Wasm 工具链进行链接操作,对应于 WebAssembly 平台。

  5. L4Bender<'a>: 这个 struct 是用于 L4Re 链接器的实现。它使用 L4Re 工具链进行链接操作,对应于 L4Re 平台。

  6. AixLinker<'a>: 这个 struct 是用于 IBM AIX 链接器的实现。它使用 AIX 工具链进行链接操作,对应于 AIX 平台。

  7. PtxLinker<'a>: 这个 struct 是用于 PTX 链接器的实现。它使用 NVIDIA PTX 工具链进行链接操作,对应于 CUDA 平台。

  8. BpfLinker<'a>: 这个 struct 是用于 eBPF 链接器的实现。它使用 eBPF 工具链进行链接操作,对应于 eBPF 平台。


以上这些 struct 分别为特定平台的链接器提供了具体的实现。每个 struct 都实现了Linker trait。


Linker trait 定义了链接器的通用操作,例如设置链接器参数、链接库、链接二进制文件等。这个 trait 是链接器 struct 的共同特征,通过实现这个 trait,链接器 struct 可以提供链接器所需的功能。


综上所述,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/linker.rs文件中定义了不同平台下链接器的实现并提供了相应的 trait,用于在编译期间进行链接操作。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/archive.rs

在 Rust 源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/archive.rs 文件的作用是用于构建和操作归档文件(Archive)。归档文件是一种存档文件格式,可将多个文件组合成一个文件,常用于代码库或可执行文件的构建。


该文件中定义了多个结构体和枚举,用于实现归档文件的创建和操作。下面是对各个结构体和枚举的详细介绍:


  1. ArArchiveBuilder<'a>: 这是一个归档文件构建器结构体,用于创建和构建归档文件。它包含了归档文件的元数据,如文件名、时间戳等,并提供了一系列方法用于添加文件和写入归档文件。

  2. ArchiveBuilderBuilder: 这个 trait 定义了一个归档文件构建器的构建器(Builder)。它规定了构建器应该具有的方法和行为,以便创建一个 ArArchiveBuilder 实例。

  3. ArchiveBuilder<'a>: 这是一个实现了 ArchiveBuilderBuilder 的具体归档文件构建器。它包含了一些必要的上下文和配置信息,以及实现构建器接口的具体方法。

  4. ArchiveEntry: 这是一个枚举类型,用于表示归档文件中的条目。它包含了多种可能的条目类型,包括文件、目录和链接等。它还包含了与每种类型相关的元数据信息,如文件名、大小等。


归档文件的创建和操作是编译器的一个重要功能,它提供了将多个文件打包成一个文件的能力,并提供了对归档文件中条目的访问和管理。上述结构体和枚举在归档文件的各个层面提供了相关的功能和接口,使得编译器可以进行高效的归档文件操作。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/metadata.rs

文件 rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/metadata.rs 的作用是为 Rust 编译器的 SSA 代码生成器(SSA code generator)提供元数据加载的支持。


在 Rust 编译器中,元数据(metadata)是指与程序实体(如类型、函数、模块等)相关的信息,例如它们的名称、类型、地址、大小、对齐方式等。元数据对于生成优化的机器代码非常重要,因为它们提供了编译器在生成代码时所需的关键信息。


在该文件中,DefaultMetadataLoader 是一个 struct,实现了 trait MetadataLoader,定义了元数据加载器的默认行为。MetadataLoader 是编译器用于加载程序元数据的接口,编译器在生成代码时可以调用其方法来获取所需的元数据。


MetadataLoader trait 定义了以下几个方法:


  • get_vtable:根据虚函数表的地址获取虚函数表的元数据。

  • get_vtable_name:根据虚函数表地址获取虚函数表的名称。

  • get_metadata_source_name:根据元数据源的地址获取元数据源的名称。


DefaultMetadataLoader struct 实现了这些方法,具体的实现细节可以在源代码中查看。


MetadataPosition 是一个 enum,定义了元数据在程序的内存位置,包括以下几种位置:


  • Compilation: 元数据位于编译输出(编译后的机器码)的位置。

  • Reference: 元数据位于对编译输出的引用中。

  • Linker: 元数据位于编译后的目标文件中。


这些位置对于编译器来说很重要,因为它们决定了编译器如何加载并使用元数据。在代码中,根据需要选择适当的元数据位置。


总之,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/metadata.rs 文件提供了一个元数据加载器的默认实现,以及定义了元数据的位置信息。这些元数据加载的实现和位置信息对于编译器的 SSA 代码生成器非常关键,可以帮助编译器在生成高效的机器代码时获取所需的程序元数据。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/command.rs

在 Rust 源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/command.rs 文件的作用是定义了与相应平台相关的命令(Command)和程序(Program)类型。


Command 是一个枚举类型,包含了在目标平台上执行的不同类型的命令。不同的命令类型对应了目标平台上不同的操作,包括编译、链接、运行等。具体的 Command 类型包括:


  1. Compile: 编译命令,用于将源代码编译为目标文件。

  2. Link: 链接命令,用于将多个目标文件和系统库等链接生成可执行文件或动态链接库。

  3. Lto: LTO(Link-Time Optimization)命令,用于在链接阶段进行代码优化。

  4. Assemble: 汇编命令,用于将汇编源文件转化为目标文件。

  5. CompileLlvm: 将 LLVM IR 编译为目标文件的命令。


Program 是一个枚举类型,用于表示在目标平台上执行的程序的不同类型。不同的程序类型对应了目标平台上的不同二进制文件或脚本文件。具体的 Program 类型包括:


  1. PreLink: 在链接之前执行的程序。

  2. Link: 链接程序。

  3. LinkerFlavor: 链接器类型的程序。

  4. RebuildDylibDef: 重新构建动态链接库定义文件的程序。


这些命令和程序类型的定义提供了在编译器生成目标代码时与目标平台相关的接口,使得编译器能够根据目标平台的不同进行相应的操作,实现了跨平台的编译能力。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/symbol_export.rs

在 Rust 源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/symbol_export.rs 这个文件是用于管理符号导出的模块。它包含了一些用于处理 Rust 代码中的符号导出的函数和结构体。


在编译过程中,Rust 代码会被转换为低级的 SSA(静态单赋值)形式,该形式会包含一系列基本块,每个基本块中都包含了一些指令。在最后的代码中,所有的变量都会变成虚拟寄存器,这些虚拟寄存器会被用来在程序执行过程中传递数据。


符号导出(Symbol Export)是编译器将 Rust 函数、变量等标识符的名称和元数据暴露给其他模块或外部代码使用的过程。当我们希望在其他模块或外部代码中使用某个 Rust 变量或函数时,我们就需要从编译器获取这些标识符的具体信息,如名称、类型等。这就需要使用符号导出的功能。


在 symbol_export.rs 文件中,有一些用于处理符号导出的重要函数和结构体。具体来说:


  1. Symbol结构体:表示一个符号,包含了符号的名称、类型、链接属性等信息。

  2. SymbolExportLevel枚举:表示符号导出的级别,包括全局、局部以及不导出。

  3. export_symbols函数:根据给定的符号导出级别,将需要导出的符号加入到导出符号表中。该函数会遍历代码中的标识符,如全局变量、函数等,并根据标识符的属性确定是否导出以及导出级别。

  4. codegen_symbol_export函数:根据编译器的配置,生成符号导出的代码。该函数会根据编译器配置的属性,如目标平台,为每个符号生成相应的导出代码,以便其他模块或外部代码可以使用这些符号。

  5. symbol_name函数:根据给定的符号和导出级别,生成相应的符号名称。在不同的平台和编译器配置下,符号的生成规则可能有所不同,该函数负责根据配置生成符合规范的符号名称。


总体来说,symbol_export.rs 文件的作用是实现了符号导出的功能,通过管理和生成符号导出相关的代码,使得其他模块或外部代码能够访问和使用 Rust 代码中的标识符。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/link.rs

在 Rust 的编译器源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/link.rs 这个文件负责处理链接阶段的代码生成。


具体来说,该文件中定义了一个名为Linker的结构体,这个结构体负责生成可执行文件或库文件的 LLVM IR 代码,并将其链接为最终的二进制文件。


Linker结构体中,有几个重要的方法和相关的结构体:


  1. link_binary方法: 这个方法负责生成二进制文件的 LLVM IR 代码,并将其写入到磁盘上的文件中。

  2. link_rlib方法: 这个方法负责生成库文件的 LLVM IR 代码,并将其写入到磁盘上的文件中。

  3. create_relocations方法: 这个方法用于生成可执行文件或库文件的重定位表。


ThorinSession<Relocations>Linker结构体中使用的一个泛型,它表示 Thorin 会话类型,Relocations则是一个表示重定位信息的结构体。


Escape<'a>是 Rust 编译器中用于逃逸分析的类型,它用于标记函数和变量是否逃逸到函数之外。


RlibFlavor是一个枚举类型,用于表示库文件的不同类型。具体地说,它有以下几个成员:


  1. Normal: 表示普通的库文件。

  2. StaticNoDefaultLib: 表示没有默认库的静态库。

  3. StaticBundle: 表示为 bundle 类型的静态库。


这些枚举成员在链接阶段根据需要用于生成不同类型的库文件。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/lto.rs

rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/lto.rs 文件的作用是实现了 Rust 编译器的链接时间优化(Link-Time Optimization,简称 LTO)功能。


在 Rust 编译过程中,通常会进行单个模块的优化和代码生成,而 LTO 则是在链接阶段对多个模块进行整体优化和代码生成,以进一步提升程序的性能和可靠性。


该文件中定义了多个类型和函数,以下是其中几个重要的类型和枚举的作用:


  1. ThinModule<B: Backend>: 这个结构体表示了一个 LTO 优化过程中的单个模块。其中的 B 是与当前目标平台相关的后端类型。该结构体包含了模块的 LLVM 模块和其他相关数据,用于执行 LTO 优化。

  2. ThinShared<B: Backend>: 这个结构体表示了 LTO 优化过程中的共享数据,即多个 ThinModule 共享的数据。它包含了模块间需要共享的信息,例如全局变量和函数的定义。

  3. LtoModuleCodegen<B: Backend>: 这个枚举表示了 LTO 代码生成过程中可能的不同状态。其中的 Backend 是与当前目标平台相关的后端类型。枚举的不同状态代表了 LTO 代码生成过程中的不同阶段,例如解析、优化和代码生成。

  4. SerializedModule<M: ModuleBuffer>: 这个枚举表示了模块序列化的不同状态。其中的 ModuleBuffer 是一个将 LLVM 模块转换为字节序列的类型。枚举的不同状态代表了模块序列化过程中的不同阶段,例如错误、完成和已序列化。


在 LTO 过程中,编译器会将多个模块进行优化和代码生成,并通过 ThinModule 和 ThinShared 类型进行交互和共享数据。LtoModuleCodegen 则提供了对 LTO 代码生成过程中不同状态的表示和处理。SerializedModule 则用于表示模块序列化的不同状态。


这些类型和枚举在 LTO 功能的实现中起到了关键作用,通过它们可以对多个模块进行整体的优化和代码生成,从而提升 Rust 程序的性能和可靠性。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/rpath.rs

在 Rust 编译器(rustc)的 SSA 代码生成器中,文件rpath.rs的作用是生成目标文件的可执行文件中的运行时动态库路径(RPath)。当可执行文件启动时,它会尝试在指定的位置查找并加载所需的动态库。


RPathConfig<'a>是一个结构体,它包含了生成 RPath 所需的配置信息。它是编译器在编译过程中使用的一个上下文对象,用于控制生成的 RPath 的行为和属性。


下面是RPathConfig<'a>结构体的一些重要字段和作用:


  1. codegen_backend: &'a dyn CodegenBackend: 一个对代码生成后端的引用,用于与不同的代码生成后端进行交互。

  2. used_crates: &'a [(CrateNum, &'a CrateInfo<'a>)]: 一个元组数组,其中每个元组包含一个 CrateNum 和对应的 CrateInfo。用于记录编译过程中使用到的 crate,以便在 RPath 生成中考虑对应 crate 的动态库路径。

  3. has_global_allocator: bool: 一个布尔值,表示是否存在全局内存分配器。如果存在,生成的 RPath 将包含全局内存分配器所需的动态库路径。

  4. target_rlib_path: &'a str: 目标 RLib 路径的字符串表示。该路径用于查找依赖的 crate 动态库,并在 RPath 中添加相应的位置。

  5. out_filename: &'a FileName: 输出文件名的字符串表示。用于在 RPath 中包含输出文件所在的路径。

  6. disable_dylib_rpath: bool: 一个布尔值,表示是否禁用动态库 RPath。如果禁用,生成的可执行文件将不会包含任何动态库路径。


这些字段提供了生成 RPath 的配置和上下文信息,确保生成的可执行文件可以正确地找到和加载所需的动态库。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/mod.rs

在 Rust 源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/back/mod.rs 文件的作用是定义了后端(backend)模块的结构和功能。


在 Rust 编译器中,后端模块负责将 Rust 源代码转换为目标平台的可执行代码。具体而言,后端模块负责将中间表示(Intermediate Representation,简称 IR)转换为目标机器码,并生成可执行文件或动态链接库。


在 rustc_codegen_ssa 中,back 模块是与后端相关的代码的主要入口点。back 模块中的子模块包含了与特定平台相关的代码,例如 x86、ARM 等。这些子模块负责具体的代码生成和优化步骤,以适应特定的目标平台。


back 模块中的主要结构和功能包括:


  1. BackTrait trait:定义了后端(backend)模块的公共接口,包含了处理 IR、代码生成、链接等功能的抽象方法。所有实现了 BackTrait trait 的结构体都可以作为后端模块使用。

  2. back::write:该子模块是将 IR 代码写入目标文件的功能实现。它负责将 IR 转换为目标平台的特定汇编代码,并将其写入目标文件。

  3. back::link:该子模块是链接器的功能实现,用于将多个目标文件或动态链接库合并为一个可执行文件。

  4. back::metadata:该子模块用于处理编译器元数据,例如编译器版本、构建时间等。

  5. back::write-compressed:该子模块用于压缩目标文件,以减小文件大小,提高性能。


总之,rustc_codegen_ssa 中的 back 模块定义了 Rust 编译器后端的结构和功能,包括将 IR 代码转换为目标平台的可执行代码、链接器功能和编译器元数据处理等。这些功能使得 Rust 编译器能够将 Rust 源代码编译为目标平台可执行文件。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/coverageinfo.rs

在 Rust 编译器的源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/coverageinfo.rs文件的作用是为代码覆盖率信息提供构建方法和处理逻辑。


具体而言,在这个文件中定义了名为CoverageInfoBuilderMethods<'tcx>的 trait,它提供了一组方法,用于构建和处理代码覆盖率信息。以下是这些 trait 方法的作用:


  • start_ty:开始跟踪给定类型的覆盖率信息。

  • visit_instr:处理给定指令的覆盖率信息。

  • visit_terminator:处理给定终止符的覆盖率信息。

  • visit_split_switch:处理给定分支开关的覆盖率信息。

  • visit_switch_item:处理给定开关项的覆盖率信息。

  • next_source_info:返回下一个源代码位置信息。

  • coverageinfo_span:返回给定源代码位置的跨度信息。

  • def_id_for_cov_mark:返回给定覆盖率标记的DefId信息。


这些方法为编译器生成 SSA(Static Single Assignment)中间表示代码期间提供了一种构建代码覆盖率信息的方式。通过实现这些方法,可以在源代码被编译为中间表示代码的过程中收集代码覆盖率信息,并为优化和分析提供有用的数据。


总结来说,CoverageInfoBuilderMethods<'tcx> trait 提供了构建和处理代码覆盖率信息的方法,为编译器在生成 SSA 中间表示代码期间收集和利用这些信息提供了支持。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/intrinsic.rs

在 Rust 编译器的源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/intrinsic.rs文件的作用是定义了将 Rust 中的内部函数(intrinsics)转化为中间代码的相关 trait 和方法。在 Rust 中,内部函数是一种特殊的函数,它们提供了一些底层的操作,无法用常规的 Rust 代码来实现。


具体而言,IntrinsicCallMethods<'tcx> trait 为代码生成器提供了执行内部函数调用的方法。它定义了一系列的函数,每个函数对应一个特定的内部函数。这些函数的作用是将内部函数的调用转化为中间代码的表示形式,并生成对应的机器指令。


这些 trait 的作用如下:


  1. IntrinsicCallMethods<'tcx>:定义了执行内部函数调用的方法。

  2. IntrinsicTypeMethods<'tcx>:定义了与类型相关的内部函数的方法。例如,trans_intrinsic_call函数可以将类型相关的内部函数调用转化为中间代码。

  3. IntrinsicValueMethods<'tcx>:定义了处理以值作为参数的内部函数的方法。例如,trans_intrinsic_call函数可以将以值作为参数的内部函数调用转化为中间代码。

  4. IntrinsicMonoMethods<'tcx>:定义了处理不依赖于函数运行时环境的内部函数的方法。例如,trans_intrinsic_call函数可以将不依赖于函数运行时环境的内部函数调用转化为中间代码。


这些 trait 允许编译器将内部函数调用转化为目标机器指令,从而在程序执行过程中执行底层的操作。它们在生成高效的中间代码方面起到了重要作用,并为编译器提供了处理特殊函数的灵活性。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/abi.rs

在 Rust 编译器源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/abi.rs文件的作用是定义了用于处理 Rust 语言中函数调用约定的抽象接口。


在 Rust 中,函数调用需要遵循一定的约定,包括参数传递、返回值处理、异常处理等。这些约定在不同的平台和编译器中可能有所不同。abi.rs文件定义了用于生成代码的抽象接口,以实现正确的函数调用约定。


AbiBuilderMethods是一个 trait,定义了生成函数调用代码所需的方法。它包含以下几个子 trait:


  1. ArgAbiMethods: 用于处理函数的参数传递约定。包括将 Rust 类型转换为 LLVM IR(中间代码)表示形式以及在函数调用中传递参数的各种情况的处理。

  2. FnAbiMethods: 用于处理函数的返回值约定。定义了将 Rust 类型转换为 LLVM IR 表示形式的方法,以及处理返回值的各种情况的方法。

  3. VisitorMethods: 用于访问函数的所有参数和返回值,并按照约定生成对应的代码。

  4. ArgTypeMethods: 提供有关参数类型的信息,例如参数是否是通过引用传递、是否是一个标量类型等。


这些 trait 的实现由特定的平台和编译器实现,并通过具体的代码生成器来生成最终的目标代码。这样,不同平台和编译器可以根据自己的要求定义不同的函数调用约定,以便生成高效且正确的机器码。


总之,abi.rs文件中的 trait 和方法提供了一个可扩展的接口,用于定义和实现函数调用约定。这样做的好处是,可以在不同的平台和编译器上实现适合特定需求的代码生成逻辑。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/write.rs

在 Rust 编译器源代码中的 rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/write.rs 文件是用于定义代码生成阶段的各种方法的 Trait。


该文件中定义了三个 Trait,分别是 WriteBackendMethods、ThinBufferMethods 和 ModuleBufferMethods。


  1. WriteBackendMethods:这个 Trait 定义了与后端代码生成相关的方法。这些方法包括:


  • create_new_metadata_instance:创建一个新的元数据实例。

  • set_debug_location:设置调试位置信息。

  • set_current_debug_location:设置当前调试位置信息。

  • clear_current_debug_location:清除当前调试位置信息。

  • finish:完成代码生成。


  1. ThinBufferMethods:这个 Trait 定义了与 Thin LTO 相关的方法。Thin LTO 是一种编译优化技术,用于加速链接时间和减小可执行文件的大小。这些方法包括:


  • thin_buffer_serialize:实现将 ThinLTO 数据序列化为字节流的方法。

  • thin_buffer_serialize_to_own_buffer:将 ThinLTO 数据序列化到自己的缓冲区的方法。

  • thin_buffer_serialize_append_to:将 ThinLTO 数据追加到给定的缓冲区中的方法。


  1. ModuleBufferMethods:这个 Trait 定义了与模块缓冲区相关的方法。模块缓冲区存储了编译器生成的 LLVM IR 代码。这些方法包括:


  • drop_module:释放模块的方法。

  • optimize:优化模块的方法。

  • run_pass_manager:运行 LLVM Pass 管理器的方法。

  • module_buffer_len:返回模块缓冲区的长度。

  • module_buffer_ptr:返回指向模块缓冲区的指针。


这些 Trait 定义了代码生成阶段需要的各种方法,通过实现这些 Trait,可以在 Rust 编译器中使用不同的后端代码生成器。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/consts.rs

在 Rust 的编译器源代码中,文件consts.rs位于路径rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/下,它的作用是定义了与常量(const)相关的方法和 traits。


具体而言,consts.rs文件中定义了一系列与常量操作相关的方法和 trait,用于生成和处理 Rust 程序中的常量。这些方法和 trait 提供了在编译期间对常量进行计算和操作的能力。


下面是consts.rs中的主要 traits 及其作用:


  1. ConstMethods<'tcx>

  2. 这是一个 trait,它定义了与常量相关的通用方法。

  3. ConstMethods<'tcx>主要包含了各种用于常量计算的方法,如获取常量的类型、判断常量是否为零、常量的二进制运算、常量的比较等等。

  4. 它被其他具体的 trait 继承和实现,提供了更具体的常量计算能力。

  5. OpType<'tcx>

  6. 这是一个 trait,它定义了计算常量二元操作的方法。

  7. OpType<'tcx>用于给定操作符(如加法、减法、位运算)和操作数,计算常量的结果。

  8. FloatType<'tcx>

  9. 这是一个 trait,它定义了计算浮点数常量的方法。

  10. FloatType<'tcx>用于给定浮点数操作数,执行浮点数常量的计算(如浮点数加法、减法、乘法等)。

  11. IntTypeExt<'tcx>

  12. 这是一个 trait,它定义了整数类型的常量计算方法的扩展。

  13. IntTypeExt<'tcx>扩展了整数类型的方法,提供了对整数类型常量的位操作、移位操作、判断等功能。

  14. `Stri

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/debuginfo.rs

在 Rust 的编译器源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/debuginfo.rs 文件用于管理和生成调试信息,以帮助开发者在调试程序时更加方便地理解代码的执行过程。


具体来说,该文件定义了 DebugInfoMethods<'tcx> 和 DebugInfoBuilderMethods 这两个 trait,它们分别提供了以下功能:


  1. DebugInfoMethods<'tcx> trait 提供了用于生成调试信息的方法。 这些方法允许编译器将源代码和编译后的代码之间建立映射关系,从而在调试器中能够展示正确的源代码位置。该 trait 还定义了一些方法来处理局部变量的调试信息,包括变量的名称、类型、作用域和存储位置等。

  2. DebugInfoBuilderMethods trait 提供了构建调试信息的方法。通过调用这些方法,编译器将会通过解析和遍历 AST(抽象语法树)来生成对应的调试信息。这些方法包括创建函数的调试描述符、创建函数参数的调试描述符、创建变量的调试描述符等。


总结起来,DebugInfoMethods<'tcx> 和 DebugInfoBuilderMethods 这两个 trait 提供了一套机制,允许编译器为编译后的代码生成与源代码相关的调试信息。这些调试信息对于调试程序、定位 bug 和理解代码执行流程非常有用。

File: rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/type_.rs

在 Rust 的编译器源代码中,rust/compiler/rustc_codegen_ssa/src/traits/type_.rs 文件的作用是定义了与类型相关的一系列 trait(特征)。


  1. BaseTypeMethods<'tcx> trait 是一个基本类型方法 trait,定义了与基本类型 (primitive types) 相关的方法,如获取基本类型的大小、对齐方式等。

  2. DerivedTypeMethods<'tcx> trait 是一个派生类型方法 trait,定义了与派生类型 (derived types) 相关的方法,这些类型是通过组合或包装基本类型产生的,如数组、结构体、联合体等。

  3. LayoutTypeMethods<'tcx> trait 是一个布局类型方法 trait,定义了与类型的布局 (layout) 相关的方法,如获取分配大小、对齐方式、偏移量等。

  4. TypeMembershipMethods<'tcx> trait 是一个类型成员方法 trait,定义了与类型成员相关的方法,用于处理嵌套的类型。

  5. ArgAbiMethods<'tcx> trait 是一个参数 ABI 方法 trait,定义了与函数参数 ABI 相关的方法,用于处理函数参数的传递方式和类型转换等。

  6. TypeMethods<'tcx> trait 是一个类型方法 trait,定义了通用的类型操作方法,包括类型转换、类型内存操作等。


这些 trait 提供了一组抽象方法,用于处理不同类型的操作和计算,使得编译器能够根据具体的类型来进行相应的处理。通过实现这些 trait,编译器可以在编译期对不同类型进行统一的处理,提供了类型相关的功能和算法。这样的设计使得编译器能够更好地理解和操作不同类型的数据,并生成相应的代码。

用户头像

fliter

关注

www.dashen.tech 2018-06-21 加入

Software Engineer. Focus on Micro Service,Containerization

评论

发布
暂无评论
听GPT 讲Rust源代码--compiler(45)_fliter_InfoQ写作社区