clippy_utils/src/qualify_min_const_fn.rs

   1 // This code used to be a part of `rustc` but moved to Clippy as a result of
   2 // https://github.com/rust-lang/rust/issues/76618. Because of that, it contains unused code and some
   3 // of terminologies might not be relevant in the context of Clippy. Note that its behavior might
   4 // differ from the time of `rustc` even if the name stays the same.
   5
   6 use rustc_hir as hir;
   7 use rustc_hir::def_id::DefId;
   8 use rustc_middle::mir::{
   9     Body, CastKind, NullOp, Operand, Place, ProjectionElem, Rvalue, Statement, StatementKind, Terminator,
  10     TerminatorKind,
  11 };
  12 use rustc_middle::ty::subst::GenericArgKind;
  13 use rustc_middle::ty::{self, adjustment::PointerCast, Ty, TyCtxt};
  14 use rustc_semver::RustcVersion;
  15 use rustc_span::symbol::sym;
  16 use rustc_span::Span;
  17 use rustc_target::spec::abi::Abi::RustIntrinsic;
  18 use std::borrow::Cow;
  19
  20 type McfResult = Result<(), (Span, Cow<'static, str>)>;
  21
  22 pub fn is_min_const_fn<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, body: &'a Body<'tcx>, msrv: Option<&RustcVersion>) -> McfResult {
  23     let def_id = body.source.def_id();
  24     let mut current = def_id;
  25     loop {
  26         let predicates = tcx.predicates_of(current);
  27         for (predicate, _) in predicates.predicates {
  28             match predicate.kind().skip_binder() {
  29                 ty::PredicateKind::RegionOutlives(_)
  30                 | ty::PredicateKind::TypeOutlives(_)
  31                 | ty::PredicateKind::WellFormed(_)
  32                 | ty::PredicateKind::Projection(_)
  33                 | ty::PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
  34                 | ty::PredicateKind::ConstEquate(..)
  35                 | ty::PredicateKind::Trait(..)
  36                 | ty::PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(..) => continue,
  37                 ty::PredicateKind::ObjectSafe(_) => panic!("object safe predicate on function: {:#?}", predicate),
  38                 ty::PredicateKind::ClosureKind(..) => panic!("closure kind predicate on function: {:#?}", predicate),
  39                 ty::PredicateKind::Subtype(_) => panic!("subtype predicate on function: {:#?}", predicate),
  40                 ty::PredicateKind::Coerce(_) => panic!("coerce predicate on function: {:#?}", predicate),
  41             }
  42         }
  43         match predicates.parent {
  44             Some(parent) => current = parent,
  45             None => break,
  46         }
  47     }
  48
  49     for local in &body.local_decls {
  50         check_ty(tcx, local.ty, local.source_info.span)?;
  51     }
  52     // impl trait is gone in MIR, so check the return type manually
  53     check_ty(
  54         tcx,
  55         tcx.fn_sig(def_id).output().skip_binder(),
  56         body.local_decls.iter().next().unwrap().source_info.span,
  57     )?;
  58
  59     for bb in body.basic_blocks() {
  60         check_terminator(tcx, body, bb.terminator(), msrv)?;
  61         for stmt in &bb.statements {
  62             check_statement(tcx, body, def_id, stmt)?;
  63         }
  64     }
  65     Ok(())
  66 }
  67
  68 fn check_ty<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>, span: Span) -> McfResult {
  69     for arg in ty.walk() {
  70         let ty = match arg.unpack() {
  71             GenericArgKind::Type(ty) => ty,
  72
  73             // No constraints on lifetimes or constants, except potentially
  74             // constants' types, but `walk` will get to them as well.
  75             GenericArgKind::Lifetime(_) | GenericArgKind::Const(_) => continue,
  76         };
  77
  78         match ty.kind() {
  79             ty::Ref(_, _, hir::Mutability::Mut) => {
  80                 return Err((span, "mutable references in const fn are unstable".into()));
  81             },
  82             ty::Opaque(..) => return Err((span, "`impl Trait` in const fn is unstable".into())),
  83             ty::FnPtr(..) => {
  84                 return Err((span, "function pointers in const fn are unstable".into()));
  85             },
  86             ty::Dynamic(preds, _) => {
  87                 for pred in preds.iter() {
  88                     match pred.skip_binder() {
  89                         ty::ExistentialPredicate::AutoTrait(_) | ty::ExistentialPredicate::Projection(_) => {
  90                             return Err((
  91                                 span,
  92                                 "trait bounds other than `Sized` \
  93                                  on const fn parameters are unstable"
  94                                     .into(),
  95                             ));
  96                         },
  97                         ty::ExistentialPredicate::Trait(trait_ref) => {
  98                             if Some(trait_ref.def_id) != tcx.lang_items().sized_trait() {
  99                                 return Err((
 100                                     span,
 101                                     "trait bounds other than `Sized` \
 102                                      on const fn parameters are unstable"
 103                                         .into(),
 104                                 ));
 105                             }
 106                         },
 107                     }
 108                 }
 109             },
 110             _ => {},
 111         }
 112     }
 113     Ok(())
 114 }
 115
 116 fn check_rvalue<'tcx>(
 117     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 118     body: &Body<'tcx>,
 119     def_id: DefId,
 120     rvalue: &Rvalue<'tcx>,
 121     span: Span,
 122 ) -> McfResult {
 123     match rvalue {
 124         Rvalue::ThreadLocalRef(_) => Err((span, "cannot access thread local storage in const fn".into())),
 125         Rvalue::Repeat(operand, _) | Rvalue::Use(operand) => check_operand(tcx, operand, span, body),
 126         Rvalue::Len(place) | Rvalue::Discriminant(place) | Rvalue::Ref(_, _, place) | Rvalue::AddressOf(_, place) => {
 127             check_place(tcx, *place, span, body)
 128         },
 129         Rvalue::Cast(CastKind::Misc, operand, cast_ty) => {
 130             use rustc_middle::ty::cast::CastTy;
 131             let cast_in = CastTy::from_ty(operand.ty(body, tcx)).expect("bad input type for cast");
 132             let cast_out = CastTy::from_ty(*cast_ty).expect("bad output type for cast");
 133             match (cast_in, cast_out) {
 134                 (CastTy::Ptr(_) | CastTy::FnPtr, CastTy::Int(_)) => {
 135                     Err((span, "casting pointers to ints is unstable in const fn".into()))
 136                 },
 137                 _ => check_operand(tcx, operand, span, body),
 138             }
 139         },
 140         Rvalue::Cast(CastKind::Pointer(PointerCast::MutToConstPointer | PointerCast::ArrayToPointer), operand, _) => {
 141             check_operand(tcx, operand, span, body)
 142         },
 143         Rvalue::Cast(
 144             CastKind::Pointer(
 145                 PointerCast::UnsafeFnPointer | PointerCast::ClosureFnPointer(_) | PointerCast::ReifyFnPointer,
 146             ),
 147             _,
 148             _,
 149         ) => Err((span, "function pointer casts are not allowed in const fn".into())),
 150         Rvalue::Cast(CastKind::Pointer(PointerCast::Unsize), op, cast_ty) => {
 151             let pointee_ty = if let Some(deref_ty) = cast_ty.builtin_deref(true) {
 152                 deref_ty.ty
 153             } else {
 154                 // We cannot allow this for now.
 155                 return Err((span, "unsizing casts are only allowed for references right now".into()));
 156             };
 157             let unsized_ty = tcx.struct_tail_erasing_lifetimes(pointee_ty, tcx.param_env(def_id));
 158             if let ty::Slice(_) | ty::Str = unsized_ty.kind() {
 159                 check_operand(tcx, op, span, body)?;
 160                 // Casting/coercing things to slices is fine.
 161                 Ok(())
 162             } else {
 163                 // We just can't allow trait objects until we have figured out trait method calls.
 164                 Err((span, "unsizing casts are not allowed in const fn".into()))
 165             }
 166         },
 167         // binops are fine on integers
 168         Rvalue::BinaryOp(_, box (lhs, rhs)) | Rvalue::CheckedBinaryOp(_, box (lhs, rhs)) => {
 169             check_operand(tcx, lhs, span, body)?;
 170             check_operand(tcx, rhs, span, body)?;
 171             let ty = lhs.ty(body, tcx);
 172             if ty.is_integral() || ty.is_bool() || ty.is_char() {
 173                 Ok(())
 174             } else {
 175                 Err((
 176                     span,
 177                     "only int, `bool` and `char` operations are stable in const fn".into(),
 178                 ))
 179             }
 180         },
 181         Rvalue::NullaryOp(NullOp::SizeOf | NullOp::AlignOf, _) | Rvalue::ShallowInitBox(_, _) => Ok(()),
 182         Rvalue::UnaryOp(_, operand) => {
 183             let ty = operand.ty(body, tcx);
 184             if ty.is_integral() || ty.is_bool() {
 185                 check_operand(tcx, operand, span, body)
 186             } else {
 187                 Err((span, "only int and `bool` operations are stable in const fn".into()))
 188             }
 189         },
 190         Rvalue::Aggregate(_, operands) => {
 191             for operand in operands {
 192                 check_operand(tcx, operand, span, body)?;
 193             }
 194             Ok(())
 195         },
 196     }
 197 }
 198
 199 fn check_statement<'tcx>(
 200     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 201     body: &Body<'tcx>,
 202     def_id: DefId,
 203     statement: &Statement<'tcx>,
 204 ) -> McfResult {
 205     let span = statement.source_info.span;
 206     match &statement.kind {
 207         StatementKind::Assign(box (place, rval)) => {
 208             check_place(tcx, *place, span, body)?;
 209             check_rvalue(tcx, body, def_id, rval, span)
 210         },
 211
 212         StatementKind::FakeRead(box (_, place)) => check_place(tcx, *place, span, body),
 213         // just an assignment
 214         StatementKind::SetDiscriminant { place, .. } | StatementKind::Deinit(place) => {
 215             check_place(tcx, **place, span, body)
 216         },
 217
 218         StatementKind::CopyNonOverlapping(box rustc_middle::mir::CopyNonOverlapping { dst, src, count }) => {
 219             check_operand(tcx, dst, span, body)?;
 220             check_operand(tcx, src, span, body)?;
 221             check_operand(tcx, count, span, body)
 222         },
 223         // These are all NOPs
 224         StatementKind::StorageLive(_)
 225         | StatementKind::StorageDead(_)
 226         | StatementKind::Retag { .. }
 227         | StatementKind::AscribeUserType(..)
 228         | StatementKind::Coverage(..)
 229         | StatementKind::Nop => Ok(()),
 230     }
 231 }
 232
 233 fn check_operand<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, operand: &Operand<'tcx>, span: Span, body: &Body<'tcx>) -> McfResult {
 234     match operand {
 235         Operand::Move(place) | Operand::Copy(place) => check_place(tcx, *place, span, body),
 236         Operand::Constant(c) => match c.check_static_ptr(tcx) {
 237             Some(_) => Err((span, "cannot access `static` items in const fn".into())),
 238             None => Ok(()),
 239         },
 240     }
 241 }
 242
 243 fn check_place<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, place: Place<'tcx>, span: Span, body: &Body<'tcx>) -> McfResult {
 244     let mut cursor = place.projection.as_ref();
 245     while let [ref proj_base @ .., elem] = *cursor {
 246         cursor = proj_base;
 247         match elem {
 248             ProjectionElem::Field(..) => {
 249                 let base_ty = Place::ty_from(place.local, proj_base, body, tcx).ty;
 250                 if let Some(def) = base_ty.ty_adt_def() {
 251                     // No union field accesses in `const fn`
 252                     if def.is_union() {
 253                         return Err((span, "accessing union fields is unstable".into()));
 254                     }
 255                 }
 256             },
 257             ProjectionElem::ConstantIndex { .. }
 258             | ProjectionElem::Downcast(..)
 259             | ProjectionElem::Subslice { .. }
 260             | ProjectionElem::Deref
 261             | ProjectionElem::Index(_) => {},
 262         }
 263     }
 264
 265     Ok(())
 266 }
 267
 268 fn check_terminator<'a, 'tcx>(
 269     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 270     body: &'a Body<'tcx>,
 271     terminator: &Terminator<'tcx>,
 272     msrv: Option<&RustcVersion>,
 273 ) -> McfResult {
 274     let span = terminator.source_info.span;
 275     match &terminator.kind {
 276         TerminatorKind::FalseEdge { .. }
 277         | TerminatorKind::FalseUnwind { .. }
 278         | TerminatorKind::Goto { .. }
 279         | TerminatorKind::Return
 280         | TerminatorKind::Resume
 281         | TerminatorKind::Unreachable => Ok(()),
 282
 283         TerminatorKind::Drop { place, .. } => check_place(tcx, *place, span, body),
 284         TerminatorKind::DropAndReplace { place, value, .. } => {
 285             check_place(tcx, *place, span, body)?;
 286             check_operand(tcx, value, span, body)
 287         },
 288
 289         TerminatorKind::SwitchInt {
 290             discr,
 291             switch_ty: _,
 292             targets: _,
 293         } => check_operand(tcx, discr, span, body),
 294
 295         TerminatorKind::Abort => Err((span, "abort is not stable in const fn".into())),
 296         TerminatorKind::GeneratorDrop | TerminatorKind::Yield { .. } => {
 297             Err((span, "const fn generators are unstable".into()))
 298         },
 299
 300         TerminatorKind::Call {
 301             func,
 302             args,
 303             from_hir_call: _,
 304             destination: _,
 305             cleanup: _,
 306             fn_span: _,
 307         } => {
 308             let fn_ty = func.ty(body, tcx);
 309             if let ty::FnDef(fn_def_id, _) = *fn_ty.kind() {
 310                 if !is_const_fn(tcx, fn_def_id, msrv) {
 311                     return Err((
 312                         span,
 313                         format!(
 314                             "can only call other `const fn` within a `const fn`, \
 315                              but `{:?}` is not stable as `const fn`",
 316                             func,
 317                         )
 318                         .into(),
 319                     ));
 320                 }
 321
 322                 // HACK: This is to "unstabilize" the `transmute` intrinsic
 323                 // within const fns. `transmute` is allowed in all other const contexts.
 324                 // This won't really scale to more intrinsics or functions. Let's allow const
 325                 // transmutes in const fn before we add more hacks to this.
 326                 if tcx.fn_sig(fn_def_id).abi() == RustIntrinsic && tcx.item_name(fn_def_id) == sym::transmute {
 327                     return Err((
 328                         span,
 329                         "can only call `transmute` from const items, not `const fn`".into(),
 330                     ));
 331                 }
 332
 333                 check_operand(tcx, func, span, body)?;
 334
 335                 for arg in args {
 336                     check_operand(tcx, arg, span, body)?;
 337                 }
 338                 Ok(())
 339             } else {
 340                 Err((span, "can only call other const fns within const fn".into()))
 341             }
 342         },
 343
 344         TerminatorKind::Assert {
 345             cond,
 346             expected: _,
 347             msg: _,
 348             target: _,
 349             cleanup: _,
 350         } => check_operand(tcx, cond, span, body),
 351
 352         TerminatorKind::InlineAsm { .. } => Err((span, "cannot use inline assembly in const fn".into())),
 353     }
 354 }
 355
 356 fn is_const_fn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId, msrv: Option<&RustcVersion>) -> bool {
 357     tcx.is_const_fn(def_id)
 358         && tcx.lookup_const_stability(def_id).map_or(true, |const_stab| {
 359             if let rustc_attr::StabilityLevel::Stable { since } = const_stab.level {
 360                 // Checking MSRV is manually necessary because `rustc` has no such concept. This entire
 361                 // function could be removed if `rustc` provided a MSRV-aware version of `is_const_fn`.
 362                 // as a part of an unimplemented MSRV check https://github.com/rust-lang/rust/issues/65262.
 363                 crate::meets_msrv(
 364                     msrv,
 365                     &RustcVersion::parse(since.as_str())
 366                         .expect("`rustc_attr::StabilityLevel::Stable::since` is ill-formatted"),
 367                 )
 368             } else {
 369                 // Unstable const fn with the feature enabled.
 370                 msrv.is_none()
 371             }
 372         })
 373 }