compiler/rustc_middle/src/ty/consts.rs

   1 use crate::mir::interpret::LitToConstInput;
   2 use crate::mir::ConstantKind;
   3 use crate::ty::{self, InternalSubsts, ParamEnv, ParamEnvAnd, Ty, TyCtxt};
   4 use rustc_data_structures::intern::Interned;
   5 use rustc_errors::ErrorGuaranteed;
   6 use rustc_hir as hir;
   7 use rustc_hir::def_id::{DefId, LocalDefId};
   8 use rustc_macros::HashStable;
   9 use std::fmt;
  10
  11 mod int;
  12 mod kind;
  13 mod valtree;
  14
  15 pub use int::*;
  16 pub use kind::*;
  17 pub use valtree::*;
  18
  19 /// Use this rather than `ConstS`, whenever possible.
  20 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
  21 #[rustc_pass_by_value]
  22 pub struct Const<'tcx>(pub Interned<'tcx, ConstS<'tcx>>);
  23
  24 impl<'tcx> fmt::Debug for Const<'tcx> {
  25     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
  26         // This reflects what `Const` looked liked before `Interned` was
  27         // introduced. We print it like this to avoid having to update expected
  28         // output in a lot of tests.
  29         write!(f, "Const {{ ty: {:?}, kind: {:?} }}", self.ty(), self.kind())
  30     }
  31 }
  32
  33 /// Typed constant value.
  34 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable, TyEncodable, TyDecodable)]
  35 pub struct ConstS<'tcx> {
  36     pub ty: Ty<'tcx>,
  37     pub kind: ConstKind<'tcx>,
  38 }
  39
  40 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
  41 static_assert_size!(ConstS<'_>, 40);
  42
  43 impl<'tcx> Const<'tcx> {
  44     #[inline]
  45     pub fn ty(self) -> Ty<'tcx> {
  46         self.0.ty
  47     }
  48
  49     #[inline]
  50     pub fn kind(self) -> ConstKind<'tcx> {
  51         self.0.kind
  52     }
  53
  54     /// Literals and const generic parameters are eagerly converted to a constant, everything else
  55     /// becomes `Unevaluated`.
  56     pub fn from_anon_const(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: LocalDefId) -> Self {
  57         Self::from_opt_const_arg_anon_const(tcx, ty::WithOptConstParam::unknown(def_id))
  58     }
  59
  60     #[instrument(skip(tcx), level = "debug")]
  61     pub fn from_opt_const_arg_anon_const(
  62         tcx: TyCtxt<'tcx>,
  63         def: ty::WithOptConstParam<LocalDefId>,
  64     ) -> Self {
  65         let body_id = match tcx.hir().get_by_def_id(def.did) {
  66             hir::Node::AnonConst(ac) => ac.body,
  67             _ => span_bug!(
  68                 tcx.def_span(def.did.to_def_id()),
  69                 "from_anon_const can only process anonymous constants"
  70             ),
  71         };
  72
  73         let expr = &tcx.hir().body(body_id).value;
  74         debug!(?expr);
  75
  76         let ty = tcx.type_of(def.def_id_for_type_of());
  77
  78         match Self::try_eval_lit_or_param(tcx, ty, expr) {
  79             Some(v) => v,
  80             None => tcx.mk_const(ty::ConstS {
  81                 kind: ty::ConstKind::Unevaluated(ty::UnevaluatedConst {
  82                     def: def.to_global(),
  83                     substs: InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def.did.to_def_id()),
  84                 }),
  85                 ty,
  86             }),
  87         }
  88     }
  89
  90     #[instrument(skip(tcx), level = "debug")]
  91     fn try_eval_lit_or_param(
  92         tcx: TyCtxt<'tcx>,
  93         ty: Ty<'tcx>,
  94         expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
  95     ) -> Option<Self> {
  96         // Unwrap a block, so that e.g. `{ P }` is recognised as a parameter. Const arguments
  97         // currently have to be wrapped in curly brackets, so it's necessary to special-case.
  98         let expr = match &expr.kind {
  99             hir::ExprKind::Block(block, _) if block.stmts.is_empty() && block.expr.is_some() => {
 100                 block.expr.as_ref().unwrap()
 101             }
 102             _ => expr,
 103         };
 104
 105         let lit_input = match expr.kind {
 106             hir::ExprKind::Lit(ref lit) => Some(LitToConstInput { lit: &lit.node, ty, neg: false }),
 107             hir::ExprKind::Unary(hir::UnOp::Neg, ref expr) => match expr.kind {
 108                 hir::ExprKind::Lit(ref lit) => {
 109                     Some(LitToConstInput { lit: &lit.node, ty, neg: true })
 110                 }
 111                 _ => None,
 112             },
 113             _ => None,
 114         };
 115
 116         if let Some(lit_input) = lit_input {
 117             // If an error occurred, ignore that it's a literal and leave reporting the error up to
 118             // mir.
 119             match tcx.at(expr.span).lit_to_const(lit_input) {
 120                 Ok(c) => return Some(c),
 121                 Err(e) => {
 122                     tcx.sess.delay_span_bug(
 123                         expr.span,
 124                         &format!("Const::from_anon_const: couldn't lit_to_const {:?}", e),
 125                     );
 126                 }
 127             }
 128         }
 129
 130         use hir::{def::DefKind::ConstParam, def::Res, ExprKind, Path, QPath};
 131         match expr.kind {
 132             ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, &Path { res: Res::Def(ConstParam, def_id), .. })) => {
 133                 // Find the name and index of the const parameter by indexing the generics of
 134                 // the parent item and construct a `ParamConst`.
 135                 let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id.expect_local());
 136                 let item_id = tcx.hir().get_parent_node(hir_id);
 137                 let item_def_id = tcx.hir().local_def_id(item_id);
 138                 let generics = tcx.generics_of(item_def_id.to_def_id());
 139                 let index = generics.param_def_id_to_index[&def_id];
 140                 let name = tcx.hir().name(hir_id);
 141                 Some(tcx.mk_const(ty::ConstS {
 142                     kind: ty::ConstKind::Param(ty::ParamConst::new(index, name)),
 143                     ty,
 144                 }))
 145             }
 146             _ => None,
 147         }
 148     }
 149
 150     /// Interns the given value as a constant.
 151     #[inline]
 152     pub fn from_value(tcx: TyCtxt<'tcx>, val: ty::ValTree<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Self {
 153         tcx.mk_const(ConstS { kind: ConstKind::Value(val), ty })
 154     }
 155
 156     /// Panics if self.kind != ty::ConstKind::Value
 157     pub fn to_valtree(self) -> ty::ValTree<'tcx> {
 158         match self.kind() {
 159             ty::ConstKind::Value(valtree) => valtree,
 160             _ => bug!("expected ConstKind::Value, got {:?}", self.kind()),
 161         }
 162     }
 163
 164     pub fn from_scalar_int(tcx: TyCtxt<'tcx>, i: ScalarInt, ty: Ty<'tcx>) -> Self {
 165         let valtree = ty::ValTree::from_scalar_int(i);
 166         Self::from_value(tcx, valtree, ty)
 167     }
 168
 169     #[inline]
 170     /// Creates a constant with the given integer value and interns it.
 171     pub fn from_bits(tcx: TyCtxt<'tcx>, bits: u128, ty: ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>) -> Self {
 172         let size = tcx
 173             .layout_of(ty)
 174             .unwrap_or_else(|e| panic!("could not compute layout for {:?}: {:?}", ty, e))
 175             .size;
 176         Self::from_scalar_int(tcx, ScalarInt::try_from_uint(bits, size).unwrap(), ty.value)
 177     }
 178
 179     #[inline]
 180     /// Creates an interned zst constant.
 181     pub fn zero_sized(tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Self {
 182         let valtree = ty::ValTree::zst();
 183         Self::from_value(tcx, valtree, ty)
 184     }
 185
 186     #[inline]
 187     /// Creates an interned bool constant.
 188     pub fn from_bool(tcx: TyCtxt<'tcx>, v: bool) -> Self {
 189         Self::from_bits(tcx, v as u128, ParamEnv::empty().and(tcx.types.bool))
 190     }
 191
 192     #[inline]
 193     /// Creates an interned usize constant.
 194     pub fn from_usize(tcx: TyCtxt<'tcx>, n: u64) -> Self {
 195         Self::from_bits(tcx, n as u128, ParamEnv::empty().and(tcx.types.usize))
 196     }
 197
 198     #[inline]
 199     /// Attempts to evaluate the given constant to bits. Can fail to evaluate in the presence of
 200     /// generics (or erroneous code) or if the value can't be represented as bits (e.g. because it
 201     /// contains const generic parameters or pointers).
 202     pub fn try_eval_bits(
 203         self,
 204         tcx: TyCtxt<'tcx>,
 205         param_env: ParamEnv<'tcx>,
 206         ty: Ty<'tcx>,
 207     ) -> Option<u128> {
 208         assert_eq!(self.ty(), ty);
 209         let size = tcx.layout_of(param_env.with_reveal_all_normalized(tcx).and(ty)).ok()?.size;
 210         // if `ty` does not depend on generic parameters, use an empty param_env
 211         self.kind().eval(tcx, param_env).try_to_bits(size)
 212     }
 213
 214     #[inline]
 215     pub fn try_eval_bool(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> Option<bool> {
 216         self.kind().eval(tcx, param_env).try_to_bool()
 217     }
 218
 219     #[inline]
 220     pub fn try_eval_usize(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> Option<u64> {
 221         self.kind().eval(tcx, param_env).try_to_machine_usize(tcx)
 222     }
 223
 224     #[inline]
 225     /// Tries to evaluate the constant if it is `Unevaluated`. If that doesn't succeed, return the
 226     /// unevaluated constant.
 227     pub fn eval(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> Const<'tcx> {
 228         if let Some(val) = self.kind().try_eval_for_typeck(tcx, param_env) {
 229             match val {
 230                 Ok(val) => Const::from_value(tcx, val, self.ty()),
 231                 Err(ErrorGuaranteed { .. }) => tcx.const_error(self.ty()),
 232             }
 233         } else {
 234             // Either the constant isn't evaluatable or ValTree creation failed.
 235             self
 236         }
 237     }
 238
 239     #[inline]
 240     /// Tries to evaluate the constant if it is `Unevaluated` and creates a ConstValue if the
 241     /// evaluation succeeds. If it doesn't succeed, returns the unevaluated constant.
 242     pub fn eval_for_mir(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> ConstantKind<'tcx> {
 243         if let Some(val) = self.kind().try_eval_for_mir(tcx, param_env) {
 244             match val {
 245                 Ok(const_val) => ConstantKind::from_value(const_val, self.ty()),
 246                 Err(ErrorGuaranteed { .. }) => ConstantKind::Ty(tcx.const_error(self.ty())),
 247             }
 248         } else {
 249             ConstantKind::Ty(self)
 250         }
 251     }
 252
 253     #[inline]
 254     /// Panics if the value cannot be evaluated or doesn't contain a valid integer of the given type.
 255     pub fn eval_bits(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> u128 {
 256         self.try_eval_bits(tcx, param_env, ty)
 257             .unwrap_or_else(|| bug!("expected bits of {:#?}, got {:#?}", ty, self))
 258     }
 259
 260     #[inline]
 261     /// Panics if the value cannot be evaluated or doesn't contain a valid `usize`.
 262     pub fn eval_usize(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> u64 {
 263         self.try_eval_usize(tcx, param_env)
 264             .unwrap_or_else(|| bug!("expected usize, got {:#?}", self))
 265     }
 266 }
 267
 268 pub fn const_param_default<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: DefId) -> Const<'tcx> {
 269     let default_def_id = match tcx.hir().get_by_def_id(def_id.expect_local()) {
 270         hir::Node::GenericParam(hir::GenericParam {
 271             kind: hir::GenericParamKind::Const { ty: _, default: Some(ac) },
 272             ..
 273         }) => tcx.hir().local_def_id(ac.hir_id),
 274         _ => span_bug!(
 275             tcx.def_span(def_id),
 276             "`const_param_default` expected a generic parameter with a constant"
 277         ),
 278     };
 279     Const::from_anon_const(tcx, default_def_id)
 280 }