compiler/rustc_passes/src/check_const.rs

   1 //! This pass checks HIR bodies that may be evaluated at compile-time (e.g., `const`, `static`,
   2 //! `const fn`) for structured control flow (e.g. `if`, `while`), which is forbidden in a const
   3 //! context.
   4 //!
   5 //! By the time the MIR const-checker runs, these high-level constructs have been lowered to
   6 //! control-flow primitives (e.g., `Goto`, `SwitchInt`), making it tough to properly attribute
   7 //! errors. We still look for those primitives in the MIR const-checker to ensure nothing slips
   8 //! through, but errors for structured control flow in a `const` should be emitted here.
   9
  10 use rustc_attr as attr;
  11 use rustc_errors::struct_span_err;
  12 use rustc_hir as hir;
  13 use rustc_hir::def_id::LocalDefId;
  14 use rustc_hir::intravisit::{self, NestedVisitorMap, Visitor};
  15 use rustc_middle::hir::map::Map;
  16 use rustc_middle::ty::query::Providers;
  17 use rustc_middle::ty::TyCtxt;
  18 use rustc_session::parse::feature_err;
  19 use rustc_span::{sym, Span, Symbol};
  20
  21 /// An expression that is not *always* legal in a const context.
  22 #[derive(Clone, Copy)]
  23 enum NonConstExpr {
  24     Loop(hir::LoopSource),
  25     Match(hir::MatchSource),
  26 }
  27
  28 impl NonConstExpr {
  29     fn name(self) -> String {
  30         match self {
  31             Self::Loop(src) => format!("`{}`", src.name()),
  32             Self::Match(src) => format!("`{}`", src.name()),
  33         }
  34     }
  35
  36     fn required_feature_gates(self) -> Option<&'static [Symbol]> {
  37         use hir::LoopSource::*;
  38         use hir::MatchSource::*;
  39
  40         let gates: &[_] = match self {
  41             // A `for` loop's desugaring contains a call to `IntoIterator::into_iter`,
  42             // so they are not yet allowed.
  43             // Likewise, `?` desugars to a call to `Try::into_result`.
  44             Self::Loop(ForLoop) | Self::Match(ForLoopDesugar | TryDesugar | AwaitDesugar) => {
  45                 return None;
  46             }
  47
  48             Self::Match(IfLetGuardDesugar) => bug!("`if let` guard outside a `match` expression"),
  49
  50             // All other expressions are allowed.
  51             Self::Loop(Loop | While | WhileLet)
  52             | Self::Match(WhileDesugar | WhileLetDesugar | Normal | IfLetDesugar { .. }) => &[],
  53         };
  54
  55         Some(gates)
  56     }
  57 }
  58
  59 fn check_mod_const_bodies(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: LocalDefId) {
  60     let mut vis = CheckConstVisitor::new(tcx);
  61     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut vis.as_deep_visitor());
  62 }
  63
  64 pub(crate) fn provide(providers: &mut Providers) {
  65     *providers = Providers { check_mod_const_bodies, ..*providers };
  66 }
  67
  68 #[derive(Copy, Clone)]
  69 struct CheckConstVisitor<'tcx> {
  70     tcx: TyCtxt<'tcx>,
  71     const_kind: Option<hir::ConstContext>,
  72     def_id: Option<LocalDefId>,
  73 }
  74
  75 impl<'tcx> CheckConstVisitor<'tcx> {
  76     fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
  77         CheckConstVisitor { tcx, const_kind: None, def_id: None }
  78     }
  79
  80     /// Emits an error when an unsupported expression is found in a const context.
  81     fn const_check_violated(&self, expr: NonConstExpr, span: Span) {
  82         let Self { tcx, def_id, const_kind } = *self;
  83
  84         let features = tcx.features();
  85         let required_gates = expr.required_feature_gates();
  86
  87         let is_feature_allowed = |feature_gate| {
  88             // All features require that the corresponding gate be enabled,
  89             // even if the function has `#[rustc_allow_const_fn_unstable(the_gate)]`.
  90             if !tcx.features().enabled(feature_gate) {
  91                 return false;
  92             }
  93
  94             // If `def_id` is `None`, we don't need to consider stability attributes.
  95             let def_id = match def_id {
  96                 Some(x) => x.to_def_id(),
  97                 None => return true,
  98             };
  99
 100             // If this crate is not using stability attributes, or this function is not claiming to be a
 101             // stable `const fn`, that is all that is required.
 102             if !tcx.features().staged_api || tcx.has_attr(def_id, sym::rustc_const_unstable) {
 103                 return true;
 104             }
 105
 106             // However, we cannot allow stable `const fn`s to use unstable features without an explicit
 107             // opt-in via `rustc_allow_const_fn_unstable`.
 108             attr::rustc_allow_const_fn_unstable(&tcx.sess, &tcx.get_attrs(def_id))
 109                 .any(|name| name == feature_gate)
 110         };
 111
 112         match required_gates {
 113             // Don't emit an error if the user has enabled the requisite feature gates.
 114             Some(gates) if gates.iter().copied().all(is_feature_allowed) => return,
 115
 116             // `-Zunleash-the-miri-inside-of-you` only works for expressions that don't have a
 117             // corresponding feature gate. This encourages nightly users to use feature gates when
 118             // possible.
 119             None if tcx.sess.opts.debugging_opts.unleash_the_miri_inside_of_you => {
 120                 tcx.sess.span_warn(span, "skipping const checks");
 121                 return;
 122             }
 123
 124             _ => {}
 125         }
 126
 127         let const_kind =
 128             const_kind.expect("`const_check_violated` may only be called inside a const context");
 129
 130         let msg = format!("{} is not allowed in a `{}`", expr.name(), const_kind.keyword_name());
 131
 132         let required_gates = required_gates.unwrap_or(&[]);
 133         let missing_gates: Vec<_> =
 134             required_gates.iter().copied().filter(|&g| !features.enabled(g)).collect();
 135
 136         match missing_gates.as_slice() {
 137             &[] => struct_span_err!(tcx.sess, span, E0744, "{}", msg).emit(),
 138
 139             &[missing_primary, ref missing_secondary @ ..] => {
 140                 let mut err = feature_err(&tcx.sess.parse_sess, missing_primary, span, &msg);
 141
 142                 // If multiple feature gates would be required to enable this expression, include
 143                 // them as help messages. Don't emit a separate error for each missing feature gate.
 144                 //
 145                 // FIXME(ecstaticmorse): Maybe this could be incorporated into `feature_err`? This
 146                 // is a pretty narrow case, however.
 147                 if tcx.sess.is_nightly_build() {
 148                     for gate in missing_secondary {
 149                         let note = format!(
 150                             "add `#![feature({})]` to the crate attributes to enable",
 151                             gate,
 152                         );
 153                         err.help(&note);
 154                     }
 155                 }
 156
 157                 err.emit();
 158             }
 159         }
 160     }
 161
 162     /// Saves the parent `const_kind` before calling `f` and restores it afterwards.
 163     fn recurse_into(
 164         &mut self,
 165         kind: Option<hir::ConstContext>,
 166         def_id: Option<LocalDefId>,
 167         f: impl FnOnce(&mut Self),
 168     ) {
 169         let parent_def_id = self.def_id;
 170         let parent_kind = self.const_kind;
 171         self.def_id = def_id;
 172         self.const_kind = kind;
 173         f(self);
 174         self.def_id = parent_def_id;
 175         self.const_kind = parent_kind;
 176     }
 177 }
 178
 179 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CheckConstVisitor<'tcx> {
 180     type Map = Map<'tcx>;
 181
 182     fn nested_visit_map(&mut self) -> intravisit::NestedVisitorMap<Self::Map> {
 183         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.tcx.hir())
 184     }
 185
 186     fn visit_anon_const(&mut self, anon: &'tcx hir::AnonConst) {
 187         let kind = Some(hir::ConstContext::Const);
 188         self.recurse_into(kind, None, |this| intravisit::walk_anon_const(this, anon));
 189     }
 190
 191     fn visit_body(&mut self, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
 192         let owner = self.tcx.hir().body_owner_def_id(body.id());
 193         let kind = self.tcx.hir().body_const_context(owner);
 194         self.recurse_into(kind, Some(owner), |this| intravisit::walk_body(this, body));
 195     }
 196
 197     fn visit_expr(&mut self, e: &'tcx hir::Expr<'tcx>) {
 198         match &e.kind {
 199             // Skip the following checks if we are not currently in a const context.
 200             _ if self.const_kind.is_none() => {}
 201
 202             hir::ExprKind::Loop(_, _, source, _) => {
 203                 self.const_check_violated(NonConstExpr::Loop(*source), e.span);
 204             }
 205
 206             hir::ExprKind::Match(_, _, source) => {
 207                 let non_const_expr = match source {
 208                     // These are handled by `ExprKind::Loop` above.
 209                     hir::MatchSource::WhileDesugar
 210                     | hir::MatchSource::WhileLetDesugar
 211                     | hir::MatchSource::ForLoopDesugar => None,
 212
 213                     _ => Some(NonConstExpr::Match(*source)),
 214                 };
 215
 216                 if let Some(expr) = non_const_expr {
 217                     self.const_check_violated(expr, e.span);
 218                 }
 219             }
 220
 221             _ => {}
 222         }
 223
 224         intravisit::walk_expr(self, e);
 225     }
 226 }