compiler/rustc_ty_utils/src/ty.rs

   1 use rustc_data_structures::fx::FxIndexSet;
   2 use rustc_hir as hir;
   3 use rustc_hir::def_id::DefId;
   4 use rustc_middle::ty::subst::Subst;
   5 use rustc_middle::ty::{
   6     self, Binder, EarlyBinder, Predicate, PredicateKind, ToPredicate, Ty, TyCtxt,
   7 };
   8 use rustc_trait_selection::traits;
   9
  10 fn sized_constraint_for_ty<'tcx>(
  11     tcx: TyCtxt<'tcx>,
  12     adtdef: ty::AdtDef<'tcx>,
  13     ty: Ty<'tcx>,
  14 ) -> Vec<Ty<'tcx>> {
  15     use rustc_type_ir::sty::TyKind::*;
  16
  17     let result = match ty.kind() {
  18         Bool | Char | Int(..) | Uint(..) | Float(..) | RawPtr(..) | Ref(..) | FnDef(..)
  19         | FnPtr(_) | Array(..) | Closure(..) | Generator(..) | Never => vec![],
  20
  21         Str | Dynamic(..) | Slice(_) | Foreign(..) | Error(_) | GeneratorWitness(..) => {
  22             // these are never sized - return the target type
  23             vec![ty]
  24         }
  25
  26         Tuple(ref tys) => match tys.last() {
  27             None => vec![],
  28             Some(&ty) => sized_constraint_for_ty(tcx, adtdef, ty),
  29         },
  30
  31         Adt(adt, substs) => {
  32             // recursive case
  33             let adt_tys = adt.sized_constraint(tcx);
  34             debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) intermediate = {:?}", ty, adt_tys);
  35             adt_tys
  36                 .iter()
  37                 .map(|ty| EarlyBinder(*ty).subst(tcx, substs))
  38                 .flat_map(|ty| sized_constraint_for_ty(tcx, adtdef, ty))
  39                 .collect()
  40         }
  41
  42         Projection(..) | Opaque(..) => {
  43             // must calculate explicitly.
  44             // FIXME: consider special-casing always-Sized projections
  45             vec![ty]
  46         }
  47
  48         Param(..) => {
  49             // perf hack: if there is a `T: Sized` bound, then
  50             // we know that `T` is Sized and do not need to check
  51             // it on the impl.
  52
  53             let Some(sized_trait) = tcx.lang_items().sized_trait() else { return vec![ty] };
  54             let sized_predicate = ty::Binder::dummy(ty::TraitRef {
  55                 def_id: sized_trait,
  56                 substs: tcx.mk_substs_trait(ty, &[]),
  57             })
  58             .without_const()
  59             .to_predicate(tcx);
  60             let predicates = tcx.predicates_of(adtdef.did()).predicates;
  61             if predicates.iter().any(|(p, _)| *p == sized_predicate) { vec![] } else { vec![ty] }
  62         }
  63
  64         Placeholder(..) | Bound(..) | Infer(..) => {
  65             bug!("unexpected type `{:?}` in sized_constraint_for_ty", ty)
  66         }
  67     };
  68     debug!("sized_constraint_for_ty({:?}) = {:?}", ty, result);
  69     result
  70 }
  71
  72 fn impl_defaultness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> hir::Defaultness {
  73     let item = tcx.hir().expect_item(def_id.expect_local());
  74     if let hir::ItemKind::Impl(impl_) = &item.kind {
  75         impl_.defaultness
  76     } else {
  77         bug!("`impl_defaultness` called on {:?}", item);
  78     }
  79 }
  80
  81 /// Calculates the `Sized` constraint.
  82 ///
  83 /// In fact, there are only a few options for the types in the constraint:
  84 ///     - an obviously-unsized type
  85 ///     - a type parameter or projection whose Sizedness can't be known
  86 ///     - a tuple of type parameters or projections, if there are multiple
  87 ///       such.
  88 ///     - an Error, if a type contained itself. The representability
  89 ///       check should catch this case.
  90 fn adt_sized_constraint(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ty::AdtSizedConstraint<'_> {
  91     let def = tcx.adt_def(def_id);
  92
  93     let result = tcx.mk_type_list(
  94         def.variants()
  95             .iter()
  96             .flat_map(|v| v.fields.last())
  97             .flat_map(|f| sized_constraint_for_ty(tcx, def, tcx.type_of(f.did))),
  98     );
  99
 100     debug!("adt_sized_constraint: {:?} => {:?}", def, result);
 101
 102     ty::AdtSizedConstraint(result)
 103 }
 104
 105 /// See `ParamEnv` struct definition for details.
 106 #[instrument(level = "debug", skip(tcx))]
 107 fn param_env(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ty::ParamEnv<'_> {
 108     // The param_env of an impl Trait type is its defining function's param_env
 109     if let Some(parent) = ty::is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
 110         return param_env(tcx, parent.to_def_id());
 111     }
 112     // Compute the bounds on Self and the type parameters.
 113
 114     let ty::InstantiatedPredicates { mut predicates, .. } =
 115         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
 116
 117     // Finally, we have to normalize the bounds in the environment, in
 118     // case they contain any associated type projections. This process
 119     // can yield errors if the put in illegal associated types, like
 120     // `<i32 as Foo>::Bar` where `i32` does not implement `Foo`. We
 121     // report these errors right here; this doesn't actually feel
 122     // right to me, because constructing the environment feels like a
 123     // kind of an "idempotent" action, but I'm not sure where would be
 124     // a better place. In practice, we construct environments for
 125     // every fn once during type checking, and we'll abort if there
 126     // are any errors at that point, so outside of type inference you can be
 127     // sure that this will succeed without errors anyway.
 128
 129     if tcx.sess.opts.unstable_opts.chalk {
 130         let environment = well_formed_types_in_env(tcx, def_id);
 131         predicates.extend(environment);
 132     }
 133
 134     let local_did = def_id.as_local();
 135     let hir_id = local_did.map(|def_id| tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id));
 136
 137     let constness = match hir_id {
 138         Some(hir_id) => match tcx.hir().get(hir_id) {
 139             hir::Node::TraitItem(hir::TraitItem { kind: hir::TraitItemKind::Fn(..), .. })
 140                 if tcx.is_const_default_method(def_id) =>
 141             {
 142                 hir::Constness::Const
 143             }
 144
 145             hir::Node::Item(hir::Item { kind: hir::ItemKind::Const(..), .. })
 146             | hir::Node::Item(hir::Item { kind: hir::ItemKind::Static(..), .. })
 147             | hir::Node::TraitItem(hir::TraitItem {
 148                 kind: hir::TraitItemKind::Const(..), ..
 149             })
 150             | hir::Node::AnonConst(_)
 151             | hir::Node::ImplItem(hir::ImplItem { kind: hir::ImplItemKind::Const(..), .. })
 152             | hir::Node::ImplItem(hir::ImplItem {
 153                 kind:
 154                     hir::ImplItemKind::Fn(
 155                         hir::FnSig {
 156                             header: hir::FnHeader { constness: hir::Constness::Const, .. },
 157                             ..
 158                         },
 159                         ..,
 160                     ),
 161                 ..
 162             }) => hir::Constness::Const,
 163
 164             hir::Node::ImplItem(hir::ImplItem {
 165                 kind: hir::ImplItemKind::TyAlias(..) | hir::ImplItemKind::Fn(..),
 166                 ..
 167             }) => {
 168                 let parent_hir_id = tcx.hir().get_parent_node(hir_id);
 169                 match tcx.hir().get(parent_hir_id) {
 170                     hir::Node::Item(hir::Item {
 171                         kind: hir::ItemKind::Impl(hir::Impl { constness, .. }),
 172                         ..
 173                     }) => *constness,
 174                     _ => span_bug!(
 175                         tcx.def_span(parent_hir_id.owner),
 176                         "impl item's parent node is not an impl",
 177                     ),
 178                 }
 179             }
 180
 181             hir::Node::Item(hir::Item {
 182                 kind:
 183                     hir::ItemKind::Fn(hir::FnSig { header: hir::FnHeader { constness, .. }, .. }, ..),
 184                 ..
 185             })
 186             | hir::Node::TraitItem(hir::TraitItem {
 187                 kind:
 188                     hir::TraitItemKind::Fn(
 189                         hir::FnSig { header: hir::FnHeader { constness, .. }, .. },
 190                         ..,
 191                     ),
 192                 ..
 193             })
 194             | hir::Node::Item(hir::Item {
 195                 kind: hir::ItemKind::Impl(hir::Impl { constness, .. }),
 196                 ..
 197             }) => *constness,
 198
 199             _ => hir::Constness::NotConst,
 200         },
 201         None => hir::Constness::NotConst,
 202     };
 203
 204     let unnormalized_env = ty::ParamEnv::new(
 205         tcx.intern_predicates(&predicates),
 206         traits::Reveal::UserFacing,
 207         constness,
 208     );
 209
 210     let body_id =
 211         local_did.and_then(|id| tcx.hir().maybe_body_owned_by(id).map(|body| body.hir_id));
 212     let body_id = match body_id {
 213         Some(id) => id,
 214         None if hir_id.is_some() => hir_id.unwrap(),
 215         _ => hir::CRATE_HIR_ID,
 216     };
 217
 218     let cause = traits::ObligationCause::misc(tcx.def_span(def_id), body_id);
 219     traits::normalize_param_env_or_error(tcx, unnormalized_env, cause)
 220 }
 221
 222 /// Elaborate the environment.
 223 ///
 224 /// Collect a list of `Predicate`'s used for building the `ParamEnv`. Adds `TypeWellFormedFromEnv`'s
 225 /// that are assumed to be well-formed (because they come from the environment).
 226 ///
 227 /// Used only in chalk mode.
 228 fn well_formed_types_in_env<'tcx>(
 229     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 230     def_id: DefId,
 231 ) -> &'tcx ty::List<Predicate<'tcx>> {
 232     use rustc_hir::{ForeignItemKind, ImplItemKind, ItemKind, Node, TraitItemKind};
 233     use rustc_middle::ty::subst::GenericArgKind;
 234
 235     debug!("environment(def_id = {:?})", def_id);
 236
 237     // The environment of an impl Trait type is its defining function's environment.
 238     if let Some(parent) = ty::is_impl_trait_defn(tcx, def_id) {
 239         return well_formed_types_in_env(tcx, parent.to_def_id());
 240     }
 241
 242     // Compute the bounds on `Self` and the type parameters.
 243     let ty::InstantiatedPredicates { predicates, .. } =
 244         tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity(tcx);
 245
 246     let clauses = predicates.into_iter();
 247
 248     if !def_id.is_local() {
 249         return ty::List::empty();
 250     }
 251     let node = tcx.hir().get_by_def_id(def_id.expect_local());
 252
 253     enum NodeKind {
 254         TraitImpl,
 255         InherentImpl,
 256         Fn,
 257         Other,
 258     }
 259
 260     let node_kind = match node {
 261         Node::TraitItem(item) => match item.kind {
 262             TraitItemKind::Fn(..) => NodeKind::Fn,
 263             _ => NodeKind::Other,
 264         },
 265
 266         Node::ImplItem(item) => match item.kind {
 267             ImplItemKind::Fn(..) => NodeKind::Fn,
 268             _ => NodeKind::Other,
 269         },
 270
 271         Node::Item(item) => match item.kind {
 272             ItemKind::Impl(hir::Impl { of_trait: Some(_), .. }) => NodeKind::TraitImpl,
 273             ItemKind::Impl(hir::Impl { of_trait: None, .. }) => NodeKind::InherentImpl,
 274             ItemKind::Fn(..) => NodeKind::Fn,
 275             _ => NodeKind::Other,
 276         },
 277
 278         Node::ForeignItem(item) => match item.kind {
 279             ForeignItemKind::Fn(..) => NodeKind::Fn,
 280             _ => NodeKind::Other,
 281         },
 282
 283         // FIXME: closures?
 284         _ => NodeKind::Other,
 285     };
 286
 287     // FIXME(eddyb) isn't the unordered nature of this a hazard?
 288     let mut inputs = FxIndexSet::default();
 289
 290     match node_kind {
 291         // In a trait impl, we assume that the header trait ref and all its
 292         // constituents are well-formed.
 293         NodeKind::TraitImpl => {
 294             let trait_ref = tcx.impl_trait_ref(def_id).expect("not an impl");
 295
 296             // FIXME(chalk): this has problems because of late-bound regions
 297             //inputs.extend(trait_ref.substs.iter().flat_map(|arg| arg.walk()));
 298             inputs.extend(trait_ref.substs.iter());
 299         }
 300
 301         // In an inherent impl, we assume that the receiver type and all its
 302         // constituents are well-formed.
 303         NodeKind::InherentImpl => {
 304             let self_ty = tcx.type_of(def_id);
 305             inputs.extend(self_ty.walk());
 306         }
 307
 308         // In an fn, we assume that the arguments and all their constituents are
 309         // well-formed.
 310         NodeKind::Fn => {
 311             let fn_sig = tcx.fn_sig(def_id);
 312             let fn_sig = tcx.liberate_late_bound_regions(def_id, fn_sig);
 313
 314             inputs.extend(fn_sig.inputs().iter().flat_map(|ty| ty.walk()));
 315         }
 316
 317         NodeKind::Other => (),
 318     }
 319     let input_clauses = inputs.into_iter().filter_map(|arg| {
 320         match arg.unpack() {
 321             GenericArgKind::Type(ty) => {
 322                 let binder = Binder::dummy(PredicateKind::TypeWellFormedFromEnv(ty));
 323                 Some(tcx.mk_predicate(binder))
 324             }
 325
 326             // FIXME(eddyb) no WF conditions from lifetimes?
 327             GenericArgKind::Lifetime(_) => None,
 328
 329             // FIXME(eddyb) support const generics in Chalk
 330             GenericArgKind::Const(_) => None,
 331         }
 332     });
 333
 334     tcx.mk_predicates(clauses.chain(input_clauses))
 335 }
 336
 337 fn param_env_reveal_all_normalized(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> ty::ParamEnv<'_> {
 338     tcx.param_env(def_id).with_reveal_all_normalized(tcx)
 339 }
 340
 341 fn instance_def_size_estimate<'tcx>(
 342     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 343     instance_def: ty::InstanceDef<'tcx>,
 344 ) -> usize {
 345     use ty::InstanceDef;
 346
 347     match instance_def {
 348         InstanceDef::Item(..) | InstanceDef::DropGlue(..) => {
 349             let mir = tcx.instance_mir(instance_def);
 350             mir.basic_blocks().iter().map(|bb| bb.statements.len() + 1).sum()
 351         }
 352         // Estimate the size of other compiler-generated shims to be 1.
 353         _ => 1,
 354     }
 355 }
 356
 357 /// If `def_id` is an issue 33140 hack impl, returns its self type; otherwise, returns `None`.
 358 ///
 359 /// See [`ty::ImplOverlapKind::Issue33140`] for more details.
 360 fn issue33140_self_ty(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<Ty<'_>> {
 361     debug!("issue33140_self_ty({:?})", def_id);
 362
 363     let trait_ref = tcx
 364         .impl_trait_ref(def_id)
 365         .unwrap_or_else(|| bug!("issue33140_self_ty called on inherent impl {:?}", def_id));
 366
 367     debug!("issue33140_self_ty({:?}), trait-ref={:?}", def_id, trait_ref);
 368
 369     let is_marker_like = tcx.impl_polarity(def_id) == ty::ImplPolarity::Positive
 370         && tcx.associated_item_def_ids(trait_ref.def_id).is_empty();
 371
 372     // Check whether these impls would be ok for a marker trait.
 373     if !is_marker_like {
 374         debug!("issue33140_self_ty - not marker-like!");
 375         return None;
 376     }
 377
 378     // impl must be `impl Trait for dyn Marker1 + Marker2 + ...`
 379     if trait_ref.substs.len() != 1 {
 380         debug!("issue33140_self_ty - impl has substs!");
 381         return None;
 382     }
 383
 384     let predicates = tcx.predicates_of(def_id);
 385     if predicates.parent.is_some() || !predicates.predicates.is_empty() {
 386         debug!("issue33140_self_ty - impl has predicates {:?}!", predicates);
 387         return None;
 388     }
 389
 390     let self_ty = trait_ref.self_ty();
 391     let self_ty_matches = match self_ty.kind() {
 392         ty::Dynamic(ref data, re) if re.is_static() => data.principal().is_none(),
 393         _ => false,
 394     };
 395
 396     if self_ty_matches {
 397         debug!("issue33140_self_ty - MATCHES!");
 398         Some(self_ty)
 399     } else {
 400         debug!("issue33140_self_ty - non-matching self type");
 401         None
 402     }
 403 }
 404
 405 /// Check if a function is async.
 406 fn asyncness(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> hir::IsAsync {
 407     let node = tcx.hir().get_by_def_id(def_id.expect_local());
 408     if let Some(fn_kind) = node.fn_kind() { fn_kind.asyncness() } else { hir::IsAsync::NotAsync }
 409 }
 410
 411 /// Don't call this directly: use ``tcx.conservative_is_privately_uninhabited`` instead.
 412 #[instrument(level = "debug", skip(tcx))]
 413 pub fn conservative_is_privately_uninhabited_raw<'tcx>(
 414     tcx: TyCtxt<'tcx>,
 415     param_env_and: ty::ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>,
 416 ) -> bool {
 417     let (param_env, ty) = param_env_and.into_parts();
 418     match ty.kind() {
 419         ty::Never => {
 420             debug!("ty::Never =>");
 421             true
 422         }
 423         ty::Adt(def, _) if def.is_union() => {
 424             debug!("ty::Adt(def, _) if def.is_union() =>");
 425             // For now, `union`s are never considered uninhabited.
 426             false
 427         }
 428         ty::Adt(def, substs) => {
 429             debug!("ty::Adt(def, _) if def.is_not_union() =>");
 430             // Any ADT is uninhabited if either:
 431             // (a) It has no variants (i.e. an empty `enum`);
 432             // (b) Each of its variants (a single one in the case of a `struct`) has at least
 433             //     one uninhabited field.
 434             def.variants().iter().all(|var| {
 435                 var.fields.iter().any(|field| {
 436                     let ty = tcx.bound_type_of(field.did).subst(tcx, substs);
 437                     tcx.conservative_is_privately_uninhabited(param_env.and(ty))
 438                 })
 439             })
 440         }
 441         ty::Tuple(fields) => {
 442             debug!("ty::Tuple(..) =>");
 443             fields.iter().any(|ty| tcx.conservative_is_privately_uninhabited(param_env.and(ty)))
 444         }
 445         ty::Array(ty, len) => {
 446             debug!("ty::Array(ty, len) =>");
 447             match len.try_eval_usize(tcx, param_env) {
 448                 Some(0) | None => false,
 449                 // If the array is definitely non-empty, it's uninhabited if
 450                 // the type of its elements is uninhabited.
 451                 Some(1..) => tcx.conservative_is_privately_uninhabited(param_env.and(*ty)),
 452             }
 453         }
 454         ty::Ref(..) => {
 455             debug!("ty::Ref(..) =>");
 456             // References to uninitialised memory is valid for any type, including
 457             // uninhabited types, in unsafe code, so we treat all references as
 458             // inhabited.
 459             false
 460         }
 461         _ => {
 462             debug!("_ =>");
 463             false
 464         }
 465     }
 466 }
 467
 468 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
 469     *providers = ty::query::Providers {
 470         asyncness,
 471         adt_sized_constraint,
 472         param_env,
 473         param_env_reveal_all_normalized,
 474         instance_def_size_estimate,
 475         issue33140_self_ty,
 476         impl_defaultness,
 477         conservative_is_privately_uninhabited: conservative_is_privately_uninhabited_raw,
 478         ..*providers
 479     };
 480 }