src/librustc/middle/check_const.rs

   1 // Copyright 2012-2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
   2 // file at the top-level directory of this distribution and at
   3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
   4 //
   5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
   6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
   7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
   8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
   9 // except according to those terms.
  10
  11 // Verifies that the types and values of const and static items
  12 // are safe. The rules enforced by this module are:
  13 //
  14 // - For each *mutable* static item, it checks that its **type**:
  15 //     - doesn't have a destructor
  16 //     - doesn't own a box
  17 //
  18 // - For each *immutable* static item, it checks that its **value**:
  19 //       - doesn't own a box
  20 //       - doesn't contain a struct literal or a call to an enum variant / struct constructor where
  21 //           - the type of the struct/enum has a dtor
  22 //
  23 // Rules Enforced Elsewhere:
  24 // - It's not possible to take the address of a static item with unsafe interior. This is enforced
  25 // by borrowck::gather_loans
  26
  27 use middle::ty::cast::{CastKind};
  28 use middle::const_eval;
  29 use middle::const_eval::EvalHint::ExprTypeChecked;
  30 use middle::def;
  31 use middle::def_id::DefId;
  32 use middle::expr_use_visitor as euv;
  33 use middle::infer;
  34 use middle::mem_categorization as mc;
  35 use middle::traits;
  36 use middle::ty::{self, Ty};
  37 use util::nodemap::NodeMap;
  38
  39 use rustc_front::hir;
  40 use syntax::ast;
  41 use syntax::codemap::Span;
  42 use rustc_front::visit::{self, FnKind, Visitor};
  43
  44 use std::collections::hash_map::Entry;
  45 use std::cmp::Ordering;
  46
  47 // Const qualification, from partial to completely promotable.
  48 bitflags! {
  49     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable)]
  50     flags ConstQualif: u8 {
  51         // Inner mutability (can not be placed behind a reference) or behind
  52         // &mut in a non-global expression. Can be copied from static memory.
  53         const MUTABLE_MEM        = 1 << 0,
  54         // Constant value with a type that implements Drop. Can be copied
  55         // from static memory, similar to MUTABLE_MEM.
  56         const NEEDS_DROP         = 1 << 1,
  57         // Even if the value can be placed in static memory, copying it from
  58         // there is more expensive than in-place instantiation, and/or it may
  59         // be too large. This applies to [T; N] and everything containing it.
  60         // N.B.: references need to clear this flag to not end up on the stack.
  61         const PREFER_IN_PLACE    = 1 << 2,
  62         // May use more than 0 bytes of memory, doesn't impact the constness
  63         // directly, but is not allowed to be borrowed mutably in a constant.
  64         const NON_ZERO_SIZED     = 1 << 3,
  65         // Actually borrowed, has to always be in static memory. Does not
  66         // propagate, and requires the expression to behave like a 'static
  67         // lvalue. The set of expressions with this flag is the minimum
  68         // that have to be promoted.
  69         const HAS_STATIC_BORROWS = 1 << 4,
  70         // Invalid const for miscellaneous reasons (e.g. not implemented).
  71         const NOT_CONST          = 1 << 5,
  72
  73         // Borrowing the expression won't produce &'static T if any of these
  74         // bits are set, though the value could be copied from static memory
  75         // if `NOT_CONST` isn't set.
  76         const NON_STATIC_BORROWS = ConstQualif::MUTABLE_MEM.bits |
  77                                    ConstQualif::NEEDS_DROP.bits |
  78                                    ConstQualif::NOT_CONST.bits
  79     }
  80 }
  81
  82 #[derive(Copy, Clone, Eq, PartialEq)]
  83 enum Mode {
  84     Const,
  85     ConstFn,
  86     Static,
  87     StaticMut,
  88
  89     // An expression that occurs outside of any constant context
  90     // (i.e. `const`, `static`, array lengths, etc.). The value
  91     // can be variable at runtime, but will be promotable to
  92     // static memory if we can prove it is actually constant.
  93     Var,
  94 }
  95
  96 struct CheckCrateVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
  97     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
  98     mode: Mode,
  99     qualif: ConstQualif,
 100     rvalue_borrows: NodeMap<hir::Mutability>
 101 }
 102
 103 impl<'a, 'tcx> CheckCrateVisitor<'a, 'tcx> {
 104     fn with_mode<F, R>(&mut self, mode: Mode, f: F) -> R where
 105         F: FnOnce(&mut CheckCrateVisitor<'a, 'tcx>) -> R,
 106     {
 107         let (old_mode, old_qualif) = (self.mode, self.qualif);
 108         self.mode = mode;
 109         self.qualif = ConstQualif::empty();
 110         let r = f(self);
 111         self.mode = old_mode;
 112         self.qualif = old_qualif;
 113         r
 114     }
 115
 116     fn with_euv<'b, F, R>(&'b mut self, item_id: Option<ast::NodeId>, f: F) -> R where
 117         F: for<'t> FnOnce(&mut euv::ExprUseVisitor<'b, 't, 'b, 'tcx>) -> R,
 118     {
 119         let param_env = match item_id {
 120             Some(item_id) => ty::ParameterEnvironment::for_item(self.tcx, item_id),
 121             None => self.tcx.empty_parameter_environment()
 122         };
 123
 124         let infcx = infer::new_infer_ctxt(self.tcx, &self.tcx.tables, Some(param_env), false);
 125
 126         f(&mut euv::ExprUseVisitor::new(self, &infcx))
 127     }
 128
 129     fn global_expr(&mut self, mode: Mode, expr: &hir::Expr) -> ConstQualif {
 130         assert!(mode != Mode::Var);
 131         match self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().entry(expr.id) {
 132             Entry::Occupied(entry) => return *entry.get(),
 133             Entry::Vacant(entry) => {
 134                 // Prevent infinite recursion on re-entry.
 135                 entry.insert(ConstQualif::empty());
 136             }
 137         }
 138         self.with_mode(mode, |this| {
 139             this.with_euv(None, |euv| euv.consume_expr(expr));
 140             this.visit_expr(expr);
 141             this.qualif
 142         })
 143     }
 144
 145     fn fn_like(&mut self,
 146                fk: FnKind,
 147                fd: &hir::FnDecl,
 148                b: &hir::Block,
 149                s: Span,
 150                fn_id: ast::NodeId)
 151                -> ConstQualif {
 152         match self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().entry(fn_id) {
 153             Entry::Occupied(entry) => return *entry.get(),
 154             Entry::Vacant(entry) => {
 155                 // Prevent infinite recursion on re-entry.
 156                 entry.insert(ConstQualif::empty());
 157             }
 158         }
 159
 160         let mode = match fk {
 161             FnKind::ItemFn(_, _, _, hir::Constness::Const, _, _) => {
 162                 Mode::ConstFn
 163             }
 164             FnKind::Method(_, m, _) => {
 165                 if m.constness == hir::Constness::Const {
 166                     Mode::ConstFn
 167                 } else {
 168                     Mode::Var
 169                 }
 170             }
 171             _ => Mode::Var
 172         };
 173
 174         // Ensure the arguments are simple, not mutable/by-ref or patterns.
 175         if mode == Mode::ConstFn {
 176             for arg in &fd.inputs {
 177                 match arg.pat.node {
 178                     hir::PatIdent(hir::BindByValue(hir::MutImmutable), _, None) => {}
 179                     _ => {
 180                         span_err!(self.tcx.sess, arg.pat.span, E0022,
 181                                   "arguments of constant functions can only \
 182                                    be immutable by-value bindings");
 183                     }
 184                 }
 185             }
 186         }
 187
 188         let qualif = self.with_mode(mode, |this| {
 189             this.with_euv(Some(fn_id), |euv| euv.walk_fn(fd, b));
 190             visit::walk_fn(this, fk, fd, b, s);
 191             this.qualif
 192         });
 193
 194         // Keep only bits that aren't affected by function body (NON_ZERO_SIZED),
 195         // and bits that don't change semantics, just optimizations (PREFER_IN_PLACE).
 196         let qualif = qualif & (ConstQualif::NON_ZERO_SIZED | ConstQualif::PREFER_IN_PLACE);
 197
 198         self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().insert(fn_id, qualif);
 199         qualif
 200     }
 201
 202     fn add_qualif(&mut self, qualif: ConstQualif) {
 203         self.qualif = self.qualif | qualif;
 204     }
 205
 206     /// Returns true if the call is to a const fn or method.
 207     fn handle_const_fn_call(&mut self,
 208                             expr: &hir::Expr,
 209                             def_id: DefId,
 210                             ret_ty: Ty<'tcx>)
 211                             -> bool {
 212         if let Some(fn_like) = const_eval::lookup_const_fn_by_id(self.tcx, def_id) {
 213             if
 214                 // we are in a static/const initializer
 215                 self.mode != Mode::Var &&
 216
 217                 // feature-gate is not enabled
 218                 !self.tcx.sess.features.borrow().const_fn &&
 219
 220                 // this doesn't come from a macro that has #[allow_internal_unstable]
 221                 !self.tcx.sess.codemap().span_allows_unstable(expr.span)
 222             {
 223                 self.tcx.sess.span_err(
 224                     expr.span,
 225                     &format!("const fns are an unstable feature"));
 226                 fileline_help!(
 227                     self.tcx.sess,
 228                     expr.span,
 229                     "in Nightly builds, add `#![feature(const_fn)]` to the crate \
 230                      attributes to enable");
 231             }
 232
 233             let qualif = self.fn_like(fn_like.kind(),
 234                                       fn_like.decl(),
 235                                       fn_like.body(),
 236                                       fn_like.span(),
 237                                       fn_like.id());
 238             self.add_qualif(qualif);
 239
 240             if ret_ty.type_contents(self.tcx).interior_unsafe() {
 241                 self.add_qualif(ConstQualif::MUTABLE_MEM);
 242             }
 243
 244             true
 245         } else {
 246             false
 247         }
 248     }
 249
 250     fn record_borrow(&mut self, id: ast::NodeId, mutbl: hir::Mutability) {
 251         match self.rvalue_borrows.entry(id) {
 252             Entry::Occupied(mut entry) => {
 253                 // Merge the two borrows, taking the most demanding
 254                 // one, mutability-wise.
 255                 if mutbl == hir::MutMutable {
 256                     entry.insert(mutbl);
 257                 }
 258             }
 259             Entry::Vacant(entry) => {
 260                 entry.insert(mutbl);
 261             }
 262         }
 263     }
 264
 265     fn msg(&self) -> &'static str {
 266         match self.mode {
 267             Mode::Const => "constant",
 268             Mode::ConstFn => "constant function",
 269             Mode::StaticMut | Mode::Static => "static",
 270             Mode::Var => unreachable!(),
 271         }
 272     }
 273
 274     fn check_static_mut_type(&self, e: &hir::Expr) {
 275         let node_ty = self.tcx.node_id_to_type(e.id);
 276         let tcontents = node_ty.type_contents(self.tcx);
 277
 278         let suffix = if tcontents.has_dtor() {
 279             "destructors"
 280         } else if tcontents.owns_owned() {
 281             "boxes"
 282         } else {
 283             return
 284         };
 285
 286         span_err!(self.tcx.sess, e.span, E0397,
 287                  "mutable statics are not allowed to have {}", suffix);
 288     }
 289
 290     fn check_static_type(&self, e: &hir::Expr) {
 291         let ty = self.tcx.node_id_to_type(e.id);
 292         let infcx = infer::new_infer_ctxt(self.tcx, &self.tcx.tables, None, false);
 293         let cause = traits::ObligationCause::new(e.span, e.id, traits::SharedStatic);
 294         let mut fulfill_cx = infcx.fulfillment_cx.borrow_mut();
 295         fulfill_cx.register_builtin_bound(&infcx, ty, ty::BoundSync, cause);
 296         match fulfill_cx.select_all_or_error(&infcx) {
 297             Ok(()) => { },
 298             Err(ref errors) => {
 299                 traits::report_fulfillment_errors(&infcx, errors);
 300             }
 301         }
 302     }
 303 }
 304
 305 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for CheckCrateVisitor<'a, 'tcx> {
 306     fn visit_item(&mut self, i: &hir::Item) {
 307         debug!("visit_item(item={})", self.tcx.map.node_to_string(i.id));
 308         match i.node {
 309             hir::ItemStatic(_, hir::MutImmutable, ref expr) => {
 310                 self.check_static_type(&**expr);
 311                 self.global_expr(Mode::Static, &**expr);
 312             }
 313             hir::ItemStatic(_, hir::MutMutable, ref expr) => {
 314                 self.check_static_mut_type(&**expr);
 315                 self.global_expr(Mode::StaticMut, &**expr);
 316             }
 317             hir::ItemConst(_, ref expr) => {
 318                 self.global_expr(Mode::Const, &**expr);
 319             }
 320             hir::ItemEnum(ref enum_definition, _) => {
 321                 for var in &enum_definition.variants {
 322                     if let Some(ref ex) = var.node.disr_expr {
 323                         self.global_expr(Mode::Const, &**ex);
 324                     }
 325                 }
 326             }
 327             _ => {
 328                 self.with_mode(Mode::Var, |v| visit::walk_item(v, i));
 329             }
 330         }
 331     }
 332
 333     fn visit_trait_item(&mut self, t: &'v hir::TraitItem) {
 334         match t.node {
 335             hir::ConstTraitItem(_, ref default) => {
 336                 if let Some(ref expr) = *default {
 337                     self.global_expr(Mode::Const, &*expr);
 338                 } else {
 339                     visit::walk_trait_item(self, t);
 340                 }
 341             }
 342             _ => self.with_mode(Mode::Var, |v| visit::walk_trait_item(v, t)),
 343         }
 344     }
 345
 346     fn visit_impl_item(&mut self, i: &'v hir::ImplItem) {
 347         match i.node {
 348             hir::ConstImplItem(_, ref expr) => {
 349                 self.global_expr(Mode::Const, &*expr);
 350             }
 351             _ => self.with_mode(Mode::Var, |v| visit::walk_impl_item(v, i)),
 352         }
 353     }
 354
 355     fn visit_fn(&mut self,
 356                 fk: FnKind<'v>,
 357                 fd: &'v hir::FnDecl,
 358                 b: &'v hir::Block,
 359                 s: Span,
 360                 fn_id: ast::NodeId) {
 361         self.fn_like(fk, fd, b, s, fn_id);
 362     }
 363
 364     fn visit_pat(&mut self, p: &hir::Pat) {
 365         match p.node {
 366             hir::PatLit(ref lit) => {
 367                 self.global_expr(Mode::Const, &**lit);
 368             }
 369             hir::PatRange(ref start, ref end) => {
 370                 self.global_expr(Mode::Const, &**start);
 371                 self.global_expr(Mode::Const, &**end);
 372
 373                 match const_eval::compare_lit_exprs(self.tcx, start, end) {
 374                     Some(Ordering::Less) |
 375                     Some(Ordering::Equal) => {}
 376                     Some(Ordering::Greater) => {
 377                         span_err!(self.tcx.sess, start.span, E0030,
 378                             "lower range bound must be less than or equal to upper");
 379                     }
 380                     None => {
 381                         self.tcx.sess.delay_span_bug(start.span,
 382                                                      "non-constant path in constant expr");
 383                     }
 384                 }
 385             }
 386             _ => visit::walk_pat(self, p)
 387         }
 388     }
 389
 390     fn visit_block(&mut self, block: &hir::Block) {
 391         // Check all statements in the block
 392         for stmt in &block.stmts {
 393             let span = match stmt.node {
 394                 hir::StmtDecl(ref decl, _) => {
 395                     match decl.node {
 396                         hir::DeclLocal(_) => decl.span,
 397
 398                         // Item statements are allowed
 399                         hir::DeclItem(_) => continue
 400                     }
 401                 }
 402                 hir::StmtExpr(ref expr, _) => expr.span,
 403                 hir::StmtSemi(ref semi, _) => semi.span,
 404             };
 405             self.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 406             if self.mode != Mode::Var {
 407                 span_err!(self.tcx.sess, span, E0016,
 408                           "blocks in {}s are limited to items and \
 409                            tail expressions", self.msg());
 410             }
 411         }
 412         visit::walk_block(self, block);
 413     }
 414
 415     fn visit_expr(&mut self, ex: &hir::Expr) {
 416         let mut outer = self.qualif;
 417         self.qualif = ConstQualif::empty();
 418
 419         let node_ty = self.tcx.node_id_to_type(ex.id);
 420         check_expr(self, ex, node_ty);
 421         check_adjustments(self, ex);
 422
 423         // Special-case some expressions to avoid certain flags bubbling up.
 424         match ex.node {
 425             hir::ExprCall(ref callee, ref args) => {
 426                 for arg in args {
 427                     self.visit_expr(&**arg)
 428                 }
 429
 430                 let inner = self.qualif;
 431                 self.visit_expr(&**callee);
 432                 // The callee's size doesn't count in the call.
 433                 let added = self.qualif - inner;
 434                 self.qualif = inner | (added - ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 435             }
 436             hir::ExprRepeat(ref element, _) => {
 437                 self.visit_expr(&**element);
 438                 // The count is checked elsewhere (typeck).
 439                 let count = match node_ty.sty {
 440                     ty::TyArray(_, n) => n,
 441                     _ => unreachable!()
 442                 };
 443                 // [element; 0] is always zero-sized.
 444                 if count == 0 {
 445                     self.qualif.remove(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED | ConstQualif::PREFER_IN_PLACE);
 446                 }
 447             }
 448             hir::ExprMatch(ref discr, ref arms, _) => {
 449                 // Compute the most demanding borrow from all the arms'
 450                 // patterns and set that on the discriminator.
 451                 let mut borrow = None;
 452                 for pat in arms.iter().flat_map(|arm| &arm.pats) {
 453                     let pat_borrow = self.rvalue_borrows.remove(&pat.id);
 454                     match (borrow, pat_borrow) {
 455                         (None, _) | (_, Some(hir::MutMutable)) => {
 456                             borrow = pat_borrow;
 457                         }
 458                         _ => {}
 459                     }
 460                 }
 461                 if let Some(mutbl) = borrow {
 462                     self.record_borrow(discr.id, mutbl);
 463                 }
 464                 visit::walk_expr(self, ex);
 465             }
 466             // Division by zero and overflow checking.
 467             hir::ExprBinary(op, _, _) => {
 468                 visit::walk_expr(self, ex);
 469                 let div_or_rem = op.node == hir::BiDiv || op.node == hir::BiRem;
 470                 match node_ty.sty {
 471                     ty::TyUint(_) | ty::TyInt(_) if div_or_rem => {
 472                         if !self.qualif.intersects(ConstQualif::NOT_CONST) {
 473                             match const_eval::eval_const_expr_partial(
 474                                     self.tcx, ex, ExprTypeChecked) {
 475                                 Ok(_) => {}
 476                                 Err(msg) => {
 477                                     span_err!(self.tcx.sess, msg.span, E0020,
 478                                               "{} in a constant expression",
 479                                               msg.description())
 480                                 }
 481                             }
 482                         }
 483                     }
 484                     _ => {}
 485                 }
 486             }
 487             _ => visit::walk_expr(self, ex)
 488         }
 489
 490         // Handle borrows on (or inside the autorefs of) this expression.
 491         match self.rvalue_borrows.remove(&ex.id) {
 492             Some(hir::MutImmutable) => {
 493                 // Constants cannot be borrowed if they contain interior mutability as
 494                 // it means that our "silent insertion of statics" could change
 495                 // initializer values (very bad).
 496                 // If the type doesn't have interior mutability, then `ConstQualif::MUTABLE_MEM` has
 497                 // propagated from another error, so erroring again would be just noise.
 498                 let tc = node_ty.type_contents(self.tcx);
 499                 if self.qualif.intersects(ConstQualif::MUTABLE_MEM) && tc.interior_unsafe() {
 500                     outer = outer | ConstQualif::NOT_CONST;
 501                     if self.mode != Mode::Var {
 502                         self.tcx.sess.span_err(ex.span,
 503                             "cannot borrow a constant which contains \
 504                              interior mutability, create a static instead");
 505                     }
 506                 }
 507                 // If the reference has to be 'static, avoid in-place initialization
 508                 // as that will end up pointing to the stack instead.
 509                 if !self.qualif.intersects(ConstQualif::NON_STATIC_BORROWS) {
 510                     self.qualif = self.qualif - ConstQualif::PREFER_IN_PLACE;
 511                     self.add_qualif(ConstQualif::HAS_STATIC_BORROWS);
 512                 }
 513             }
 514             Some(hir::MutMutable) => {
 515                 // `&mut expr` means expr could be mutated, unless it's zero-sized.
 516                 if self.qualif.intersects(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED) {
 517                     if self.mode == Mode::Var {
 518                         outer = outer | ConstQualif::NOT_CONST;
 519                         self.add_qualif(ConstQualif::MUTABLE_MEM);
 520                     } else {
 521                         span_err!(self.tcx.sess, ex.span, E0017,
 522                             "references in {}s may only refer \
 523                              to immutable values", self.msg())
 524                     }
 525                 }
 526                 if !self.qualif.intersects(ConstQualif::NON_STATIC_BORROWS) {
 527                     self.add_qualif(ConstQualif::HAS_STATIC_BORROWS);
 528                 }
 529             }
 530             None => {}
 531         }
 532         self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().insert(ex.id, self.qualif);
 533         // Don't propagate certain flags.
 534         self.qualif = outer | (self.qualif - ConstQualif::HAS_STATIC_BORROWS);
 535     }
 536 }
 537
 538 /// This function is used to enforce the constraints on
 539 /// const/static items. It walks through the *value*
 540 /// of the item walking down the expression and evaluating
 541 /// every nested expression. If the expression is not part
 542 /// of a const/static item, it is qualified for promotion
 543 /// instead of producing errors.
 544 fn check_expr<'a, 'tcx>(v: &mut CheckCrateVisitor<'a, 'tcx>,
 545                         e: &hir::Expr, node_ty: Ty<'tcx>) {
 546     match node_ty.sty {
 547         ty::TyStruct(def, _) |
 548         ty::TyEnum(def, _) if def.has_dtor() => {
 549             v.add_qualif(ConstQualif::NEEDS_DROP);
 550             if v.mode != Mode::Var {
 551                 v.tcx.sess.span_err(e.span,
 552                                     &format!("{}s are not allowed to have destructors",
 553                                              v.msg()));
 554             }
 555         }
 556         _ => {}
 557     }
 558
 559     let method_call = ty::MethodCall::expr(e.id);
 560     match e.node {
 561         hir::ExprUnary(..) |
 562         hir::ExprBinary(..) |
 563         hir::ExprIndex(..) if v.tcx.tables.borrow().method_map.contains_key(&method_call) => {
 564             v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 565             if v.mode != Mode::Var {
 566                 span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0011,
 567                             "user-defined operators are not allowed in {}s", v.msg());
 568             }
 569         }
 570         hir::ExprBox(..) |
 571         hir::ExprUnary(hir::UnUniq, _) => {
 572             v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 573             if v.mode != Mode::Var {
 574                 span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0010,
 575                           "allocations are not allowed in {}s", v.msg());
 576             }
 577         }
 578         hir::ExprUnary(op, ref inner) => {
 579             match v.tcx.node_id_to_type(inner.id).sty {
 580                 ty::TyRawPtr(_) => {
 581                     assert!(op == hir::UnDeref);
 582
 583                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 584                     if v.mode != Mode::Var {
 585                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0396,
 586                                   "raw pointers cannot be dereferenced in {}s", v.msg());
 587                     }
 588                 }
 589                 _ => {}
 590             }
 591         }
 592         hir::ExprBinary(op, ref lhs, _) => {
 593             match v.tcx.node_id_to_type(lhs.id).sty {
 594                 ty::TyRawPtr(_) => {
 595                     assert!(op.node == hir::BiEq || op.node == hir::BiNe ||
 596                             op.node == hir::BiLe || op.node == hir::BiLt ||
 597                             op.node == hir::BiGe || op.node == hir::BiGt);
 598
 599                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 600                     if v.mode != Mode::Var {
 601                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0395,
 602                                   "raw pointers cannot be compared in {}s", v.msg());
 603                     }
 604                 }
 605                 _ => {}
 606             }
 607         }
 608         hir::ExprCast(ref from, _) => {
 609             debug!("Checking const cast(id={})", from.id);
 610             match v.tcx.cast_kinds.borrow().get(&from.id) {
 611                 None => v.tcx.sess.span_bug(e.span, "no kind for cast"),
 612                 Some(&CastKind::PtrAddrCast) | Some(&CastKind::FnPtrAddrCast) => {
 613                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 614                     if v.mode != Mode::Var {
 615                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0018,
 616                                   "raw pointers cannot be cast to integers in {}s", v.msg());
 617                     }
 618                 }
 619                 _ => {}
 620             }
 621         }
 622         hir::ExprPath(..) => {
 623             let def = v.tcx.def_map.borrow().get(&e.id).map(|d| d.full_def());
 624             match def {
 625                 Some(def::DefVariant(_, _, _)) => {
 626                     // Count the discriminator or function pointer.
 627                     v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 628                 }
 629                 Some(def::DefStruct(_)) => {
 630                     if let ty::TyBareFn(..) = node_ty.sty {
 631                         // Count the function pointer.
 632                         v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 633                     }
 634                 }
 635                 Some(def::DefFn(..)) | Some(def::DefMethod(..)) => {
 636                     // Count the function pointer.
 637                     v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 638                 }
 639                 Some(def::DefStatic(..)) => {
 640                     match v.mode {
 641                         Mode::Static | Mode::StaticMut => {}
 642                         Mode::Const | Mode::ConstFn => {
 643                             span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0013,
 644                                 "{}s cannot refer to other statics, insert \
 645                                  an intermediate constant instead", v.msg());
 646                         }
 647                         Mode::Var => v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST)
 648                     }
 649                 }
 650                 Some(def::DefConst(did)) |
 651                 Some(def::DefAssociatedConst(did)) => {
 652                     if let Some(expr) = const_eval::lookup_const_by_id(v.tcx, did,
 653                                                                        Some(e.id)) {
 654                         let inner = v.global_expr(Mode::Const, expr);
 655                         v.add_qualif(inner);
 656                     } else {
 657                         v.tcx.sess.span_bug(e.span,
 658                                             "DefConst or DefAssociatedConst \
 659                                              doesn't point to a constant");
 660                     }
 661                 }
 662                 Some(def::DefLocal(_)) if v.mode == Mode::ConstFn => {
 663                     // Sadly, we can't determine whether the types are zero-sized.
 664                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST | ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 665                 }
 666                 def => {
 667                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 668                     if v.mode != Mode::Var {
 669                         debug!("(checking const) found bad def: {:?}", def);
 670                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0014,
 671                                   "paths in {}s may only refer to constants \
 672                                    or functions", v.msg());
 673                     }
 674                 }
 675             }
 676         }
 677         hir::ExprCall(ref callee, _) => {
 678             let mut callee = &**callee;
 679             loop {
 680                 callee = match callee.node {
 681                     hir::ExprParen(ref inner) => &**inner,
 682                     hir::ExprBlock(ref block) => match block.expr {
 683                         Some(ref tail) => &**tail,
 684                         None => break
 685                     },
 686                     _ => break
 687                 };
 688             }
 689             let def = v.tcx.def_map.borrow().get(&callee.id).map(|d| d.full_def());
 690             let is_const = match def {
 691                 Some(def::DefStruct(..)) => true,
 692                 Some(def::DefVariant(..)) => {
 693                     // Count the discriminator.
 694                     v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 695                     true
 696                 }
 697                 Some(def::DefFn(did, _)) => {
 698                     v.handle_const_fn_call(e, did, node_ty)
 699                 }
 700                 Some(def::DefMethod(did)) => {
 701                     match v.tcx.impl_or_trait_item(did).container() {
 702                         ty::ImplContainer(_) => {
 703                             v.handle_const_fn_call(e, did, node_ty)
 704                         }
 705                         ty::TraitContainer(_) => false
 706                     }
 707                 }
 708                 _ => false
 709             };
 710             if !is_const {
 711                 v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 712                 if v.mode != Mode::Var {
 713                     span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0015,
 714                               "function calls in {}s are limited to \
 715                                constant functions, \
 716                                struct and enum constructors", v.msg());
 717                 }
 718             }
 719         }
 720         hir::ExprMethodCall(..) => {
 721             let method = v.tcx.tables.borrow().method_map[&method_call];
 722             let is_const = match v.tcx.impl_or_trait_item(method.def_id).container() {
 723                 ty::ImplContainer(_) => v.handle_const_fn_call(e, method.def_id, node_ty),
 724                 ty::TraitContainer(_) => false
 725             };
 726             if !is_const {
 727                 v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 728                 if v.mode != Mode::Var {
 729                     span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0378,
 730                               "method calls in {}s are limited to \
 731                                constant inherent methods", v.msg());
 732                 }
 733             }
 734         }
 735         hir::ExprStruct(..) => {
 736             let did = v.tcx.def_map.borrow().get(&e.id).map(|def| def.def_id());
 737             if did == v.tcx.lang_items.unsafe_cell_type() {
 738                 v.add_qualif(ConstQualif::MUTABLE_MEM);
 739             }
 740         }
 741
 742         hir::ExprLit(_) |
 743         hir::ExprAddrOf(..) => {
 744             v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 745         }
 746
 747         hir::ExprRepeat(..) => {
 748             v.add_qualif(ConstQualif::PREFER_IN_PLACE);
 749         }
 750
 751         hir::ExprClosure(..) => {
 752             // Paths in constant contexts cannot refer to local variables,
 753             // as there are none, and thus closures can't have upvars there.
 754             if v.tcx.with_freevars(e.id, |fv| !fv.is_empty()) {
 755                 assert!(v.mode == Mode::Var,
 756                         "global closures can't capture anything");
 757                 v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 758             }
 759         }
 760
 761         hir::ExprBlock(_) |
 762         hir::ExprIndex(..) |
 763         hir::ExprField(..) |
 764         hir::ExprTupField(..) |
 765         hir::ExprVec(_) |
 766         hir::ExprParen(..) |
 767         hir::ExprTup(..) => {}
 768
 769         // Conditional control flow (possible to implement).
 770         hir::ExprMatch(..) |
 771         hir::ExprIf(..) |
 772
 773         // Loops (not very meaningful in constants).
 774         hir::ExprWhile(..) |
 775         hir::ExprLoop(..) |
 776
 777         // More control flow (also not very meaningful).
 778         hir::ExprBreak(_) |
 779         hir::ExprAgain(_) |
 780         hir::ExprRet(_) |
 781
 782         // Miscellaneous expressions that could be implemented.
 783         hir::ExprRange(..) |
 784
 785         // Expressions with side-effects.
 786         hir::ExprAssign(..) |
 787         hir::ExprAssignOp(..) |
 788         hir::ExprInlineAsm(_) => {
 789             v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 790             if v.mode != Mode::Var {
 791                 span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0019,
 792                           "{} contains unimplemented expression type", v.msg());
 793             }
 794         }
 795     }
 796 }
 797
 798 /// Check the adjustments of an expression
 799 fn check_adjustments<'a, 'tcx>(v: &mut CheckCrateVisitor<'a, 'tcx>, e: &hir::Expr) {
 800     match v.tcx.tables.borrow().adjustments.get(&e.id) {
 801         None |
 802         Some(&ty::adjustment::AdjustReifyFnPointer) |
 803         Some(&ty::adjustment::AdjustUnsafeFnPointer) => {}
 804
 805         Some(&ty::adjustment::AdjustDerefRef(
 806             ty::adjustment::AutoDerefRef { autoderefs, .. }
 807         )) => {
 808             if (0..autoderefs as u32).any(|autoderef| {
 809                     v.tcx.is_overloaded_autoderef(e.id, autoderef)
 810             }) {
 811                 v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 812                 if v.mode != Mode::Var {
 813                     span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0400,
 814                               "user-defined dereference operators are not allowed in {}s",
 815                               v.msg());
 816                 }
 817             }
 818         }
 819     }
 820 }
 821
 822 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
 823     visit::walk_crate(&mut CheckCrateVisitor {
 824         tcx: tcx,
 825         mode: Mode::Var,
 826         qualif: ConstQualif::NOT_CONST,
 827         rvalue_borrows: NodeMap()
 828     }, tcx.map.krate());
 829
 830     tcx.sess.abort_if_errors();
 831 }
 832
 833 impl<'a, 'tcx> euv::Delegate<'tcx> for CheckCrateVisitor<'a, 'tcx> {
 834     fn consume(&mut self,
 835                _consume_id: ast::NodeId,
 836                consume_span: Span,
 837                cmt: mc::cmt,
 838                _mode: euv::ConsumeMode) {
 839         let mut cur = &cmt;
 840         loop {
 841             match cur.cat {
 842                 mc::cat_static_item => {
 843                     if self.mode != Mode::Var {
 844                         // statics cannot be consumed by value at any time, that would imply
 845                         // that they're an initializer (what a const is for) or kept in sync
 846                         // over time (not feasible), so deny it outright.
 847                         span_err!(self.tcx.sess, consume_span, E0394,
 848                                   "cannot refer to other statics by value, use the \
 849                                    address-of operator or a constant instead");
 850                     }
 851                     break;
 852                 }
 853                 mc::cat_deref(ref cmt, _, _) |
 854                 mc::cat_downcast(ref cmt, _) |
 855                 mc::cat_interior(ref cmt, _) => cur = cmt,
 856
 857                 mc::cat_rvalue(..) |
 858                 mc::cat_upvar(..) |
 859                 mc::cat_local(..) => break
 860             }
 861         }
 862     }
 863     fn borrow(&mut self,
 864               borrow_id: ast::NodeId,
 865               borrow_span: Span,
 866               cmt: mc::cmt<'tcx>,
 867               _loan_region: ty::Region,
 868               bk: ty::BorrowKind,
 869               loan_cause: euv::LoanCause)
 870     {
 871         // Kind of hacky, but we allow Unsafe coercions in constants.
 872         // These occur when we convert a &T or *T to a *U, as well as
 873         // when making a thin pointer (e.g., `*T`) into a fat pointer
 874         // (e.g., `*Trait`).
 875         match loan_cause {
 876             euv::LoanCause::AutoUnsafe => {
 877                 return;
 878             }
 879             _ => { }
 880         }
 881
 882         let mut cur = &cmt;
 883         let mut is_interior = false;
 884         loop {
 885             match cur.cat {
 886                 mc::cat_rvalue(..) => {
 887                     if loan_cause == euv::MatchDiscriminant {
 888                         // Ignore the dummy immutable borrow created by EUV.
 889                         break;
 890                     }
 891                     let mutbl = bk.to_mutbl_lossy();
 892                     if mutbl == hir::MutMutable && self.mode == Mode::StaticMut {
 893                         // Mutable slices are the only `&mut` allowed in
 894                         // globals, but only in `static mut`, nowhere else.
 895                         // FIXME: This exception is really weird... there isn't
 896                         // any fundamental reason to restrict this based on
 897                         // type of the expression.  `&mut [1]` has exactly the
 898                         // same representation as &mut 1.
 899                         match cmt.ty.sty {
 900                             ty::TyArray(_, _) | ty::TySlice(_) => break,
 901                             _ => {}
 902                         }
 903                     }
 904                     self.record_borrow(borrow_id, mutbl);
 905                     break;
 906                 }
 907                 mc::cat_static_item => {
 908                     if is_interior && self.mode != Mode::Var {
 909                         // Borrowed statics can specifically *only* have their address taken,
 910                         // not any number of other borrows such as borrowing fields, reading
 911                         // elements of an array, etc.
 912                         self.tcx.sess.span_err(borrow_span,
 913                             "cannot refer to the interior of another \
 914                              static, use a constant instead");
 915                     }
 916                     break;
 917                 }
 918                 mc::cat_deref(ref cmt, _, _) |
 919                 mc::cat_downcast(ref cmt, _) |
 920                 mc::cat_interior(ref cmt, _) => {
 921                     is_interior = true;
 922                     cur = cmt;
 923                 }
 924
 925                 mc::cat_upvar(..) |
 926                 mc::cat_local(..) => break
 927             }
 928         }
 929     }
 930
 931     fn decl_without_init(&mut self,
 932                          _id: ast::NodeId,
 933                          _span: Span) {}
 934     fn mutate(&mut self,
 935               _assignment_id: ast::NodeId,
 936               _assignment_span: Span,
 937               _assignee_cmt: mc::cmt,
 938               _mode: euv::MutateMode) {}
 939
 940     fn matched_pat(&mut self,
 941                    _: &hir::Pat,
 942                    _: mc::cmt,
 943                    _: euv::MatchMode) {}
 944
 945     fn consume_pat(&mut self,
 946                    _consume_pat: &hir::Pat,
 947                    _cmt: mc::cmt,
 948                    _mode: euv::ConsumeMode) {}
 949 }