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 syntax::feature_gate::UnstableFeatures;
  43 use rustc_front::visit::{self, FnKind, Visitor};
  44
  45 use std::collections::hash_map::Entry;
  46 use std::cmp::Ordering;
  47
  48 // Const qualification, from partial to completely promotable.
  49 bitflags! {
  50     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable)]
  51     flags ConstQualif: u8 {
  52         // Inner mutability (can not be placed behind a reference) or behind
  53         // &mut in a non-global expression. Can be copied from static memory.
  54         const MUTABLE_MEM        = 1 << 0,
  55         // Constant value with a type that implements Drop. Can be copied
  56         // from static memory, similar to MUTABLE_MEM.
  57         const NEEDS_DROP         = 1 << 1,
  58         // Even if the value can be placed in static memory, copying it from
  59         // there is more expensive than in-place instantiation, and/or it may
  60         // be too large. This applies to [T; N] and everything containing it.
  61         // N.B.: references need to clear this flag to not end up on the stack.
  62         const PREFER_IN_PLACE    = 1 << 2,
  63         // May use more than 0 bytes of memory, doesn't impact the constness
  64         // directly, but is not allowed to be borrowed mutably in a constant.
  65         const NON_ZERO_SIZED     = 1 << 3,
  66         // Actually borrowed, has to always be in static memory. Does not
  67         // propagate, and requires the expression to behave like a 'static
  68         // lvalue. The set of expressions with this flag is the minimum
  69         // that have to be promoted.
  70         const HAS_STATIC_BORROWS = 1 << 4,
  71         // Invalid const for miscellaneous reasons (e.g. not implemented).
  72         const NOT_CONST          = 1 << 5,
  73
  74         // Borrowing the expression won't produce &'static T if any of these
  75         // bits are set, though the value could be copied from static memory
  76         // if `NOT_CONST` isn't set.
  77         const NON_STATIC_BORROWS = ConstQualif::MUTABLE_MEM.bits |
  78                                    ConstQualif::NEEDS_DROP.bits |
  79                                    ConstQualif::NOT_CONST.bits
  80     }
  81 }
  82
  83 #[derive(Copy, Clone, Eq, PartialEq)]
  84 enum Mode {
  85     Const,
  86     ConstFn,
  87     Static,
  88     StaticMut,
  89
  90     // An expression that occurs outside of any constant context
  91     // (i.e. `const`, `static`, array lengths, etc.). The value
  92     // can be variable at runtime, but will be promotable to
  93     // static memory if we can prove it is actually constant.
  94     Var,
  95 }
  96
  97 struct CheckCrateVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
  98     tcx: &'a ty::ctxt<'tcx>,
  99     mode: Mode,
 100     qualif: ConstQualif,
 101     rvalue_borrows: NodeMap<hir::Mutability>
 102 }
 103
 104 impl<'a, 'tcx> CheckCrateVisitor<'a, 'tcx> {
 105     fn with_mode<F, R>(&mut self, mode: Mode, f: F) -> R where
 106         F: FnOnce(&mut CheckCrateVisitor<'a, 'tcx>) -> R,
 107     {
 108         let (old_mode, old_qualif) = (self.mode, self.qualif);
 109         self.mode = mode;
 110         self.qualif = ConstQualif::empty();
 111         let r = f(self);
 112         self.mode = old_mode;
 113         self.qualif = old_qualif;
 114         r
 115     }
 116
 117     fn with_euv<'b, F, R>(&'b mut self, item_id: Option<ast::NodeId>, f: F) -> R where
 118         F: for<'t> FnOnce(&mut euv::ExprUseVisitor<'b, 't, 'b, 'tcx>) -> R,
 119     {
 120         let param_env = match item_id {
 121             Some(item_id) => ty::ParameterEnvironment::for_item(self.tcx, item_id),
 122             None => self.tcx.empty_parameter_environment()
 123         };
 124
 125         let infcx = infer::new_infer_ctxt(self.tcx, &self.tcx.tables, Some(param_env), false);
 126
 127         f(&mut euv::ExprUseVisitor::new(self, &infcx))
 128     }
 129
 130     fn global_expr(&mut self, mode: Mode, expr: &hir::Expr) -> ConstQualif {
 131         assert!(mode != Mode::Var);
 132         match self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().entry(expr.id) {
 133             Entry::Occupied(entry) => return *entry.get(),
 134             Entry::Vacant(entry) => {
 135                 // Prevent infinite recursion on re-entry.
 136                 entry.insert(ConstQualif::empty());
 137             }
 138         }
 139         self.with_mode(mode, |this| {
 140             this.with_euv(None, |euv| euv.consume_expr(expr));
 141             this.visit_expr(expr);
 142             this.qualif
 143         })
 144     }
 145
 146     fn fn_like(&mut self,
 147                fk: FnKind,
 148                fd: &hir::FnDecl,
 149                b: &hir::Block,
 150                s: Span,
 151                fn_id: ast::NodeId)
 152                -> ConstQualif {
 153         match self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().entry(fn_id) {
 154             Entry::Occupied(entry) => return *entry.get(),
 155             Entry::Vacant(entry) => {
 156                 // Prevent infinite recursion on re-entry.
 157                 entry.insert(ConstQualif::empty());
 158             }
 159         }
 160
 161         let mode = match fk {
 162             FnKind::ItemFn(_, _, _, hir::Constness::Const, _, _) => {
 163                 Mode::ConstFn
 164             }
 165             FnKind::Method(_, m, _) => {
 166                 if m.constness == hir::Constness::Const {
 167                     Mode::ConstFn
 168                 } else {
 169                     Mode::Var
 170                 }
 171             }
 172             _ => Mode::Var
 173         };
 174
 175         // Ensure the arguments are simple, not mutable/by-ref or patterns.
 176         if mode == Mode::ConstFn {
 177             for arg in &fd.inputs {
 178                 match arg.pat.node {
 179                     hir::PatWild(_) => {}
 180                     hir::PatIdent(hir::BindByValue(hir::MutImmutable), _, None) => {}
 181                     _ => {
 182                         span_err!(self.tcx.sess, arg.pat.span, E0022,
 183                                   "arguments of constant functions can only \
 184                                    be immutable by-value bindings");
 185                     }
 186                 }
 187             }
 188         }
 189
 190         let qualif = self.with_mode(mode, |this| {
 191             this.with_euv(Some(fn_id), |euv| euv.walk_fn(fd, b));
 192             visit::walk_fn(this, fk, fd, b, s);
 193             this.qualif
 194         });
 195
 196         // Keep only bits that aren't affected by function body (NON_ZERO_SIZED),
 197         // and bits that don't change semantics, just optimizations (PREFER_IN_PLACE).
 198         let qualif = qualif & (ConstQualif::NON_ZERO_SIZED | ConstQualif::PREFER_IN_PLACE);
 199
 200         self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().insert(fn_id, qualif);
 201         qualif
 202     }
 203
 204     fn add_qualif(&mut self, qualif: ConstQualif) {
 205         self.qualif = self.qualif | qualif;
 206     }
 207
 208     /// Returns true if the call is to a const fn or method.
 209     fn handle_const_fn_call(&mut self,
 210                             expr: &hir::Expr,
 211                             def_id: DefId,
 212                             ret_ty: Ty<'tcx>)
 213                             -> bool {
 214         if let Some(fn_like) = const_eval::lookup_const_fn_by_id(self.tcx, def_id) {
 215             if
 216                 // we are in a static/const initializer
 217                 self.mode != Mode::Var &&
 218
 219                 // feature-gate is not enabled
 220                 !self.tcx.sess.features.borrow().const_fn &&
 221
 222                 // this doesn't come from a macro that has #[allow_internal_unstable]
 223                 !self.tcx.sess.codemap().span_allows_unstable(expr.span)
 224             {
 225                 self.tcx.sess.span_err(
 226                     expr.span,
 227                     &format!("const fns are an unstable feature"));
 228                 fileline_help!(
 229                     self.tcx.sess,
 230                     expr.span,
 231                     "in Nightly builds, add `#![feature(const_fn)]` to the crate \
 232                      attributes to enable");
 233             }
 234
 235             let qualif = self.fn_like(fn_like.kind(),
 236                                       fn_like.decl(),
 237                                       fn_like.body(),
 238                                       fn_like.span(),
 239                                       fn_like.id());
 240             self.add_qualif(qualif);
 241
 242             if ret_ty.type_contents(self.tcx).interior_unsafe() {
 243                 self.add_qualif(ConstQualif::MUTABLE_MEM);
 244             }
 245
 246             true
 247         } else {
 248             false
 249         }
 250     }
 251
 252     fn record_borrow(&mut self, id: ast::NodeId, mutbl: hir::Mutability) {
 253         match self.rvalue_borrows.entry(id) {
 254             Entry::Occupied(mut entry) => {
 255                 // Merge the two borrows, taking the most demanding
 256                 // one, mutability-wise.
 257                 if mutbl == hir::MutMutable {
 258                     entry.insert(mutbl);
 259                 }
 260             }
 261             Entry::Vacant(entry) => {
 262                 entry.insert(mutbl);
 263             }
 264         }
 265     }
 266
 267     fn msg(&self) -> &'static str {
 268         match self.mode {
 269             Mode::Const => "constant",
 270             Mode::ConstFn => "constant function",
 271             Mode::StaticMut | Mode::Static => "static",
 272             Mode::Var => unreachable!(),
 273         }
 274     }
 275
 276     fn check_static_mut_type(&self, e: &hir::Expr) {
 277         let node_ty = self.tcx.node_id_to_type(e.id);
 278         let tcontents = node_ty.type_contents(self.tcx);
 279
 280         let suffix = if tcontents.has_dtor() {
 281             "destructors"
 282         } else if tcontents.owns_owned() {
 283             "boxes"
 284         } else {
 285             return
 286         };
 287
 288         span_err!(self.tcx.sess, e.span, E0397,
 289                  "mutable statics are not allowed to have {}", suffix);
 290     }
 291
 292     fn check_static_type(&self, e: &hir::Expr) {
 293         let ty = self.tcx.node_id_to_type(e.id);
 294         let infcx = infer::new_infer_ctxt(self.tcx, &self.tcx.tables, None, false);
 295         let cause = traits::ObligationCause::new(e.span, e.id, traits::SharedStatic);
 296         let mut fulfill_cx = infcx.fulfillment_cx.borrow_mut();
 297         fulfill_cx.register_builtin_bound(&infcx, ty, ty::BoundSync, cause);
 298         match fulfill_cx.select_all_or_error(&infcx) {
 299             Ok(()) => { },
 300             Err(ref errors) => {
 301                 traits::report_fulfillment_errors(&infcx, errors);
 302             }
 303         }
 304     }
 305 }
 306
 307 impl<'a, 'tcx, 'v> Visitor<'v> for CheckCrateVisitor<'a, 'tcx> {
 308     fn visit_item(&mut self, i: &hir::Item) {
 309         debug!("visit_item(item={})", self.tcx.map.node_to_string(i.id));
 310         match i.node {
 311             hir::ItemStatic(_, hir::MutImmutable, ref expr) => {
 312                 self.check_static_type(&**expr);
 313                 self.global_expr(Mode::Static, &**expr);
 314             }
 315             hir::ItemStatic(_, hir::MutMutable, ref expr) => {
 316                 self.check_static_mut_type(&**expr);
 317                 self.global_expr(Mode::StaticMut, &**expr);
 318             }
 319             hir::ItemConst(_, ref expr) => {
 320                 self.global_expr(Mode::Const, &**expr);
 321             }
 322             hir::ItemEnum(ref enum_definition, _) => {
 323                 for var in &enum_definition.variants {
 324                     if let Some(ref ex) = var.node.disr_expr {
 325                         self.global_expr(Mode::Const, &**ex);
 326                     }
 327                 }
 328             }
 329             _ => {
 330                 self.with_mode(Mode::Var, |v| visit::walk_item(v, i));
 331             }
 332         }
 333     }
 334
 335     fn visit_trait_item(&mut self, t: &'v hir::TraitItem) {
 336         match t.node {
 337             hir::ConstTraitItem(_, ref default) => {
 338                 if let Some(ref expr) = *default {
 339                     self.global_expr(Mode::Const, &*expr);
 340                 } else {
 341                     visit::walk_trait_item(self, t);
 342                 }
 343             }
 344             _ => self.with_mode(Mode::Var, |v| visit::walk_trait_item(v, t)),
 345         }
 346     }
 347
 348     fn visit_impl_item(&mut self, i: &'v hir::ImplItem) {
 349         match i.node {
 350             hir::ConstImplItem(_, ref expr) => {
 351                 self.global_expr(Mode::Const, &*expr);
 352             }
 353             _ => self.with_mode(Mode::Var, |v| visit::walk_impl_item(v, i)),
 354         }
 355     }
 356
 357     fn visit_fn(&mut self,
 358                 fk: FnKind<'v>,
 359                 fd: &'v hir::FnDecl,
 360                 b: &'v hir::Block,
 361                 s: Span,
 362                 fn_id: ast::NodeId) {
 363         self.fn_like(fk, fd, b, s, fn_id);
 364     }
 365
 366     fn visit_pat(&mut self, p: &hir::Pat) {
 367         match p.node {
 368             hir::PatLit(ref lit) => {
 369                 self.global_expr(Mode::Const, &**lit);
 370             }
 371             hir::PatRange(ref start, ref end) => {
 372                 self.global_expr(Mode::Const, &**start);
 373                 self.global_expr(Mode::Const, &**end);
 374
 375                 match const_eval::compare_lit_exprs(self.tcx, start, end) {
 376                     Some(Ordering::Less) |
 377                     Some(Ordering::Equal) => {}
 378                     Some(Ordering::Greater) => {
 379                         span_err!(self.tcx.sess, start.span, E0030,
 380                             "lower range bound must be less than or equal to upper");
 381                     }
 382                     None => {
 383                         self.tcx.sess.delay_span_bug(start.span,
 384                                                      "non-constant path in constant expr");
 385                     }
 386                 }
 387             }
 388             _ => visit::walk_pat(self, p)
 389         }
 390     }
 391
 392     fn visit_block(&mut self, block: &hir::Block) {
 393         // Check all statements in the block
 394         for stmt in &block.stmts {
 395             let span = match stmt.node {
 396                 hir::StmtDecl(ref decl, _) => {
 397                     match decl.node {
 398                         hir::DeclLocal(_) => decl.span,
 399
 400                         // Item statements are allowed
 401                         hir::DeclItem(_) => continue
 402                     }
 403                 }
 404                 hir::StmtExpr(ref expr, _) => expr.span,
 405                 hir::StmtSemi(ref semi, _) => semi.span,
 406             };
 407             self.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 408             if self.mode != Mode::Var {
 409                 span_err!(self.tcx.sess, span, E0016,
 410                           "blocks in {}s are limited to items and \
 411                            tail expressions", self.msg());
 412             }
 413         }
 414         visit::walk_block(self, block);
 415     }
 416
 417     fn visit_expr(&mut self, ex: &hir::Expr) {
 418         let mut outer = self.qualif;
 419         self.qualif = ConstQualif::empty();
 420
 421         let node_ty = self.tcx.node_id_to_type(ex.id);
 422         check_expr(self, ex, node_ty);
 423         check_adjustments(self, ex);
 424
 425         // Special-case some expressions to avoid certain flags bubbling up.
 426         match ex.node {
 427             hir::ExprCall(ref callee, ref args) => {
 428                 for arg in args {
 429                     self.visit_expr(&**arg)
 430                 }
 431
 432                 let inner = self.qualif;
 433                 self.visit_expr(&**callee);
 434                 // The callee's size doesn't count in the call.
 435                 let added = self.qualif - inner;
 436                 self.qualif = inner | (added - ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 437             }
 438             hir::ExprRepeat(ref element, _) => {
 439                 self.visit_expr(&**element);
 440                 // The count is checked elsewhere (typeck).
 441                 let count = match node_ty.sty {
 442                     ty::TyArray(_, n) => n,
 443                     _ => unreachable!()
 444                 };
 445                 // [element; 0] is always zero-sized.
 446                 if count == 0 {
 447                     self.qualif.remove(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED | ConstQualif::PREFER_IN_PLACE);
 448                 }
 449             }
 450             hir::ExprMatch(ref discr, ref arms, _) => {
 451                 // Compute the most demanding borrow from all the arms'
 452                 // patterns and set that on the discriminator.
 453                 let mut borrow = None;
 454                 for pat in arms.iter().flat_map(|arm| &arm.pats) {
 455                     let pat_borrow = self.rvalue_borrows.remove(&pat.id);
 456                     match (borrow, pat_borrow) {
 457                         (None, _) | (_, Some(hir::MutMutable)) => {
 458                             borrow = pat_borrow;
 459                         }
 460                         _ => {}
 461                     }
 462                 }
 463                 if let Some(mutbl) = borrow {
 464                     self.record_borrow(discr.id, mutbl);
 465                 }
 466                 visit::walk_expr(self, ex);
 467             }
 468             // Division by zero and overflow checking.
 469             hir::ExprBinary(op, _, _) => {
 470                 visit::walk_expr(self, ex);
 471                 let div_or_rem = op.node == hir::BiDiv || op.node == hir::BiRem;
 472                 match node_ty.sty {
 473                     ty::TyUint(_) | ty::TyInt(_) if div_or_rem => {
 474                         if !self.qualif.intersects(ConstQualif::NOT_CONST) {
 475                             match const_eval::eval_const_expr_partial(
 476                                     self.tcx, ex, ExprTypeChecked) {
 477                                 Ok(_) => {}
 478                                 Err(msg) => {
 479                                     self.tcx.sess.add_lint(::lint::builtin::CONST_ERR, ex.id,
 480                                                            msg.span,
 481                                                            msg.description().into_owned())
 482                                 }
 483                             }
 484                         }
 485                     }
 486                     _ => {}
 487                 }
 488             }
 489             _ => visit::walk_expr(self, ex)
 490         }
 491
 492         // Handle borrows on (or inside the autorefs of) this expression.
 493         match self.rvalue_borrows.remove(&ex.id) {
 494             Some(hir::MutImmutable) => {
 495                 // Constants cannot be borrowed if they contain interior mutability as
 496                 // it means that our "silent insertion of statics" could change
 497                 // initializer values (very bad).
 498                 // If the type doesn't have interior mutability, then `ConstQualif::MUTABLE_MEM` has
 499                 // propagated from another error, so erroring again would be just noise.
 500                 let tc = node_ty.type_contents(self.tcx);
 501                 if self.qualif.intersects(ConstQualif::MUTABLE_MEM) && tc.interior_unsafe() {
 502                     outer = outer | ConstQualif::NOT_CONST;
 503                     if self.mode != Mode::Var {
 504                         span_err!(self.tcx.sess, ex.span, E0492,
 505                                   "cannot borrow a constant which contains \
 506                                    interior mutability, create a static instead");
 507                     }
 508                 }
 509                 // If the reference has to be 'static, avoid in-place initialization
 510                 // as that will end up pointing to the stack instead.
 511                 if !self.qualif.intersects(ConstQualif::NON_STATIC_BORROWS) {
 512                     self.qualif = self.qualif - ConstQualif::PREFER_IN_PLACE;
 513                     self.add_qualif(ConstQualif::HAS_STATIC_BORROWS);
 514                 }
 515             }
 516             Some(hir::MutMutable) => {
 517                 // `&mut expr` means expr could be mutated, unless it's zero-sized.
 518                 if self.qualif.intersects(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED) {
 519                     if self.mode == Mode::Var {
 520                         outer = outer | ConstQualif::NOT_CONST;
 521                         self.add_qualif(ConstQualif::MUTABLE_MEM);
 522                     } else {
 523                         span_err!(self.tcx.sess, ex.span, E0017,
 524                             "references in {}s may only refer \
 525                              to immutable values", self.msg())
 526                     }
 527                 }
 528                 if !self.qualif.intersects(ConstQualif::NON_STATIC_BORROWS) {
 529                     self.add_qualif(ConstQualif::HAS_STATIC_BORROWS);
 530                 }
 531             }
 532             None => {}
 533         }
 534         self.tcx.const_qualif_map.borrow_mut().insert(ex.id, self.qualif);
 535         // Don't propagate certain flags.
 536         self.qualif = outer | (self.qualif - ConstQualif::HAS_STATIC_BORROWS);
 537     }
 538 }
 539
 540 /// This function is used to enforce the constraints on
 541 /// const/static items. It walks through the *value*
 542 /// of the item walking down the expression and evaluating
 543 /// every nested expression. If the expression is not part
 544 /// of a const/static item, it is qualified for promotion
 545 /// instead of producing errors.
 546 fn check_expr<'a, 'tcx>(v: &mut CheckCrateVisitor<'a, 'tcx>,
 547                         e: &hir::Expr, node_ty: Ty<'tcx>) {
 548     match node_ty.sty {
 549         ty::TyStruct(def, _) |
 550         ty::TyEnum(def, _) if def.has_dtor() => {
 551             v.add_qualif(ConstQualif::NEEDS_DROP);
 552             if v.mode != Mode::Var {
 553                 span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0493,
 554                           "{}s are not allowed to have destructors",
 555                           v.msg());
 556             }
 557         }
 558         _ => {}
 559     }
 560
 561     let method_call = ty::MethodCall::expr(e.id);
 562     match e.node {
 563         hir::ExprUnary(..) |
 564         hir::ExprBinary(..) |
 565         hir::ExprIndex(..) if v.tcx.tables.borrow().method_map.contains_key(&method_call) => {
 566             v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 567             if v.mode != Mode::Var {
 568                 span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0011,
 569                             "user-defined operators are not allowed in {}s", v.msg());
 570             }
 571         }
 572         hir::ExprBox(_) => {
 573             v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 574             if v.mode != Mode::Var {
 575                 span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0010,
 576                           "allocations are not allowed in {}s", v.msg());
 577             }
 578         }
 579         hir::ExprUnary(op, ref inner) => {
 580             match v.tcx.node_id_to_type(inner.id).sty {
 581                 ty::TyRawPtr(_) => {
 582                     assert!(op == hir::UnDeref);
 583
 584                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 585                     if v.mode != Mode::Var {
 586                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0396,
 587                                   "raw pointers cannot be dereferenced in {}s", v.msg());
 588                     }
 589                 }
 590                 _ => {}
 591             }
 592         }
 593         hir::ExprBinary(op, ref lhs, _) => {
 594             match v.tcx.node_id_to_type(lhs.id).sty {
 595                 ty::TyRawPtr(_) => {
 596                     assert!(op.node == hir::BiEq || op.node == hir::BiNe ||
 597                             op.node == hir::BiLe || op.node == hir::BiLt ||
 598                             op.node == hir::BiGe || op.node == hir::BiGt);
 599
 600                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 601                     if v.mode != Mode::Var {
 602                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0395,
 603                                   "raw pointers cannot be compared in {}s", v.msg());
 604                     }
 605                 }
 606                 _ => {}
 607             }
 608         }
 609         hir::ExprCast(ref from, _) => {
 610             debug!("Checking const cast(id={})", from.id);
 611             match v.tcx.cast_kinds.borrow().get(&from.id) {
 612                 None => v.tcx.sess.span_bug(e.span, "no kind for cast"),
 613                 Some(&CastKind::PtrAddrCast) | Some(&CastKind::FnPtrAddrCast) => {
 614                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 615                     if v.mode != Mode::Var {
 616                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0018,
 617                                   "raw pointers cannot be cast to integers in {}s", v.msg());
 618                     }
 619                 }
 620                 _ => {}
 621             }
 622         }
 623         hir::ExprPath(..) => {
 624             let def = v.tcx.def_map.borrow().get(&e.id).map(|d| d.full_def());
 625             match def {
 626                 Some(def::DefVariant(_, _, _)) => {
 627                     // Count the discriminator or function pointer.
 628                     v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 629                 }
 630                 Some(def::DefStruct(_)) => {
 631                     if let ty::TyBareFn(..) = node_ty.sty {
 632                         // Count the function pointer.
 633                         v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 634                     }
 635                 }
 636                 Some(def::DefFn(..)) | Some(def::DefMethod(..)) => {
 637                     // Count the function pointer.
 638                     v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 639                 }
 640                 Some(def::DefStatic(..)) => {
 641                     match v.mode {
 642                         Mode::Static | Mode::StaticMut => {}
 643                         Mode::Const | Mode::ConstFn => {
 644                             span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0013,
 645                                 "{}s cannot refer to other statics, insert \
 646                                  an intermediate constant instead", v.msg());
 647                         }
 648                         Mode::Var => v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST)
 649                     }
 650                 }
 651                 Some(def::DefConst(did)) |
 652                 Some(def::DefAssociatedConst(did)) => {
 653                     if let Some(expr) = const_eval::lookup_const_by_id(v.tcx, did,
 654                                                                        Some(e.id)) {
 655                         let inner = v.global_expr(Mode::Const, expr);
 656                         v.add_qualif(inner);
 657                     } else {
 658                         v.tcx.sess.span_bug(e.span,
 659                                             "DefConst or DefAssociatedConst \
 660                                              doesn't point to a constant");
 661                     }
 662                 }
 663                 Some(def::DefLocal(..)) if v.mode == Mode::ConstFn => {
 664                     // Sadly, we can't determine whether the types are zero-sized.
 665                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST | ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 666                 }
 667                 def => {
 668                     v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 669                     if v.mode != Mode::Var {
 670                         debug!("(checking const) found bad def: {:?}", def);
 671                         span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0014,
 672                                   "paths in {}s may only refer to constants \
 673                                    or functions", v.msg());
 674                     }
 675                 }
 676             }
 677         }
 678         hir::ExprCall(ref callee, _) => {
 679             let mut callee = &**callee;
 680             loop {
 681                 callee = match callee.node {
 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                     fn span_limited_call_error(tcx: &ty::ctxt, span: Span, s: &str) {
 714                         span_err!(tcx.sess, span, E0015, "{}", s);
 715                     }
 716
 717                     // FIXME(#24111) Remove this check when const fn stabilizes
 718                     if let UnstableFeatures::Disallow = v.tcx.sess.opts.unstable_features {
 719                         span_limited_call_error(&v.tcx, e.span,
 720                                                 &format!("function calls in {}s are limited to \
 721                                                           struct and enum constructors",
 722                                                          v.msg()));
 723                         v.tcx.sess.span_note(e.span,
 724                                              "a limited form of compile-time function \
 725                                               evaluation is available on a nightly \
 726                                               compiler via `const fn`");
 727                     } else {
 728                         span_limited_call_error(&v.tcx, e.span,
 729                                                 &format!("function calls in {}s are limited \
 730                                                           to constant functions, \
 731                                                           struct and enum constructors",
 732                                                          v.msg()));
 733                     }
 734                 }
 735             }
 736         }
 737         hir::ExprMethodCall(..) => {
 738             let method = v.tcx.tables.borrow().method_map[&method_call];
 739             let is_const = match v.tcx.impl_or_trait_item(method.def_id).container() {
 740                 ty::ImplContainer(_) => v.handle_const_fn_call(e, method.def_id, node_ty),
 741                 ty::TraitContainer(_) => false
 742             };
 743             if !is_const {
 744                 v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 745                 if v.mode != Mode::Var {
 746                     span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0378,
 747                               "method calls in {}s are limited to \
 748                                constant inherent methods", v.msg());
 749                 }
 750             }
 751         }
 752         hir::ExprStruct(..) => {
 753             let did = v.tcx.def_map.borrow().get(&e.id).map(|def| def.def_id());
 754             if did == v.tcx.lang_items.unsafe_cell_type() {
 755                 v.add_qualif(ConstQualif::MUTABLE_MEM);
 756             }
 757         }
 758
 759         hir::ExprLit(_) |
 760         hir::ExprAddrOf(..) => {
 761             v.add_qualif(ConstQualif::NON_ZERO_SIZED);
 762         }
 763
 764         hir::ExprRepeat(..) => {
 765             v.add_qualif(ConstQualif::PREFER_IN_PLACE);
 766         }
 767
 768         hir::ExprClosure(..) => {
 769             // Paths in constant contexts cannot refer to local variables,
 770             // as there are none, and thus closures can't have upvars there.
 771             if v.tcx.with_freevars(e.id, |fv| !fv.is_empty()) {
 772                 assert!(v.mode == Mode::Var,
 773                         "global closures can't capture anything");
 774                 v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 775             }
 776         }
 777
 778         hir::ExprBlock(_) |
 779         hir::ExprIndex(..) |
 780         hir::ExprField(..) |
 781         hir::ExprTupField(..) |
 782         hir::ExprVec(_) |
 783         hir::ExprTup(..) => {}
 784
 785         // Conditional control flow (possible to implement).
 786         hir::ExprMatch(..) |
 787         hir::ExprIf(..) |
 788
 789         // Loops (not very meaningful in constants).
 790         hir::ExprWhile(..) |
 791         hir::ExprLoop(..) |
 792
 793         // More control flow (also not very meaningful).
 794         hir::ExprBreak(_) |
 795         hir::ExprAgain(_) |
 796         hir::ExprRet(_) |
 797
 798         // Miscellaneous expressions that could be implemented.
 799         hir::ExprRange(..) |
 800
 801         // Expressions with side-effects.
 802         hir::ExprAssign(..) |
 803         hir::ExprAssignOp(..) |
 804         hir::ExprInlineAsm(_) => {
 805             v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 806             if v.mode != Mode::Var {
 807                 span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0019,
 808                           "{} contains unimplemented expression type", v.msg());
 809             }
 810         }
 811     }
 812 }
 813
 814 /// Check the adjustments of an expression
 815 fn check_adjustments<'a, 'tcx>(v: &mut CheckCrateVisitor<'a, 'tcx>, e: &hir::Expr) {
 816     match v.tcx.tables.borrow().adjustments.get(&e.id) {
 817         None |
 818         Some(&ty::adjustment::AdjustReifyFnPointer) |
 819         Some(&ty::adjustment::AdjustUnsafeFnPointer) => {}
 820
 821         Some(&ty::adjustment::AdjustDerefRef(
 822             ty::adjustment::AutoDerefRef { autoderefs, .. }
 823         )) => {
 824             if (0..autoderefs as u32).any(|autoderef| {
 825                     v.tcx.is_overloaded_autoderef(e.id, autoderef)
 826             }) {
 827                 v.add_qualif(ConstQualif::NOT_CONST);
 828                 if v.mode != Mode::Var {
 829                     span_err!(v.tcx.sess, e.span, E0400,
 830                               "user-defined dereference operators are not allowed in {}s",
 831                               v.msg());
 832                 }
 833             }
 834         }
 835     }
 836 }
 837
 838 pub fn check_crate(tcx: &ty::ctxt) {
 839     visit::walk_crate(&mut CheckCrateVisitor {
 840         tcx: tcx,
 841         mode: Mode::Var,
 842         qualif: ConstQualif::NOT_CONST,
 843         rvalue_borrows: NodeMap()
 844     }, tcx.map.krate());
 845
 846     tcx.sess.abort_if_errors();
 847 }
 848
 849 impl<'a, 'tcx> euv::Delegate<'tcx> for CheckCrateVisitor<'a, 'tcx> {
 850     fn consume(&mut self,
 851                _consume_id: ast::NodeId,
 852                consume_span: Span,
 853                cmt: mc::cmt,
 854                _mode: euv::ConsumeMode) {
 855         let mut cur = &cmt;
 856         loop {
 857             match cur.cat {
 858                 mc::cat_static_item => {
 859                     if self.mode != Mode::Var {
 860                         // statics cannot be consumed by value at any time, that would imply
 861                         // that they're an initializer (what a const is for) or kept in sync
 862                         // over time (not feasible), so deny it outright.
 863                         span_err!(self.tcx.sess, consume_span, E0394,
 864                                   "cannot refer to other statics by value, use the \
 865                                    address-of operator or a constant instead");
 866                     }
 867                     break;
 868                 }
 869                 mc::cat_deref(ref cmt, _, _) |
 870                 mc::cat_downcast(ref cmt, _) |
 871                 mc::cat_interior(ref cmt, _) => cur = cmt,
 872
 873                 mc::cat_rvalue(..) |
 874                 mc::cat_upvar(..) |
 875                 mc::cat_local(..) => break
 876             }
 877         }
 878     }
 879     fn borrow(&mut self,
 880               borrow_id: ast::NodeId,
 881               borrow_span: Span,
 882               cmt: mc::cmt<'tcx>,
 883               _loan_region: ty::Region,
 884               bk: ty::BorrowKind,
 885               loan_cause: euv::LoanCause)
 886     {
 887         // Kind of hacky, but we allow Unsafe coercions in constants.
 888         // These occur when we convert a &T or *T to a *U, as well as
 889         // when making a thin pointer (e.g., `*T`) into a fat pointer
 890         // (e.g., `*Trait`).
 891         match loan_cause {
 892             euv::LoanCause::AutoUnsafe => {
 893                 return;
 894             }
 895             _ => { }
 896         }
 897
 898         let mut cur = &cmt;
 899         let mut is_interior = false;
 900         loop {
 901             match cur.cat {
 902                 mc::cat_rvalue(..) => {
 903                     if loan_cause == euv::MatchDiscriminant {
 904                         // Ignore the dummy immutable borrow created by EUV.
 905                         break;
 906                     }
 907                     let mutbl = bk.to_mutbl_lossy();
 908                     if mutbl == hir::MutMutable && self.mode == Mode::StaticMut {
 909                         // Mutable slices are the only `&mut` allowed in
 910                         // globals, but only in `static mut`, nowhere else.
 911                         // FIXME: This exception is really weird... there isn't
 912                         // any fundamental reason to restrict this based on
 913                         // type of the expression.  `&mut [1]` has exactly the
 914                         // same representation as &mut 1.
 915                         match cmt.ty.sty {
 916                             ty::TyArray(_, _) | ty::TySlice(_) => break,
 917                             _ => {}
 918                         }
 919                     }
 920                     self.record_borrow(borrow_id, mutbl);
 921                     break;
 922                 }
 923                 mc::cat_static_item => {
 924                     if is_interior && self.mode != Mode::Var {
 925                         // Borrowed statics can specifically *only* have their address taken,
 926                         // not any number of other borrows such as borrowing fields, reading
 927                         // elements of an array, etc.
 928                         span_err!(self.tcx.sess, borrow_span, E0494,
 929                                   "cannot refer to the interior of another \
 930                                    static, use a constant instead");
 931                     }
 932                     break;
 933                 }
 934                 mc::cat_deref(ref cmt, _, _) |
 935                 mc::cat_downcast(ref cmt, _) |
 936                 mc::cat_interior(ref cmt, _) => {
 937                     is_interior = true;
 938                     cur = cmt;
 939                 }
 940
 941                 mc::cat_upvar(..) |
 942                 mc::cat_local(..) => break
 943             }
 944         }
 945     }
 946
 947     fn decl_without_init(&mut self,
 948                          _id: ast::NodeId,
 949                          _span: Span) {}
 950     fn mutate(&mut self,
 951               _assignment_id: ast::NodeId,
 952               _assignment_span: Span,
 953               _assignee_cmt: mc::cmt,
 954               _mode: euv::MutateMode) {}
 955
 956     fn matched_pat(&mut self,
 957                    _: &hir::Pat,
 958                    _: mc::cmt,
 959                    _: euv::MatchMode) {}
 960
 961     fn consume_pat(&mut self,
 962                    _consume_pat: &hir::Pat,
 963                    _cmt: mc::cmt,
 964                    _mode: euv::ConsumeMode) {}
 965 }