src/librustc/mir/interpret/error.rs

   1 use super::{AllocId, CheckInAllocMsg, Pointer, RawConst, ScalarMaybeUndef};
   2
   3 use crate::hir::map::definitions::DefPathData;
   4 use crate::mir::interpret::ConstValue;
   5 use crate::ty::layout::{Align, LayoutError, Size};
   6 use crate::ty::query::TyCtxtAt;
   7 use crate::ty::tls;
   8 use crate::ty::{self, layout, Ty};
   9
  10 use backtrace::Backtrace;
  11 use rustc_data_structures::sync::Lock;
  12 use rustc_errors::{struct_span_err, DiagnosticBuilder};
  13 use rustc_hir as hir;
  14 use rustc_macros::HashStable;
  15 use rustc_session::CtfeBacktrace;
  16 use rustc_span::{def_id::DefId, Pos, Span};
  17 use std::{any::Any, fmt};
  18
  19 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, HashStable, RustcEncodable, RustcDecodable)]
  20 pub enum ErrorHandled {
  21     /// Already reported a lint or an error for this evaluation.
  22     Reported,
  23     /// Don't emit an error, the evaluation failed because the MIR was generic
  24     /// and the substs didn't fully monomorphize it.
  25     TooGeneric,
  26 }
  27
  28 impl ErrorHandled {
  29     pub fn assert_reported(self) {
  30         match self {
  31             ErrorHandled::Reported => {}
  32             ErrorHandled::TooGeneric => bug!(
  33                 "MIR interpretation failed without reporting an error \
  34                  even though it was fully monomorphized"
  35             ),
  36         }
  37     }
  38 }
  39
  40 CloneTypeFoldableImpls! {
  41     ErrorHandled,
  42 }
  43
  44 pub type ConstEvalRawResult<'tcx> = Result<RawConst<'tcx>, ErrorHandled>;
  45 pub type ConstEvalResult<'tcx> = Result<ConstValue<'tcx>, ErrorHandled>;
  46
  47 #[derive(Debug)]
  48 pub struct ConstEvalErr<'tcx> {
  49     pub span: Span,
  50     pub error: crate::mir::interpret::InterpError<'tcx>,
  51     pub stacktrace: Vec<FrameInfo<'tcx>>,
  52 }
  53
  54 #[derive(Debug)]
  55 pub struct FrameInfo<'tcx> {
  56     /// This span is in the caller.
  57     pub call_site: Span,
  58     pub instance: ty::Instance<'tcx>,
  59     pub lint_root: Option<hir::HirId>,
  60 }
  61
  62 impl<'tcx> fmt::Display for FrameInfo<'tcx> {
  63     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
  64         ty::tls::with(|tcx| {
  65             if tcx.def_key(self.instance.def_id()).disambiguated_data.data
  66                 == DefPathData::ClosureExpr
  67             {
  68                 write!(f, "inside call to closure")?;
  69             } else {
  70                 write!(f, "inside call to `{}`", self.instance)?;
  71             }
  72             if !self.call_site.is_dummy() {
  73                 let lo = tcx.sess.source_map().lookup_char_pos(self.call_site.lo());
  74                 write!(f, " at {}:{}:{}", lo.file.name, lo.line, lo.col.to_usize() + 1)?;
  75             }
  76             Ok(())
  77         })
  78     }
  79 }
  80
  81 impl<'tcx> ConstEvalErr<'tcx> {
  82     pub fn struct_error(
  83         &self,
  84         tcx: TyCtxtAt<'tcx>,
  85         message: &str,
  86         emit: impl FnOnce(DiagnosticBuilder<'_>),
  87     ) -> Result<(), ErrorHandled> {
  88         self.struct_generic(tcx, message, emit, None)
  89     }
  90
  91     pub fn report_as_error(&self, tcx: TyCtxtAt<'tcx>, message: &str) -> ErrorHandled {
  92         match self.struct_error(tcx, message, |mut e| e.emit()) {
  93             Ok(_) => ErrorHandled::Reported,
  94             Err(x) => x,
  95         }
  96     }
  97
  98     pub fn report_as_lint(
  99         &self,
 100         tcx: TyCtxtAt<'tcx>,
 101         message: &str,
 102         lint_root: hir::HirId,
 103         span: Option<Span>,
 104     ) -> ErrorHandled {
 105         match self.struct_generic(
 106             tcx,
 107             message,
 108             |mut lint: DiagnosticBuilder<'_>| {
 109                 // Apply the span.
 110                 if let Some(span) = span {
 111                     let primary_spans = lint.span.primary_spans().to_vec();
 112                     // point at the actual error as the primary span
 113                     lint.replace_span_with(span);
 114                     // point to the `const` statement as a secondary span
 115                     // they don't have any label
 116                     for sp in primary_spans {
 117                         if sp != span {
 118                             lint.span_label(sp, "");
 119                         }
 120                     }
 121                 }
 122                 lint.emit();
 123             },
 124             Some(lint_root),
 125         ) {
 126             Ok(_) => ErrorHandled::Reported,
 127             Err(err) => err,
 128         }
 129     }
 130
 131     /// Create a diagnostic for this const eval error.
 132     ///
 133     /// Sets the message passed in via `message` and adds span labels with detailed error
 134     /// information before handing control back to `emit` to do any final processing.
 135     /// It's the caller's responsibility to call emit(), stash(), etc. within the `emit`
 136     /// function to dispose of the diagnostic properly.
 137     ///
 138     /// If `lint_root.is_some()` report it as a lint, else report it as a hard error.
 139     /// (Except that for some errors, we ignore all that -- see `must_error` below.)
 140     fn struct_generic(
 141         &self,
 142         tcx: TyCtxtAt<'tcx>,
 143         message: &str,
 144         emit: impl FnOnce(DiagnosticBuilder<'_>),
 145         lint_root: Option<hir::HirId>,
 146     ) -> Result<(), ErrorHandled> {
 147         let must_error = match self.error {
 148             err_inval!(Layout(LayoutError::Unknown(_))) | err_inval!(TooGeneric) => {
 149                 return Err(ErrorHandled::TooGeneric);
 150             }
 151             err_inval!(TypeckError) => return Err(ErrorHandled::Reported),
 152             // We must *always* hard error on these, even if the caller wants just a lint.
 153             err_inval!(Layout(LayoutError::SizeOverflow(_))) => true,
 154             _ => false,
 155         };
 156         trace!("reporting const eval failure at {:?}", self.span);
 157
 158         let err_msg = match &self.error {
 159             InterpError::MachineStop(msg) => {
 160                 // A custom error (`ConstEvalErrKind` in `librustc_mir/interp/const_eval/error.rs`).
 161                 // Should be turned into a string by now.
 162                 msg.downcast_ref::<String>().expect("invalid MachineStop payload").clone()
 163             }
 164             err => err.to_string(),
 165         };
 166
 167         let finish = |mut err: DiagnosticBuilder<'_>, span_msg: Option<String>| {
 168             if let Some(span_msg) = span_msg {
 169                 err.span_label(self.span, span_msg);
 170             }
 171             // Add spans for the stacktrace.
 172             // Skip the last, which is just the environment of the constant.  The stacktrace
 173             // is sometimes empty because we create "fake" eval contexts in CTFE to do work
 174             // on constant values.
 175             if !self.stacktrace.is_empty() {
 176                 for frame_info in &self.stacktrace[..self.stacktrace.len() - 1] {
 177                     err.span_label(frame_info.call_site, frame_info.to_string());
 178                 }
 179             }
 180             // Let the caller finish the job.
 181             emit(err)
 182         };
 183
 184         if must_error {
 185             // The `message` makes little sense here, this is a more serious error than the
 186             // caller thinks anyway.
 187             // See <https://github.com/rust-lang/rust/pull/63152>.
 188             finish(struct_error(tcx, &err_msg), None);
 189         } else {
 190             // Regular case.
 191             if let Some(lint_root) = lint_root {
 192                 // Report as lint.
 193                 let hir_id = self
 194                     .stacktrace
 195                     .iter()
 196                     .rev()
 197                     .filter_map(|frame| frame.lint_root)
 198                     .next()
 199                     .unwrap_or(lint_root);
 200                 tcx.struct_span_lint_hir(
 201                     rustc_session::lint::builtin::CONST_ERR,
 202                     hir_id,
 203                     tcx.span,
 204                     |lint| finish(lint.build(message), Some(err_msg)),
 205                 );
 206             } else {
 207                 // Report as hard error.
 208                 finish(struct_error(tcx, message), Some(err_msg));
 209             }
 210         }
 211         Ok(())
 212     }
 213 }
 214
 215 pub fn struct_error<'tcx>(tcx: TyCtxtAt<'tcx>, msg: &str) -> DiagnosticBuilder<'tcx> {
 216     struct_span_err!(tcx.sess, tcx.span, E0080, "{}", msg)
 217 }
 218
 219 /// Packages the kind of error we got from the const code interpreter
 220 /// up with a Rust-level backtrace of where the error occurred.
 221 /// Thsese should always be constructed by calling `.into()` on
 222 /// a `InterpError`. In `librustc_mir::interpret`, we have `throw_err_*`
 223 /// macros for this.
 224 #[derive(Debug)]
 225 pub struct InterpErrorInfo<'tcx> {
 226     pub kind: InterpError<'tcx>,
 227     backtrace: Option<Box<Backtrace>>,
 228 }
 229
 230 impl fmt::Display for InterpErrorInfo<'_> {
 231     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 232         write!(f, "{}", self.kind)
 233     }
 234 }
 235
 236 impl InterpErrorInfo<'_> {
 237     pub fn print_backtrace(&mut self) {
 238         if let Some(ref mut backtrace) = self.backtrace {
 239             print_backtrace(&mut *backtrace);
 240         }
 241     }
 242 }
 243
 244 fn print_backtrace(backtrace: &mut Backtrace) {
 245     backtrace.resolve();
 246     eprintln!("\n\nAn error occurred in miri:\n{:?}", backtrace);
 247 }
 248
 249 impl From<ErrorHandled> for InterpErrorInfo<'_> {
 250     fn from(err: ErrorHandled) -> Self {
 251         match err {
 252             ErrorHandled::Reported => err_inval!(ReferencedConstant),
 253             ErrorHandled::TooGeneric => err_inval!(TooGeneric),
 254         }
 255         .into()
 256     }
 257 }
 258
 259 impl<'tcx> From<InterpError<'tcx>> for InterpErrorInfo<'tcx> {
 260     fn from(kind: InterpError<'tcx>) -> Self {
 261         let capture_backtrace = tls::with_context_opt(|ctxt| {
 262             if let Some(ctxt) = ctxt {
 263                 *Lock::borrow(&ctxt.tcx.sess.ctfe_backtrace)
 264             } else {
 265                 CtfeBacktrace::Disabled
 266             }
 267         });
 268
 269         let backtrace = match capture_backtrace {
 270             CtfeBacktrace::Disabled => None,
 271             CtfeBacktrace::Capture => Some(Box::new(Backtrace::new_unresolved())),
 272             CtfeBacktrace::Immediate => {
 273                 // Print it now.
 274                 let mut backtrace = Backtrace::new_unresolved();
 275                 print_backtrace(&mut backtrace);
 276                 None
 277             }
 278         };
 279
 280         InterpErrorInfo { kind, backtrace }
 281     }
 282 }
 283
 284 /// Error information for when the program we executed turned out not to actually be a valid
 285 /// program. This cannot happen in stand-alone Miri, but it can happen during CTFE/ConstProp
 286 /// where we work on generic code or execution does not have all information available.
 287 pub enum InvalidProgramInfo<'tcx> {
 288     /// Resolution can fail if we are in a too generic context.
 289     TooGeneric,
 290     /// Cannot compute this constant because it depends on another one
 291     /// which already produced an error.
 292     ReferencedConstant,
 293     /// Abort in case type errors are reached.
 294     TypeckError,
 295     /// An error occurred during layout computation.
 296     Layout(layout::LayoutError<'tcx>),
 297     /// An invalid transmute happened.
 298     TransmuteSizeDiff(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>),
 299 }
 300
 301 impl fmt::Debug for InvalidProgramInfo<'_> {
 302     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 303         use InvalidProgramInfo::*;
 304         match self {
 305             TooGeneric => write!(f, "encountered overly generic constant"),
 306             ReferencedConstant => write!(f, "referenced constant has errors"),
 307             TypeckError => write!(f, "encountered constants with type errors, stopping evaluation"),
 308             Layout(ref err) => write!(f, "{}", err),
 309             TransmuteSizeDiff(from_ty, to_ty) => write!(
 310                 f,
 311                 "tried to transmute from {:?} to {:?}, but their sizes differed",
 312                 from_ty, to_ty
 313             ),
 314         }
 315     }
 316 }
 317
 318 /// Error information for when the program caused Undefined Behavior.
 319 pub enum UndefinedBehaviorInfo {
 320     /// Free-form case. Only for errors that are never caught!
 321     Ub(String),
 322     /// Free-form case for experimental UB. Only for errors that are never caught!
 323     UbExperimental(String),
 324     /// Unreachable code was executed.
 325     Unreachable,
 326     /// An enum discriminant was set to a value which was outside the range of valid values.
 327     InvalidDiscriminant(ScalarMaybeUndef),
 328     /// A slice/array index projection went out-of-bounds.
 329     BoundsCheckFailed {
 330         len: u64,
 331         index: u64,
 332     },
 333     /// Something was divided by 0 (x / 0).
 334     DivisionByZero,
 335     /// Something was "remainded" by 0 (x % 0).
 336     RemainderByZero,
 337     /// Overflowing inbounds pointer arithmetic.
 338     PointerArithOverflow,
 339     /// Invalid metadata in a wide pointer (using `str` to avoid allocations).
 340     InvalidMeta(&'static str),
 341     /// Reading a C string that does not end within its allocation.
 342     UnterminatedCString(Pointer),
 343     /// Dereferencing a dangling pointer after it got freed.
 344     PointerUseAfterFree(AllocId),
 345     /// Used a pointer outside the bounds it is valid for.
 346     PointerOutOfBounds {
 347         ptr: Pointer,
 348         msg: CheckInAllocMsg,
 349         allocation_size: Size,
 350     },
 351     /// Used a pointer with bad alignment.
 352     AlignmentCheckFailed {
 353         required: Align,
 354         has: Align,
 355     },
 356     /// Using an integer as a pointer in the wrong way.
 357     InvalidIntPointerUsage(u64),
 358     /// Writing to read-only memory.
 359     WriteToReadOnly(AllocId),
 360     /// Using a pointer-not-to-a-function as function pointer.
 361     InvalidFunctionPointer(Pointer),
 362     // Trying to access the data behind a function pointer.
 363     DerefFunctionPointer(AllocId),
 364     /// The value validity check found a problem.
 365     /// Should only be thrown by `validity.rs` and always point out which part of the value
 366     /// is the problem.
 367     ValidationFailure(String),
 368     /// Using a non-boolean `u8` as bool.
 369     InvalidBool(u8),
 370     /// Using a non-character `u32` as character.
 371     InvalidChar(u32),
 372     /// Using uninitialized data where it is not allowed.
 373     InvalidUndefBytes(Option<Pointer>),
 374     /// Working with a local that is not currently live.
 375     DeadLocal,
 376     /// Trying to read from the return place of a function.
 377     ReadFromReturnPlace,
 378 }
 379
 380 impl fmt::Debug for UndefinedBehaviorInfo {
 381     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 382         use UndefinedBehaviorInfo::*;
 383         match self {
 384             Ub(msg) | UbExperimental(msg) => write!(f, "{}", msg),
 385             Unreachable => write!(f, "entering unreachable code"),
 386             InvalidDiscriminant(val) => write!(f, "encountering invalid enum discriminant {}", val),
 387             BoundsCheckFailed { ref len, ref index } => write!(
 388                 f,
 389                 "indexing out of bounds: the len is {:?} but the index is {:?}",
 390                 len, index
 391             ),
 392             DivisionByZero => write!(f, "dividing by zero"),
 393             RemainderByZero => write!(f, "calculating the remainder with a divisor of zero"),
 394             PointerArithOverflow => write!(f, "overflowing in-bounds pointer arithmetic"),
 395             InvalidMeta(msg) => write!(f, "invalid metadata in wide pointer: {}", msg),
 396             UnterminatedCString(p) => write!(
 397                 f,
 398                 "reading a null-terminated string starting at {:?} with no null found before end of allocation",
 399                 p,
 400             ),
 401             PointerUseAfterFree(a) => {
 402                 write!(f, "pointer to {:?} was dereferenced after this allocation got freed", a)
 403             }
 404             PointerOutOfBounds { ptr, msg, allocation_size } => write!(
 405                 f,
 406                 "{} failed: pointer must be in-bounds at offset {}, \
 407                            but is outside bounds of {} which has size {}",
 408                 msg,
 409                 ptr.offset.bytes(),
 410                 ptr.alloc_id,
 411                 allocation_size.bytes()
 412             ),
 413             InvalidIntPointerUsage(0) => write!(f, "invalid use of NULL pointer"),
 414             InvalidIntPointerUsage(i) => write!(f, "invalid use of {} as a pointer", i),
 415             AlignmentCheckFailed { required, has } => write!(
 416                 f,
 417                 "accessing memory with alignment {}, but alignment {} is required",
 418                 has.bytes(),
 419                 required.bytes()
 420             ),
 421             WriteToReadOnly(a) => write!(f, "writing to {:?} which is read-only", a),
 422             InvalidFunctionPointer(p) => {
 423                 write!(f, "using {:?} as function pointer but it does not point to a function", p)
 424             }
 425             DerefFunctionPointer(a) => write!(f, "accessing {:?} which contains a function", a),
 426             ValidationFailure(ref err) => write!(f, "type validation failed: {}", err),
 427             InvalidBool(b) => write!(f, "interpreting an invalid 8-bit value as a bool: {}", b),
 428             InvalidChar(c) => write!(f, "interpreting an invalid 32-bit value as a char: {}", c),
 429             InvalidUndefBytes(Some(p)) => write!(
 430                 f,
 431                 "reading uninitialized memory at {:?}, but this operation requires initialized memory",
 432                 p
 433             ),
 434             InvalidUndefBytes(None) => write!(
 435                 f,
 436                 "using uninitialized data, but this operation requires initialized memory"
 437             ),
 438             DeadLocal => write!(f, "accessing a dead local variable"),
 439             ReadFromReturnPlace => write!(f, "tried to read from the return place"),
 440         }
 441     }
 442 }
 443
 444 /// Error information for when the program did something that might (or might not) be correct
 445 /// to do according to the Rust spec, but due to limitations in the interpreter, the
 446 /// operation could not be carried out. These limitations can differ between CTFE and the
 447 /// Miri engine, e.g., CTFE does not support casting pointers to "real" integers.
 448 ///
 449 /// Currently, we also use this as fall-back error kind for errors that have not been
 450 /// categorized yet.
 451 pub enum UnsupportedOpInfo {
 452     /// Free-form case. Only for errors that are never caught!
 453     Unsupported(String),
 454     /// When const-prop encounters a situation it does not support, it raises this error.
 455     /// This must not allocate for performance reasons (hence `str`, not `String`).
 456     ConstPropUnsupported(&'static str),
 457     /// Accessing an unsupported foreign static.
 458     ReadForeignStatic(DefId),
 459     /// Could not find MIR for a function.
 460     NoMirFor(DefId),
 461     /// Modified a static during const-eval.
 462     /// FIXME: move this to `ConstEvalErrKind` through a machine hook.
 463     ModifiedStatic,
 464     /// Encountered a pointer where we needed raw bytes.
 465     ReadPointerAsBytes,
 466     /// Encountered raw bytes where we needed a pointer.
 467     ReadBytesAsPointer,
 468 }
 469
 470 impl fmt::Debug for UnsupportedOpInfo {
 471     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 472         use UnsupportedOpInfo::*;
 473         match self {
 474             Unsupported(ref msg) => write!(f, "{}", msg),
 475             ConstPropUnsupported(ref msg) => {
 476                 write!(f, "Constant propagation encountered an unsupported situation: {}", msg)
 477             }
 478             ReadForeignStatic(did) => {
 479                 write!(f, "tried to read from foreign (extern) static {:?}", did)
 480             }
 481             NoMirFor(did) => write!(f, "could not load MIR for {:?}", did),
 482             ModifiedStatic => write!(
 483                 f,
 484                 "tried to modify a static's initial value from another static's \
 485                     initializer"
 486             ),
 487
 488             ReadPointerAsBytes => write!(f, "unable to turn pointer into raw bytes",),
 489             ReadBytesAsPointer => write!(f, "unable to turn bytes into a pointer"),
 490         }
 491     }
 492 }
 493
 494 /// Error information for when the program exhausted the resources granted to it
 495 /// by the interpreter.
 496 pub enum ResourceExhaustionInfo {
 497     /// The stack grew too big.
 498     StackFrameLimitReached,
 499     /// The program ran into an infinite loop.
 500     InfiniteLoop,
 501 }
 502
 503 impl fmt::Debug for ResourceExhaustionInfo {
 504     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 505         use ResourceExhaustionInfo::*;
 506         match self {
 507             StackFrameLimitReached => {
 508                 write!(f, "reached the configured maximum number of stack frames")
 509             }
 510             InfiniteLoop => write!(
 511                 f,
 512                 "duplicate interpreter state observed here, const evaluation will never \
 513                     terminate"
 514             ),
 515         }
 516     }
 517 }
 518
 519 pub enum InterpError<'tcx> {
 520     /// The program caused undefined behavior.
 521     UndefinedBehavior(UndefinedBehaviorInfo),
 522     /// The program did something the interpreter does not support (some of these *might* be UB
 523     /// but the interpreter is not sure).
 524     Unsupported(UnsupportedOpInfo),
 525     /// The program was invalid (ill-typed, bad MIR, not sufficiently monomorphized, ...).
 526     InvalidProgram(InvalidProgramInfo<'tcx>),
 527     /// The program exhausted the interpreter's resources (stack/heap too big,
 528     /// execution takes too long, ...).
 529     ResourceExhaustion(ResourceExhaustionInfo),
 530     /// Stop execution for a machine-controlled reason. This is never raised by
 531     /// the core engine itself.
 532     MachineStop(Box<dyn Any + Send>),
 533 }
 534
 535 pub type InterpResult<'tcx, T = ()> = Result<T, InterpErrorInfo<'tcx>>;
 536
 537 impl fmt::Display for InterpError<'_> {
 538     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 539         // Forward `Display` to `Debug`.
 540         fmt::Debug::fmt(self, f)
 541     }
 542 }
 543
 544 impl fmt::Debug for InterpError<'_> {
 545     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 546         use InterpError::*;
 547         match *self {
 548             Unsupported(ref msg) => write!(f, "{:?}", msg),
 549             InvalidProgram(ref msg) => write!(f, "{:?}", msg),
 550             UndefinedBehavior(ref msg) => write!(f, "{:?}", msg),
 551             ResourceExhaustion(ref msg) => write!(f, "{:?}", msg),
 552             MachineStop(_) => bug!("unhandled MachineStop"),
 553         }
 554     }
 555 }
 556
 557 impl InterpError<'_> {
 558     /// Some errors allocate to be created as they contain free-form strings.
 559     /// And sometimes we want to be sure that did not happen as it is a
 560     /// waste of resources.
 561     pub fn allocates(&self) -> bool {
 562         match self {
 563             InterpError::MachineStop(_)
 564             | InterpError::Unsupported(UnsupportedOpInfo::Unsupported(_))
 565             | InterpError::UndefinedBehavior(UndefinedBehaviorInfo::ValidationFailure(_))
 566             | InterpError::UndefinedBehavior(UndefinedBehaviorInfo::Ub(_))
 567             | InterpError::UndefinedBehavior(UndefinedBehaviorInfo::UbExperimental(_)) => true,
 568             _ => false,
 569         }
 570     }
 571 }