src/librustc_const_eval/eval.rs

   1 // Copyright 2012-2016 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 use rustc::middle::const_val::ConstVal::*;
  12 use rustc::middle::const_val::ConstVal;
  13 use self::ErrKind::*;
  14
  15 use rustc::hir::map as hir_map;
  16 use rustc::hir::map::blocks::FnLikeNode;
  17 use rustc::traits;
  18 use rustc::hir::def::Def;
  19 use rustc::hir::def_id::DefId;
  20 use rustc::ty::{self, Ty, TyCtxt};
  21 use rustc::ty::util::IntTypeExt;
  22 use rustc::ty::subst::{Substs, Subst};
  23 use rustc::traits::Reveal;
  24 use rustc::util::common::ErrorReported;
  25 use rustc::util::nodemap::DefIdMap;
  26
  27 use graphviz::IntoCow;
  28 use syntax::ast;
  29 use rustc::hir::{self, Expr};
  30 use syntax_pos::{Span, DUMMY_SP};
  31
  32 use std::borrow::Cow;
  33 use std::cmp::Ordering;
  34
  35 use rustc_const_math::*;
  36 use rustc_errors::DiagnosticBuilder;
  37
  38 macro_rules! signal {
  39     ($e:expr, $exn:expr) => {
  40         return Err(ConstEvalErr { span: $e.span, kind: $exn })
  41     }
  42 }
  43
  44 macro_rules! math {
  45     ($e:expr, $op:expr) => {
  46         match $op {
  47             Ok(val) => val,
  48             Err(e) => signal!($e, ErrKind::from(e)),
  49         }
  50     }
  51 }
  52
  53 fn lookup_variant_by_id<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
  54                                   variant_def: DefId)
  55                                   -> Option<(&'tcx Expr, &'a ty::TypeckTables<'tcx>)> {
  56     if let Some(variant_node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(variant_def) {
  57         let enum_node_id = tcx.hir.get_parent(variant_node_id);
  58         if let Some(hir_map::NodeItem(it)) = tcx.hir.find(enum_node_id) {
  59             if let hir::ItemEnum(ref edef, _) = it.node {
  60                 for variant in &edef.variants {
  61                     if variant.node.data.id() == variant_node_id {
  62                         return variant.node.disr_expr.map(|e| {
  63                             let def_id = tcx.hir.body_owner_def_id(e);
  64                             (&tcx.hir.body(e).value,
  65                              tcx.item_tables(def_id))
  66                         });
  67                     }
  68                 }
  69             }
  70         }
  71     }
  72     None
  73 }
  74
  75 /// * `def_id` is the id of the constant.
  76 /// * `substs` is the monomorphized substitutions for the expression.
  77 ///
  78 /// `substs` is optional and is used for associated constants.
  79 /// This generally happens in late/trans const evaluation.
  80 pub fn lookup_const_by_id<'a, 'tcx: 'a>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
  81                                         def_id: DefId,
  82                                         substs: &'tcx Substs<'tcx>)
  83                                         -> Option<(&'tcx Expr,
  84                                                    &'a ty::TypeckTables<'tcx>)> {
  85     if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
  86         match tcx.hir.find(node_id) {
  87             None => None,
  88             Some(hir_map::NodeItem(&hir::Item {
  89                 node: hir::ItemConst(_, body), ..
  90             })) |
  91             Some(hir_map::NodeImplItem(&hir::ImplItem {
  92                 node: hir::ImplItemKind::Const(_, body), ..
  93             })) => {
  94                 Some((&tcx.hir.body(body).value,
  95                       tcx.item_tables(def_id)))
  96             }
  97             Some(hir_map::NodeTraitItem(ti)) => match ti.node {
  98                 hir::TraitItemKind::Const(_, default) => {
  99                     // If we have a trait item and the substitutions for it,
 100                     // `resolve_trait_associated_const` will select an impl
 101                     // or the default.
 102                     let trait_id = tcx.hir.get_parent(node_id);
 103                     let trait_id = tcx.hir.local_def_id(trait_id);
 104                     let default_value = default.map(|body| {
 105                         (&tcx.hir.body(body).value,
 106                             tcx.item_tables(def_id))
 107                     });
 108                     resolve_trait_associated_const(tcx, def_id, default_value, trait_id, substs)
 109                 }
 110                 _ => None
 111             },
 112             Some(_) => None
 113         }
 114     } else {
 115         let expr_and_tables = tcx.sess.cstore.maybe_get_item_body(tcx, def_id).map(|body| {
 116             (&body.value, tcx.item_tables(def_id))
 117         });
 118         match tcx.sess.cstore.describe_def(def_id) {
 119             Some(Def::AssociatedConst(_)) => {
 120                 let trait_id = tcx.sess.cstore.trait_of_item(def_id);
 121                 // As mentioned in the comments above for in-crate
 122                 // constants, we only try to find the expression for a
 123                 // trait-associated const if the caller gives us the
 124                 // substitutions for the reference to it.
 125                 if let Some(trait_id) = trait_id {
 126                     resolve_trait_associated_const(tcx, def_id, expr_and_tables,
 127                                                    trait_id, substs)
 128                 } else {
 129                     expr_and_tables
 130                 }
 131             },
 132             Some(Def::Const(..)) => expr_and_tables,
 133             _ => None
 134         }
 135     }
 136 }
 137
 138 fn lookup_const_fn_by_id<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, def_id: DefId)
 139                                    -> Option<(&'tcx hir::Body, &'a ty::TypeckTables<'tcx>)>
 140 {
 141     if let Some(node_id) = tcx.hir.as_local_node_id(def_id) {
 142         FnLikeNode::from_node(tcx.hir.get(node_id)).and_then(|fn_like| {
 143             if fn_like.constness() == hir::Constness::Const {
 144                 Some((tcx.hir.body(fn_like.body()),
 145                       tcx.item_tables(def_id)))
 146             } else {
 147                 None
 148             }
 149         })
 150     } else {
 151         if tcx.sess.cstore.is_const_fn(def_id) {
 152             tcx.sess.cstore.maybe_get_item_body(tcx, def_id).map(|body| {
 153                 (body, tcx.item_tables(def_id))
 154             })
 155         } else {
 156             None
 157         }
 158     }
 159 }
 160
 161 fn build_const_eval_err<'a, 'tcx>(
 162     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 163     err: &ConstEvalErr,
 164     primary_span: Span,
 165     primary_kind: &str)
 166     -> DiagnosticBuilder<'tcx>
 167 {
 168     let mut err = err;
 169     while let &ConstEvalErr { kind: ErroneousReferencedConstant(box ref i_err), .. } = err {
 170         err = i_err;
 171     }
 172
 173     let mut diag = struct_span_err!(tcx.sess, err.span, E0080, "constant evaluation error");
 174     note_const_eval_err(tcx, err, primary_span, primary_kind, &mut diag);
 175     diag
 176 }
 177
 178 pub fn report_const_eval_err<'a, 'tcx>(
 179     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 180     err: &ConstEvalErr,
 181     primary_span: Span,
 182     primary_kind: &str)
 183 {
 184     if let TypeckError = err.kind {
 185         return;
 186     }
 187     build_const_eval_err(tcx, err, primary_span, primary_kind).emit();
 188 }
 189
 190 pub fn fatal_const_eval_err<'a, 'tcx>(
 191     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 192     err: &ConstEvalErr,
 193     primary_span: Span,
 194     primary_kind: &str)
 195     -> !
 196 {
 197     report_const_eval_err(tcx, err, primary_span, primary_kind);
 198     tcx.sess.abort_if_errors();
 199     unreachable!()
 200 }
 201
 202 pub fn note_const_eval_err<'a, 'tcx>(
 203     _tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 204     err: &ConstEvalErr,
 205     primary_span: Span,
 206     primary_kind: &str,
 207     diag: &mut DiagnosticBuilder)
 208 {
 209     match err.description() {
 210         ConstEvalErrDescription::Simple(message) => {
 211             diag.span_label(err.span, &message);
 212         }
 213     }
 214
 215     if !primary_span.contains(err.span) {
 216         diag.span_note(primary_span,
 217                        &format!("for {} here", primary_kind));
 218     }
 219 }
 220
 221 pub struct ConstContext<'a, 'tcx: 'a> {
 222     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 223     tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>,
 224     substs: &'tcx Substs<'tcx>,
 225     fn_args: Option<DefIdMap<ConstVal<'tcx>>>
 226 }
 227
 228 impl<'a, 'tcx> ConstContext<'a, 'tcx> {
 229     pub fn new(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, body: hir::BodyId) -> Self {
 230         let def_id = tcx.hir.body_owner_def_id(body);
 231         ty::queries::mir_const_qualif::get(tcx, DUMMY_SP, def_id);
 232         ConstContext::with_tables(tcx, tcx.item_tables(def_id))
 233     }
 234
 235     pub fn with_tables(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>, tables: &'a ty::TypeckTables<'tcx>) -> Self {
 236         ConstContext {
 237             tcx: tcx,
 238             tables: tables,
 239             substs: tcx.intern_substs(&[]),
 240             fn_args: None
 241         }
 242     }
 243
 244     /// Evaluate a constant expression in a context where the expression isn't
 245     /// guaranteed to be evaluatable.
 246     pub fn eval(&self, e: &Expr) -> EvalResult<'tcx> {
 247         if self.tables.tainted_by_errors {
 248             signal!(e, TypeckError);
 249         }
 250         eval_const_expr_partial(self, e)
 251     }
 252 }
 253
 254 #[derive(Clone, Debug)]
 255 pub struct ConstEvalErr<'tcx> {
 256     pub span: Span,
 257     pub kind: ErrKind<'tcx>,
 258 }
 259
 260 #[derive(Clone, Debug)]
 261 pub enum ErrKind<'tcx> {
 262     CannotCast,
 263     MissingStructField,
 264     NegateOn(ConstVal<'tcx>),
 265     NotOn(ConstVal<'tcx>),
 266     CallOn(ConstVal<'tcx>),
 267
 268     NonConstPath,
 269     UnimplementedConstVal(&'static str),
 270     ExpectedConstTuple,
 271     ExpectedConstStruct,
 272     IndexedNonVec,
 273     IndexNotUsize,
 274     IndexOutOfBounds { len: u64, index: u64 },
 275
 276     MiscBinaryOp,
 277     MiscCatchAll,
 278
 279     IndexOpFeatureGated,
 280     Math(ConstMathErr),
 281
 282     ErroneousReferencedConstant(Box<ConstEvalErr<'tcx>>),
 283
 284     TypeckError
 285 }
 286
 287 impl<'tcx> From<ConstMathErr> for ErrKind<'tcx> {
 288     fn from(err: ConstMathErr) -> ErrKind<'tcx> {
 289         match err {
 290             ConstMathErr::UnsignedNegation => TypeckError,
 291             _ => Math(err)
 292         }
 293     }
 294 }
 295
 296 #[derive(Clone, Debug)]
 297 pub enum ConstEvalErrDescription<'a> {
 298     Simple(Cow<'a, str>),
 299 }
 300
 301 impl<'a> ConstEvalErrDescription<'a> {
 302     /// Return a one-line description of the error, for lints and such
 303     pub fn into_oneline(self) -> Cow<'a, str> {
 304         match self {
 305             ConstEvalErrDescription::Simple(simple) => simple,
 306         }
 307     }
 308 }
 309
 310 impl<'tcx> ConstEvalErr<'tcx> {
 311     pub fn description(&self) -> ConstEvalErrDescription {
 312         use self::ErrKind::*;
 313         use self::ConstEvalErrDescription::*;
 314
 315         macro_rules! simple {
 316             ($msg:expr) => ({ Simple($msg.into_cow()) });
 317             ($fmt:expr, $($arg:tt)+) => ({
 318                 Simple(format!($fmt, $($arg)+).into_cow())
 319             })
 320         }
 321
 322         match self.kind {
 323             CannotCast => simple!("can't cast this type"),
 324             NegateOn(ref const_val) => simple!("negate on {}", const_val.description()),
 325             NotOn(ref const_val) => simple!("not on {}", const_val.description()),
 326             CallOn(ref const_val) => simple!("call on {}", const_val.description()),
 327
 328             MissingStructField  => simple!("nonexistent struct field"),
 329             NonConstPath        => simple!("non-constant path in constant expression"),
 330             UnimplementedConstVal(what) =>
 331                 simple!("unimplemented constant expression: {}", what),
 332             ExpectedConstTuple => simple!("expected constant tuple"),
 333             ExpectedConstStruct => simple!("expected constant struct"),
 334             IndexedNonVec => simple!("indexing is only supported for arrays"),
 335             IndexNotUsize => simple!("indices must be of type `usize`"),
 336             IndexOutOfBounds { len, index } => {
 337                 simple!("index out of bounds: the len is {} but the index is {}",
 338                         len, index)
 339             }
 340
 341             MiscBinaryOp => simple!("bad operands for binary"),
 342             MiscCatchAll => simple!("unsupported constant expr"),
 343             IndexOpFeatureGated => simple!("the index operation on const values is unstable"),
 344             Math(ref err) => Simple(err.description().into_cow()),
 345
 346             ErroneousReferencedConstant(_) => simple!("could not evaluate referenced constant"),
 347
 348             TypeckError => simple!("type-checking failed"),
 349         }
 350     }
 351 }
 352
 353 pub type EvalResult<'tcx> = Result<ConstVal<'tcx>, ConstEvalErr<'tcx>>;
 354 pub type CastResult<'tcx> = Result<ConstVal<'tcx>, ErrKind<'tcx>>;
 355
 356 fn eval_const_expr_partial<'a, 'tcx>(cx: &ConstContext<'a, 'tcx>,
 357                                      e: &Expr) -> EvalResult<'tcx> {
 358     let tcx = cx.tcx;
 359     let ety = cx.tables.expr_ty(e);
 360
 361     // Avoid applying substitutions if they're empty, that'd ICE.
 362     let ety = if cx.substs.is_empty() {
 363         ety
 364     } else {
 365         ety.subst(tcx, cx.substs)
 366     };
 367
 368     let result = match e.node {
 369       hir::ExprUnary(hir::UnNeg, ref inner) => {
 370         // unary neg literals already got their sign during creation
 371         if let hir::ExprLit(ref lit) = inner.node {
 372             use syntax::ast::*;
 373             use syntax::ast::LitIntType::*;
 374             const I8_OVERFLOW: u128 = i8::min_value() as u8 as u128;
 375             const I16_OVERFLOW: u128 = i16::min_value() as u16 as u128;
 376             const I32_OVERFLOW: u128 = i32::min_value() as u32 as u128;
 377             const I64_OVERFLOW: u128 = i64::min_value() as u64 as u128;
 378             const I128_OVERFLOW: u128 = i128::min_value() as u128;
 379             match (&lit.node, &ety.sty) {
 380                 (&LitKind::Int(I8_OVERFLOW, _), &ty::TyInt(IntTy::I8)) |
 381                 (&LitKind::Int(I8_OVERFLOW, Signed(IntTy::I8)), _) => {
 382                     return Ok(Integral(I8(i8::min_value())))
 383                 },
 384                 (&LitKind::Int(I16_OVERFLOW, _), &ty::TyInt(IntTy::I16)) |
 385                 (&LitKind::Int(I16_OVERFLOW, Signed(IntTy::I16)), _) => {
 386                     return Ok(Integral(I16(i16::min_value())))
 387                 },
 388                 (&LitKind::Int(I32_OVERFLOW, _), &ty::TyInt(IntTy::I32)) |
 389                 (&LitKind::Int(I32_OVERFLOW, Signed(IntTy::I32)), _) => {
 390                     return Ok(Integral(I32(i32::min_value())))
 391                 },
 392                 (&LitKind::Int(I64_OVERFLOW, _), &ty::TyInt(IntTy::I64)) |
 393                 (&LitKind::Int(I64_OVERFLOW, Signed(IntTy::I64)), _) => {
 394                     return Ok(Integral(I64(i64::min_value())))
 395                 },
 396                 (&LitKind::Int(I128_OVERFLOW, _), &ty::TyInt(IntTy::I128)) |
 397                 (&LitKind::Int(I128_OVERFLOW, Signed(IntTy::I128)), _) => {
 398                     return Ok(Integral(I128(i128::min_value())))
 399                 },
 400                 (&LitKind::Int(n, _), &ty::TyInt(IntTy::Is)) |
 401                 (&LitKind::Int(n, Signed(IntTy::Is)), _) => {
 402                     match tcx.sess.target.int_type {
 403                         IntTy::I16 => if n == I16_OVERFLOW {
 404                             return Ok(Integral(Isize(Is16(i16::min_value()))));
 405                         },
 406                         IntTy::I32 => if n == I32_OVERFLOW {
 407                             return Ok(Integral(Isize(Is32(i32::min_value()))));
 408                         },
 409                         IntTy::I64 => if n == I64_OVERFLOW {
 410                             return Ok(Integral(Isize(Is64(i64::min_value()))));
 411                         },
 412                         _ => span_bug!(e.span, "typeck error")
 413                     }
 414                 },
 415                 _ => {},
 416             }
 417         }
 418         match cx.eval(inner)? {
 419           Float(f) => Float(-f),
 420           Integral(i) => Integral(math!(e, -i)),
 421           const_val => signal!(e, NegateOn(const_val)),
 422         }
 423       }
 424       hir::ExprUnary(hir::UnNot, ref inner) => {
 425         match cx.eval(inner)? {
 426           Integral(i) => Integral(math!(e, !i)),
 427           Bool(b) => Bool(!b),
 428           const_val => signal!(e, NotOn(const_val)),
 429         }
 430       }
 431       hir::ExprUnary(hir::UnDeref, _) => signal!(e, UnimplementedConstVal("deref operation")),
 432       hir::ExprBinary(op, ref a, ref b) => {
 433         // technically, if we don't have type hints, but integral eval
 434         // gives us a type through a type-suffix, cast or const def type
 435         // we need to re-eval the other value of the BinOp if it was
 436         // not inferred
 437         match (cx.eval(a)?, cx.eval(b)?) {
 438           (Float(a), Float(b)) => {
 439             use std::cmp::Ordering::*;
 440             match op.node {
 441               hir::BiAdd => Float(math!(e, a + b)),
 442               hir::BiSub => Float(math!(e, a - b)),
 443               hir::BiMul => Float(math!(e, a * b)),
 444               hir::BiDiv => Float(math!(e, a / b)),
 445               hir::BiRem => Float(math!(e, a % b)),
 446               hir::BiEq => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) == Equal),
 447               hir::BiLt => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) == Less),
 448               hir::BiLe => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) != Greater),
 449               hir::BiNe => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) != Equal),
 450               hir::BiGe => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) != Less),
 451               hir::BiGt => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) == Greater),
 452               _ => span_bug!(e.span, "typeck error"),
 453             }
 454           }
 455           (Integral(a), Integral(b)) => {
 456             use std::cmp::Ordering::*;
 457             match op.node {
 458               hir::BiAdd => Integral(math!(e, a + b)),
 459               hir::BiSub => Integral(math!(e, a - b)),
 460               hir::BiMul => Integral(math!(e, a * b)),
 461               hir::BiDiv => Integral(math!(e, a / b)),
 462               hir::BiRem => Integral(math!(e, a % b)),
 463               hir::BiBitAnd => Integral(math!(e, a & b)),
 464               hir::BiBitOr => Integral(math!(e, a | b)),
 465               hir::BiBitXor => Integral(math!(e, a ^ b)),
 466               hir::BiShl => Integral(math!(e, a << b)),
 467               hir::BiShr => Integral(math!(e, a >> b)),
 468               hir::BiEq => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) == Equal),
 469               hir::BiLt => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) == Less),
 470               hir::BiLe => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) != Greater),
 471               hir::BiNe => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) != Equal),
 472               hir::BiGe => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) != Less),
 473               hir::BiGt => Bool(math!(e, a.try_cmp(b)) == Greater),
 474               _ => span_bug!(e.span, "typeck error"),
 475             }
 476           }
 477           (Bool(a), Bool(b)) => {
 478             Bool(match op.node {
 479               hir::BiAnd => a && b,
 480               hir::BiOr => a || b,
 481               hir::BiBitXor => a ^ b,
 482               hir::BiBitAnd => a & b,
 483               hir::BiBitOr => a | b,
 484               hir::BiEq => a == b,
 485               hir::BiNe => a != b,
 486               hir::BiLt => a < b,
 487               hir::BiLe => a <= b,
 488               hir::BiGe => a >= b,
 489               hir::BiGt => a > b,
 490               _ => span_bug!(e.span, "typeck error"),
 491              })
 492           }
 493
 494           _ => signal!(e, MiscBinaryOp),
 495         }
 496       }
 497       hir::ExprCast(ref base, _) => {
 498         match cast_const(tcx, cx.eval(base)?, ety) {
 499             Ok(val) => val,
 500             Err(kind) => return Err(ConstEvalErr { span: e.span, kind: kind }),
 501         }
 502       }
 503       hir::ExprPath(ref qpath) => {
 504         let substs = cx.tables.node_id_item_substs(e.id)
 505             .unwrap_or_else(|| tcx.intern_substs(&[]));
 506
 507         // Avoid applying substitutions if they're empty, that'd ICE.
 508         let substs = if cx.substs.is_empty() {
 509             substs
 510         } else {
 511             substs.subst(tcx, cx.substs)
 512         };
 513
 514           match cx.tables.qpath_def(qpath, e.id) {
 515               Def::Const(def_id) |
 516               Def::AssociatedConst(def_id) => {
 517                   if let Some((expr, tables)) = lookup_const_by_id(tcx, def_id, substs) {
 518                       let cx = ConstContext::with_tables(tcx, tables);
 519                       match cx.eval(expr) {
 520                           Ok(val) => val,
 521                           Err(ConstEvalErr { kind: TypeckError, .. }) => {
 522                               signal!(e, TypeckError);
 523                           }
 524                           Err(err) => {
 525                               debug!("bad reference: {:?}, {:?}", err.description(), err.span);
 526                               signal!(e, ErroneousReferencedConstant(box err))
 527                           },
 528                       }
 529                   } else {
 530                       signal!(e, TypeckError);
 531                   }
 532               },
 533               Def::VariantCtor(variant_def, ..) => {
 534                   if let Some((expr, tables)) = lookup_variant_by_id(tcx, variant_def) {
 535                       let cx = ConstContext::with_tables(tcx, tables);
 536                       match cx.eval(expr) {
 537                           Ok(val) => val,
 538                           Err(ConstEvalErr { kind: TypeckError, .. }) => {
 539                               signal!(e, TypeckError);
 540                           }
 541                           Err(err) => {
 542                               debug!("bad reference: {:?}, {:?}", err.description(), err.span);
 543                               signal!(e, ErroneousReferencedConstant(box err))
 544                           },
 545                       }
 546                   } else {
 547                       signal!(e, UnimplementedConstVal("enum variants"));
 548                   }
 549               }
 550               Def::StructCtor(..) => {
 551                   ConstVal::Struct(Default::default())
 552               }
 553               Def::Local(def_id) => {
 554                   debug!("Def::Local({:?}): {:?}", def_id, cx.fn_args);
 555                   if let Some(val) = cx.fn_args.as_ref().and_then(|args| args.get(&def_id)) {
 556                       val.clone()
 557                   } else {
 558                       signal!(e, NonConstPath);
 559                   }
 560               },
 561               Def::Method(id) | Def::Fn(id) => Function(id, substs),
 562               Def::Err => span_bug!(e.span, "typeck error"),
 563               _ => signal!(e, NonConstPath),
 564           }
 565       }
 566       hir::ExprCall(ref callee, ref args) => {
 567           let (did, substs) = match cx.eval(callee)? {
 568               Function(did, substs) => (did, substs),
 569               Struct(_) => signal!(e, UnimplementedConstVal("tuple struct constructors")),
 570               callee => signal!(e, CallOn(callee)),
 571           };
 572           let (body, tables) = match lookup_const_fn_by_id(tcx, did) {
 573               Some(x) => x,
 574               None => signal!(e, NonConstPath),
 575           };
 576
 577           let arg_defs = body.arguments.iter().map(|arg| match arg.pat.node {
 578                hir::PatKind::Binding(_, def_id, _, _) => Some(def_id),
 579                _ => None
 580            }).collect::<Vec<_>>();
 581           assert_eq!(arg_defs.len(), args.len());
 582
 583           let mut call_args = DefIdMap();
 584           for (arg, arg_expr) in arg_defs.into_iter().zip(args.iter()) {
 585               let arg_val = cx.eval(arg_expr)?;
 586               debug!("const call arg: {:?}", arg);
 587               if let Some(def_id) = arg {
 588                 assert!(call_args.insert(def_id, arg_val).is_none());
 589               }
 590           }
 591           debug!("const call({:?})", call_args);
 592           let callee_cx = ConstContext {
 593             tcx: tcx,
 594             tables: tables,
 595             substs: substs,
 596             fn_args: Some(call_args)
 597           };
 598           callee_cx.eval(&body.value)?
 599       },
 600       hir::ExprLit(ref lit) => match lit_to_const(&lit.node, tcx, ety) {
 601           Ok(val) => val,
 602           Err(err) => signal!(e, err),
 603       },
 604       hir::ExprBlock(ref block) => {
 605         match block.expr {
 606             Some(ref expr) => cx.eval(expr)?,
 607             None => Tuple(vec![]),
 608         }
 609       }
 610       hir::ExprType(ref e, _) => cx.eval(e)?,
 611       hir::ExprTup(ref fields) => {
 612         Tuple(fields.iter().map(|e| cx.eval(e)).collect::<Result<_, _>>()?)
 613       }
 614       hir::ExprStruct(_, ref fields, _) => {
 615         Struct(fields.iter().map(|f| {
 616             cx.eval(&f.expr).map(|v| (f.name.node, v))
 617         }).collect::<Result<_, _>>()?)
 618       }
 619       hir::ExprIndex(ref arr, ref idx) => {
 620         if !tcx.sess.features.borrow().const_indexing {
 621             signal!(e, IndexOpFeatureGated);
 622         }
 623         let arr = cx.eval(arr)?;
 624         let idx = match cx.eval(idx)? {
 625             Integral(Usize(i)) => i.as_u64(tcx.sess.target.uint_type),
 626             _ => signal!(idx, IndexNotUsize),
 627         };
 628         assert_eq!(idx as usize as u64, idx);
 629         match arr {
 630             Array(ref v) => {
 631                 if let Some(elem) = v.get(idx as usize) {
 632                     elem.clone()
 633                 } else {
 634                     let n = v.len() as u64;
 635                     assert_eq!(n as usize as u64, n);
 636                     signal!(e, IndexOutOfBounds { len: n, index: idx })
 637                 }
 638             }
 639
 640             Repeat(.., n) if idx >= n => {
 641                 signal!(e, IndexOutOfBounds { len: n, index: idx })
 642             }
 643             Repeat(ref elem, _) => (**elem).clone(),
 644
 645             ByteStr(ref data) if idx >= data.len() as u64 => {
 646                 signal!(e, IndexOutOfBounds { len: data.len() as u64, index: idx })
 647             }
 648             ByteStr(data) => {
 649                 Integral(U8(data[idx as usize]))
 650             },
 651
 652             _ => signal!(e, IndexedNonVec),
 653         }
 654       }
 655       hir::ExprArray(ref v) => {
 656         Array(v.iter().map(|e| cx.eval(e)).collect::<Result<_, _>>()?)
 657       }
 658       hir::ExprRepeat(ref elem, _) => {
 659           let n = match ety.sty {
 660             ty::TyArray(_, n) => n as u64,
 661             _ => span_bug!(e.span, "typeck error")
 662           };
 663           Repeat(Box::new(cx.eval(elem)?), n)
 664       },
 665       hir::ExprTupField(ref base, index) => {
 666         let c = cx.eval(base)?;
 667         if let Tuple(ref fields) = c {
 668             fields[index.node].clone()
 669         } else {
 670             signal!(base, ExpectedConstTuple);
 671         }
 672       }
 673       hir::ExprField(ref base, field_name) => {
 674         let c = cx.eval(base)?;
 675         if let Struct(ref fields) = c {
 676             if let Some(f) = fields.get(&field_name.node) {
 677                 f.clone()
 678             } else {
 679                 signal!(e, MissingStructField);
 680             }
 681         } else {
 682             signal!(base, ExpectedConstStruct);
 683         }
 684       }
 685       hir::ExprAddrOf(..) => signal!(e, UnimplementedConstVal("address operator")),
 686       _ => signal!(e, MiscCatchAll)
 687     };
 688
 689     Ok(result)
 690 }
 691
 692 fn resolve_trait_associated_const<'a, 'tcx: 'a>(
 693     tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 694     trait_item_id: DefId,
 695     default_value: Option<(&'tcx Expr, &'a ty::TypeckTables<'tcx>)>,
 696     trait_id: DefId,
 697     rcvr_substs: &'tcx Substs<'tcx>
 698 ) -> Option<(&'tcx Expr, &'a ty::TypeckTables<'tcx>)>
 699 {
 700     let trait_ref = ty::Binder(ty::TraitRef::new(trait_id, rcvr_substs));
 701     debug!("resolve_trait_associated_const: trait_ref={:?}",
 702            trait_ref);
 703
 704     tcx.populate_implementations_for_trait_if_necessary(trait_id);
 705     tcx.infer_ctxt((), Reveal::UserFacing).enter(|infcx| {
 706         let mut selcx = traits::SelectionContext::new(&infcx);
 707         let obligation = traits::Obligation::new(traits::ObligationCause::dummy(),
 708                                                  trait_ref.to_poly_trait_predicate());
 709         let selection = match selcx.select(&obligation) {
 710             Ok(Some(vtable)) => vtable,
 711             // Still ambiguous, so give up and let the caller decide whether this
 712             // expression is really needed yet. Some associated constant values
 713             // can't be evaluated until monomorphization is done in trans.
 714             Ok(None) => {
 715                 return None
 716             }
 717             Err(_) => {
 718                 return None
 719             }
 720         };
 721
 722         // NOTE: this code does not currently account for specialization, but when
 723         // it does so, it should hook into the Reveal to determine when the
 724         // constant should resolve; this will also require plumbing through to this
 725         // function whether we are in "trans mode" to pick the right Reveal
 726         // when constructing the inference context above.
 727         match selection {
 728             traits::VtableImpl(ref impl_data) => {
 729                 let name = tcx.associated_item(trait_item_id).name;
 730                 let ac = tcx.associated_items(impl_data.impl_def_id)
 731                     .find(|item| item.kind == ty::AssociatedKind::Const && item.name == name);
 732                 match ac {
 733                     Some(ic) => lookup_const_by_id(tcx, ic.def_id, Substs::empty()),
 734                     None => default_value,
 735                 }
 736             }
 737             _ => {
 738                 bug!("resolve_trait_associated_const: unexpected vtable type")
 739             }
 740         }
 741     })
 742 }
 743
 744 fn cast_const_int<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 745                             val: ConstInt,
 746                             ty: Ty<'tcx>)
 747                             -> CastResult<'tcx> {
 748     let v = val.to_u128_unchecked();
 749     match ty.sty {
 750         ty::TyBool if v == 0 => Ok(Bool(false)),
 751         ty::TyBool if v == 1 => Ok(Bool(true)),
 752         ty::TyInt(ast::IntTy::I8) => Ok(Integral(I8(v as i128 as i8))),
 753         ty::TyInt(ast::IntTy::I16) => Ok(Integral(I16(v as i128 as i16))),
 754         ty::TyInt(ast::IntTy::I32) => Ok(Integral(I32(v as i128 as i32))),
 755         ty::TyInt(ast::IntTy::I64) => Ok(Integral(I64(v as i128 as i64))),
 756         ty::TyInt(ast::IntTy::I128) => Ok(Integral(I128(v as i128))),
 757         ty::TyInt(ast::IntTy::Is) => {
 758             Ok(Integral(Isize(ConstIsize::new_truncating(v as i128, tcx.sess.target.int_type))))
 759         },
 760         ty::TyUint(ast::UintTy::U8) => Ok(Integral(U8(v as u8))),
 761         ty::TyUint(ast::UintTy::U16) => Ok(Integral(U16(v as u16))),
 762         ty::TyUint(ast::UintTy::U32) => Ok(Integral(U32(v as u32))),
 763         ty::TyUint(ast::UintTy::U64) => Ok(Integral(U64(v as u64))),
 764         ty::TyUint(ast::UintTy::U128) => Ok(Integral(U128(v as u128))),
 765         ty::TyUint(ast::UintTy::Us) => {
 766             Ok(Integral(Usize(ConstUsize::new_truncating(v, tcx.sess.target.uint_type))))
 767         },
 768         ty::TyFloat(ast::FloatTy::F64) => Ok(Float(F64(val.to_f64()))),
 769         ty::TyFloat(ast::FloatTy::F32) => Ok(Float(F32(val.to_f32()))),
 770         ty::TyRawPtr(_) => Err(ErrKind::UnimplementedConstVal("casting an address to a raw ptr")),
 771         ty::TyChar => match val {
 772             U8(u) => Ok(Char(u as char)),
 773             _ => bug!(),
 774         },
 775         _ => bug!(),
 776     }
 777 }
 778
 779 fn cast_const_float<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 780                               val: ConstFloat,
 781                               ty: Ty<'tcx>) -> CastResult<'tcx> {
 782     match ty.sty {
 783         ty::TyInt(_) | ty::TyUint(_) => {
 784             let i = match val {
 785                 F32(f) if f >= 0.0 => U128(f as u128),
 786                 F64(f) if f >= 0.0 => U128(f as u128),
 787
 788                 F32(f) => I128(f as i128),
 789                 F64(f) => I128(f as i128)
 790             };
 791
 792             if let (I128(_), &ty::TyUint(_)) = (i, &ty.sty) {
 793                 return Err(CannotCast);
 794             }
 795
 796             cast_const_int(tcx, i, ty)
 797         }
 798         ty::TyFloat(ast::FloatTy::F64) => Ok(Float(F64(match val {
 799             F32(f) => f as f64,
 800             F64(f) => f
 801         }))),
 802         ty::TyFloat(ast::FloatTy::F32) => Ok(Float(F32(match val {
 803             F64(f) => f as f32,
 804             F32(f) => f
 805         }))),
 806         _ => Err(CannotCast),
 807     }
 808 }
 809
 810 fn cast_const<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 811                         val: ConstVal<'tcx>,
 812                         ty: Ty<'tcx>)
 813                         -> CastResult<'tcx> {
 814     match val {
 815         Integral(i) => cast_const_int(tcx, i, ty),
 816         Bool(b) => cast_const_int(tcx, U8(b as u8), ty),
 817         Float(f) => cast_const_float(tcx, f, ty),
 818         Char(c) => cast_const_int(tcx, U32(c as u32), ty),
 819         Function(..) => Err(UnimplementedConstVal("casting fn pointers")),
 820         ByteStr(b) => match ty.sty {
 821             ty::TyRawPtr(_) => {
 822                 Err(ErrKind::UnimplementedConstVal("casting a bytestr to a raw ptr"))
 823             },
 824             ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ref ty, mutbl: hir::MutImmutable }) => match ty.sty {
 825                 ty::TyArray(ty, n) if ty == tcx.types.u8 && n == b.len() => Ok(ByteStr(b)),
 826                 ty::TySlice(_) => {
 827                     Err(ErrKind::UnimplementedConstVal("casting a bytestr to slice"))
 828                 },
 829                 _ => Err(CannotCast),
 830             },
 831             _ => Err(CannotCast),
 832         },
 833         Str(s) => match ty.sty {
 834             ty::TyRawPtr(_) => Err(ErrKind::UnimplementedConstVal("casting a str to a raw ptr")),
 835             ty::TyRef(_, ty::TypeAndMut { ref ty, mutbl: hir::MutImmutable }) => match ty.sty {
 836                 ty::TyStr => Ok(Str(s)),
 837                 _ => Err(CannotCast),
 838             },
 839             _ => Err(CannotCast),
 840         },
 841         _ => Err(CannotCast),
 842     }
 843 }
 844
 845 fn lit_to_const<'a, 'tcx>(lit: &ast::LitKind,
 846                           tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 847                           mut ty: Ty<'tcx>)
 848                           -> Result<ConstVal<'tcx>, ErrKind<'tcx>> {
 849     use syntax::ast::*;
 850     use syntax::ast::LitIntType::*;
 851
 852     if let ty::TyAdt(adt, _) = ty.sty {
 853         if adt.is_enum() {
 854             ty = adt.repr.discr_type().to_ty(tcx)
 855         }
 856     }
 857
 858     match *lit {
 859         LitKind::Str(ref s, _) => Ok(Str(s.as_str())),
 860         LitKind::ByteStr(ref data) => Ok(ByteStr(data.clone())),
 861         LitKind::Byte(n) => Ok(Integral(U8(n))),
 862         LitKind::Int(n, hint) => {
 863             match (&ty.sty, hint) {
 864                 (&ty::TyInt(ity), _) |
 865                 (_, Signed(ity)) => {
 866                     Ok(Integral(ConstInt::new_signed_truncating(n as i128,
 867                         ity, tcx.sess.target.int_type)))
 868                 }
 869                 (&ty::TyUint(uty), _) |
 870                 (_, Unsigned(uty)) => {
 871                     Ok(Integral(ConstInt::new_unsigned_truncating(n as u128,
 872                         uty, tcx.sess.target.uint_type)))
 873                 }
 874                 _ => bug!()
 875             }
 876         }
 877         LitKind::Float(n, fty) => {
 878             parse_float(&n.as_str(), fty).map(Float)
 879         }
 880         LitKind::FloatUnsuffixed(n) => {
 881             let fty = match ty.sty {
 882                 ty::TyFloat(fty) => fty,
 883                 _ => bug!()
 884             };
 885             parse_float(&n.as_str(), fty).map(Float)
 886         }
 887         LitKind::Bool(b) => Ok(Bool(b)),
 888         LitKind::Char(c) => Ok(Char(c)),
 889     }
 890 }
 891
 892 fn parse_float<'tcx>(num: &str, fty: ast::FloatTy)
 893                      -> Result<ConstFloat, ErrKind<'tcx>> {
 894     let val = match fty {
 895         ast::FloatTy::F32 => num.parse::<f32>().map(F32),
 896         ast::FloatTy::F64 => num.parse::<f64>().map(F64)
 897     };
 898     val.map_err(|_| {
 899         // FIXME(#31407) this is only necessary because float parsing is buggy
 900         UnimplementedConstVal("could not evaluate float literal (see issue #31407)")
 901     })
 902 }
 903
 904 pub fn compare_const_vals(tcx: TyCtxt, span: Span, a: &ConstVal, b: &ConstVal)
 905                           -> Result<Ordering, ErrorReported>
 906 {
 907     let result = match (a, b) {
 908         (&Integral(a), &Integral(b)) => a.try_cmp(b).ok(),
 909         (&Float(a), &Float(b)) => a.try_cmp(b).ok(),
 910         (&Str(ref a), &Str(ref b)) => Some(a.cmp(b)),
 911         (&Bool(a), &Bool(b)) => Some(a.cmp(&b)),
 912         (&ByteStr(ref a), &ByteStr(ref b)) => Some(a.cmp(b)),
 913         (&Char(a), &Char(ref b)) => Some(a.cmp(b)),
 914         _ => None,
 915     };
 916
 917     match result {
 918         Some(result) => Ok(result),
 919         None => {
 920             // FIXME: can this ever be reached?
 921             span_err!(tcx.sess, span, E0298,
 922                       "type mismatch comparing {} and {}",
 923                       a.description(),
 924                       b.description());
 925             Err(ErrorReported)
 926         }
 927     }
 928 }
 929
 930 impl<'a, 'tcx> ConstContext<'a, 'tcx> {
 931     pub fn compare_lit_exprs(&self,
 932                              span: Span,
 933                              a: &Expr,
 934                              b: &Expr) -> Result<Ordering, ErrorReported> {
 935         let tcx = self.tcx;
 936         let a = match self.eval(a) {
 937             Ok(a) => a,
 938             Err(e) => {
 939                 report_const_eval_err(tcx, &e, a.span, "expression");
 940                 return Err(ErrorReported);
 941             }
 942         };
 943         let b = match self.eval(b) {
 944             Ok(b) => b,
 945             Err(e) => {
 946                 report_const_eval_err(tcx, &e, b.span, "expression");
 947                 return Err(ErrorReported);
 948             }
 949         };
 950         compare_const_vals(tcx, span, &a, &b)
 951     }
 952 }
 953
 954
 955 /// Returns the value of the length-valued expression
 956 pub fn eval_length<'a, 'tcx>(tcx: TyCtxt<'a, 'tcx, 'tcx>,
 957                              count: hir::BodyId,
 958                              reason: &str)
 959                              -> Result<usize, ErrorReported>
 960 {
 961     let count_expr = &tcx.hir.body(count).value;
 962     match ConstContext::new(tcx, count).eval(count_expr) {
 963         Ok(Integral(Usize(count))) => {
 964             let val = count.as_u64(tcx.sess.target.uint_type);
 965             assert_eq!(val as usize as u64, val);
 966             Ok(val as usize)
 967         },
 968         Ok(_) |
 969         Err(ConstEvalErr { kind: TypeckError, .. }) => Err(ErrorReported),
 970         Err(err) => {
 971             let mut diag = build_const_eval_err(
 972                 tcx, &err, count_expr.span, reason);
 973
 974             if let hir::ExprPath(hir::QPath::Resolved(None, ref path)) = count_expr.node {
 975                 if let Def::Local(..) = path.def {
 976                     diag.note(&format!("`{}` is a variable",
 977                                        tcx.hir.node_to_pretty_string(count_expr.id)));
 978                 }
 979             }
 980
 981             diag.emit();
 982             Err(ErrorReported)
 983         }
 984     }
 985 }