]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_typeck/check/compare_method.rs
core: Fix size_hint for signed integer Range<T> iterators
[rust.git] / src / librustc_typeck / check / compare_method.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 use middle::infer;
12 use middle::traits;
13 use middle::ty::{self};
14 use middle::subst::{self, Subst, Substs, VecPerParamSpace};
15 use util::ppaux::{self, Repr};
16
17 use syntax::ast;
18 use syntax::codemap::Span;
19 use syntax::parse::token;
20
21 use super::assoc;
22
23 /// Checks that a method from an impl conforms to the signature of
24 /// the same method as declared in the trait.
25 ///
26 /// # Parameters
27 ///
28 /// - impl_m: type of the method we are checking
29 /// - impl_m_span: span to use for reporting errors
30 /// - impl_m_body_id: id of the method body
31 /// - trait_m: the method in the trait
32 /// - impl_trait_ref: the TraitRef corresponding to the trait implementation
33
34 pub fn compare_impl_method<'tcx>(tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
35                                  impl_m: &ty::Method<'tcx>,
36                                  impl_m_span: Span,
37                                  impl_m_body_id: ast::NodeId,
38                                  trait_m: &ty::Method<'tcx>,
39                                  impl_trait_ref: &ty::TraitRef<'tcx>) {
40     debug!("compare_impl_method(impl_trait_ref={})",
41            impl_trait_ref.repr(tcx));
42
43     debug!("compare_impl_method: impl_trait_ref (liberated) = {}",
44            impl_trait_ref.repr(tcx));
45
46     let infcx = infer::new_infer_ctxt(tcx);
47     let mut fulfillment_cx = traits::FulfillmentContext::new();
48
49     let trait_to_impl_substs = &impl_trait_ref.substs;
50
51     // Try to give more informative error messages about self typing
52     // mismatches.  Note that any mismatch will also be detected
53     // below, where we construct a canonical function type that
54     // includes the self parameter as a normal parameter.  It's just
55     // that the error messages you get out of this code are a bit more
56     // inscrutable, particularly for cases where one method has no
57     // self.
58     match (&trait_m.explicit_self, &impl_m.explicit_self) {
59         (&ty::StaticExplicitSelfCategory,
60          &ty::StaticExplicitSelfCategory) => {}
61         (&ty::StaticExplicitSelfCategory, _) => {
62             span_err!(tcx.sess, impl_m_span, E0185,
63                 "method `{}` has a `{}` declaration in the impl, \
64                         but not in the trait",
65                         token::get_name(trait_m.name),
66                         ppaux::explicit_self_category_to_str(
67                             &impl_m.explicit_self));
68             return;
69         }
70         (_, &ty::StaticExplicitSelfCategory) => {
71             span_err!(tcx.sess, impl_m_span, E0186,
72                 "method `{}` has a `{}` declaration in the trait, \
73                         but not in the impl",
74                         token::get_name(trait_m.name),
75                         ppaux::explicit_self_category_to_str(
76                             &trait_m.explicit_self));
77             return;
78         }
79         _ => {
80             // Let the type checker catch other errors below
81         }
82     }
83
84     let num_impl_m_type_params = impl_m.generics.types.len(subst::FnSpace);
85     let num_trait_m_type_params = trait_m.generics.types.len(subst::FnSpace);
86     if num_impl_m_type_params != num_trait_m_type_params {
87         span_err!(tcx.sess, impl_m_span, E0049,
88             "method `{}` has {} type parameter{} \
89              but its trait declaration has {} type parameter{}",
90             token::get_name(trait_m.name),
91             num_impl_m_type_params,
92             if num_impl_m_type_params == 1 {""} else {"s"},
93             num_trait_m_type_params,
94             if num_trait_m_type_params == 1 {""} else {"s"});
95         return;
96     }
97
98     if impl_m.fty.sig.0.inputs.len() != trait_m.fty.sig.0.inputs.len() {
99         span_err!(tcx.sess, impl_m_span, E0050,
100             "method `{}` has {} parameter{} \
101              but the declaration in trait `{}` has {}",
102             token::get_name(trait_m.name),
103             impl_m.fty.sig.0.inputs.len(),
104             if impl_m.fty.sig.0.inputs.len() == 1 {""} else {"s"},
105             ty::item_path_str(tcx, trait_m.def_id),
106             trait_m.fty.sig.0.inputs.len());
107         return;
108     }
109
110     // This code is best explained by example. Consider a trait:
111     //
112     //     trait Trait<'t,T> {
113     //          fn method<'a,M>(t: &'t T, m: &'a M) -> Self;
114     //     }
115     //
116     // And an impl:
117     //
118     //     impl<'i, 'j, U> Trait<'j, &'i U> for Foo {
119     //          fn method<'b,N>(t: &'j &'i U, m: &'b N) -> Foo;
120     //     }
121     //
122     // We wish to decide if those two method types are compatible.
123     //
124     // We start out with trait_to_impl_substs, that maps the trait
125     // type parameters to impl type parameters. This is taken from the
126     // impl trait reference:
127     //
128     //     trait_to_impl_substs = {'t => 'j, T => &'i U, Self => Foo}
129     //
130     // We create a mapping `dummy_substs` that maps from the impl type
131     // parameters to fresh types and regions. For type parameters,
132     // this is the identity transform, but we could as well use any
133     // skolemized types. For regions, we convert from bound to free
134     // regions (Note: but only early-bound regions, i.e., those
135     // declared on the impl or used in type parameter bounds).
136     //
137     //     impl_to_skol_substs = {'i => 'i0, U => U0, N => N0 }
138     //
139     // Now we can apply skol_substs to the type of the impl method
140     // to yield a new function type in terms of our fresh, skolemized
141     // types:
142     //
143     //     <'b> fn(t: &'i0 U0, m: &'b) -> Foo
144     //
145     // We now want to extract and substitute the type of the *trait*
146     // method and compare it. To do so, we must create a compound
147     // substitution by combining trait_to_impl_substs and
148     // impl_to_skol_substs, and also adding a mapping for the method
149     // type parameters. We extend the mapping to also include
150     // the method parameters.
151     //
152     //     trait_to_skol_substs = { T => &'i0 U0, Self => Foo, M => N0 }
153     //
154     // Applying this to the trait method type yields:
155     //
156     //     <'a> fn(t: &'i0 U0, m: &'a) -> Foo
157     //
158     // This type is also the same but the name of the bound region ('a
159     // vs 'b).  However, the normal subtyping rules on fn types handle
160     // this kind of equivalency just fine.
161     //
162     // We now use these substitutions to ensure that all declared bounds are
163     // satisfied by the implementation's method.
164     //
165     // We do this by creating a parameter environment which contains a
166     // substitution corresponding to impl_to_skol_substs. We then build
167     // trait_to_skol_substs and use it to convert the predicates contained
168     // in the trait_m.generics to the skolemized form.
169     //
170     // Finally we register each of these predicates as an obligation in
171     // a fresh FulfillmentCtxt, and invoke select_all_or_error.
172
173     // Create a parameter environment that represents the implementation's
174     // method.
175     let impl_param_env =
176         ty::ParameterEnvironment::for_item(tcx, impl_m.def_id.node);
177
178     // Create mapping from impl to skolemized.
179     let impl_to_skol_substs = &impl_param_env.free_substs;
180
181     // Create mapping from trait to skolemized.
182     let trait_to_skol_substs =
183         trait_to_impl_substs
184         .subst(tcx, impl_to_skol_substs)
185         .with_method(impl_to_skol_substs.types.get_slice(subst::FnSpace).to_vec(),
186                      impl_to_skol_substs.regions().get_slice(subst::FnSpace).to_vec());
187     debug!("compare_impl_method: trait_to_skol_substs={}",
188            trait_to_skol_substs.repr(tcx));
189
190     // Check region bounds. FIXME(@jroesch) refactor this away when removing
191     // ParamBounds.
192     if !check_region_bounds_on_impl_method(tcx,
193                                            impl_m_span,
194                                            impl_m,
195                                            &trait_m.generics,
196                                            &impl_m.generics,
197                                            &trait_to_skol_substs,
198                                            impl_to_skol_substs) {
199         return;
200     }
201
202     // Create obligations for each predicate declared by the impl
203     // definition in the context of the trait's parameter
204     // environment. We can't just use `impl_env.caller_bounds`,
205     // however, because we want to replace all late-bound regions with
206     // region variables.
207     let impl_bounds =
208         impl_m.predicates.instantiate(tcx, impl_to_skol_substs);
209
210     let (impl_bounds, _) =
211         infcx.replace_late_bound_regions_with_fresh_var(
212             impl_m_span,
213             infer::HigherRankedType,
214             &ty::Binder(impl_bounds));
215     debug!("compare_impl_method: impl_bounds={}",
216            impl_bounds.repr(tcx));
217
218     // Normalize the associated types in the trait_bounds.
219     let trait_bounds = trait_m.predicates.instantiate(tcx, &trait_to_skol_substs);
220
221     // Obtain the predicate split predicate sets for each.
222     let trait_pred = trait_bounds.predicates.split();
223     let impl_pred = impl_bounds.predicates.split();
224
225     // This is the only tricky bit of the new way we check implementation methods
226     // We need to build a set of predicates where only the FnSpace bounds
227     // are from the trait and we assume all other bounds from the implementation
228     // to be previously satisfied.
229     //
230     // We then register the obligations from the impl_m and check to see
231     // if all constraints hold.
232     let hybrid_preds = VecPerParamSpace::new(
233         impl_pred.types,
234         impl_pred.selfs,
235         trait_pred.fns
236     );
237
238     // Construct trait parameter environment and then shift it into the skolemized viewpoint.
239     // The key step here is to update the caller_bounds's predicates to be
240     // the new hybrid bounds we computed.
241     let normalize_cause = traits::ObligationCause::misc(impl_m_span, impl_m_body_id);
242     let trait_param_env = impl_param_env.with_caller_bounds(hybrid_preds.into_vec());
243     let trait_param_env = traits::normalize_param_env_or_error(trait_param_env,
244                                                                normalize_cause.clone());
245
246     debug!("compare_impl_method: trait_bounds={}",
247         trait_param_env.caller_bounds.repr(tcx));
248
249     let mut selcx = traits::SelectionContext::new(&infcx, &trait_param_env);
250
251     for predicate in impl_pred.fns {
252         let traits::Normalized { value: predicate, .. } =
253             traits::normalize(&mut selcx, normalize_cause.clone(), &predicate);
254
255         let cause = traits::ObligationCause {
256             span: impl_m_span,
257             body_id: impl_m_body_id,
258             code: traits::ObligationCauseCode::CompareImplMethodObligation
259         };
260
261         fulfillment_cx.register_predicate_obligation(
262             &infcx,
263             traits::Obligation::new(cause, predicate));
264     }
265
266     // We now need to check that the signature of the impl method is
267     // compatible with that of the trait method. We do this by
268     // checking that `impl_fty <: trait_fty`.
269     //
270     // FIXME. Unfortunately, this doesn't quite work right now because
271     // associated type normalization is not integrated into subtype
272     // checks. For the comparison to be valid, we need to
273     // normalize the associated types in the impl/trait methods
274     // first. However, because function types bind regions, just
275     // calling `normalize_associated_types_in` would have no effect on
276     // any associated types appearing in the fn arguments or return
277     // type.
278
279     // Compute skolemized form of impl and trait method tys.
280     let impl_fty = ty::mk_bare_fn(tcx, None, tcx.mk_bare_fn(impl_m.fty.clone()));
281     let impl_fty = impl_fty.subst(tcx, impl_to_skol_substs);
282     let trait_fty = ty::mk_bare_fn(tcx, None, tcx.mk_bare_fn(trait_m.fty.clone()));
283     let trait_fty = trait_fty.subst(tcx, &trait_to_skol_substs);
284
285     let err = infcx.commit_if_ok(|snapshot| {
286         let origin = infer::MethodCompatCheck(impl_m_span);
287
288         let (impl_sig, _) =
289             infcx.replace_late_bound_regions_with_fresh_var(impl_m_span,
290                                                             infer::HigherRankedType,
291                                                             &impl_m.fty.sig);
292         let impl_sig =
293             impl_sig.subst(tcx, impl_to_skol_substs);
294         let impl_sig =
295             assoc::normalize_associated_types_in(&infcx,
296                                                  &impl_param_env,
297                                                  &mut fulfillment_cx,
298                                                  impl_m_span,
299                                                  impl_m_body_id,
300                                                  &impl_sig);
301         let impl_fty =
302             ty::mk_bare_fn(tcx,
303                            None,
304                            tcx.mk_bare_fn(ty::BareFnTy { unsafety: impl_m.fty.unsafety,
305                                                          abi: impl_m.fty.abi,
306                                                          sig: ty::Binder(impl_sig) }));
307         debug!("compare_impl_method: impl_fty={}",
308                impl_fty.repr(tcx));
309
310         let (trait_sig, skol_map) =
311             infcx.skolemize_late_bound_regions(&trait_m.fty.sig, snapshot);
312         let trait_sig =
313             trait_sig.subst(tcx, &trait_to_skol_substs);
314         let trait_sig =
315             assoc::normalize_associated_types_in(&infcx,
316                                                  &impl_param_env,
317                                                  &mut fulfillment_cx,
318                                                  impl_m_span,
319                                                  impl_m_body_id,
320                                                  &trait_sig);
321         let trait_fty =
322             ty::mk_bare_fn(tcx,
323                            None,
324                            tcx.mk_bare_fn(ty::BareFnTy { unsafety: trait_m.fty.unsafety,
325                                                          abi: trait_m.fty.abi,
326                                                          sig: ty::Binder(trait_sig) }));
327
328         debug!("compare_impl_method: trait_fty={}",
329                trait_fty.repr(tcx));
330
331         try!(infer::mk_subty(&infcx, false, origin, impl_fty, trait_fty));
332
333         infcx.leak_check(&skol_map, snapshot)
334     });
335
336     match err {
337         Ok(()) => { }
338         Err(terr) => {
339             debug!("checking trait method for compatibility: impl ty {}, trait ty {}",
340                    impl_fty.repr(tcx),
341                    trait_fty.repr(tcx));
342             span_err!(tcx.sess, impl_m_span, E0053,
343                       "method `{}` has an incompatible type for trait: {}",
344                       token::get_name(trait_m.name),
345                       ty::type_err_to_str(tcx, &terr));
346             return;
347         }
348     }
349
350     // Check that all obligations are satisfied by the implementation's
351     // version.
352     match fulfillment_cx.select_all_or_error(&infcx, &trait_param_env) {
353         Err(ref errors) => { traits::report_fulfillment_errors(&infcx, errors) }
354         Ok(_) => {}
355     }
356
357     // Finally, resolve all regions. This catches wily misuses of lifetime
358     // parameters.
359     infcx.resolve_regions_and_report_errors(impl_m_body_id);
360
361     fn check_region_bounds_on_impl_method<'tcx>(tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
362                                                 span: Span,
363                                                 impl_m: &ty::Method<'tcx>,
364                                                 trait_generics: &ty::Generics<'tcx>,
365                                                 impl_generics: &ty::Generics<'tcx>,
366                                                 trait_to_skol_substs: &Substs<'tcx>,
367                                                 impl_to_skol_substs: &Substs<'tcx>)
368                                                 -> bool
369     {
370
371         let trait_params = trait_generics.regions.get_slice(subst::FnSpace);
372         let impl_params = impl_generics.regions.get_slice(subst::FnSpace);
373
374         debug!("check_region_bounds_on_impl_method: \
375                trait_generics={} \
376                impl_generics={} \
377                trait_to_skol_substs={} \
378                impl_to_skol_substs={}",
379                trait_generics.repr(tcx),
380                impl_generics.repr(tcx),
381                trait_to_skol_substs.repr(tcx),
382                impl_to_skol_substs.repr(tcx));
383
384         // Must have same number of early-bound lifetime parameters.
385         // Unfortunately, if the user screws up the bounds, then this
386         // will change classification between early and late.  E.g.,
387         // if in trait we have `<'a,'b:'a>`, and in impl we just have
388         // `<'a,'b>`, then we have 2 early-bound lifetime parameters
389         // in trait but 0 in the impl. But if we report "expected 2
390         // but found 0" it's confusing, because it looks like there
391         // are zero. Since I don't quite know how to phrase things at
392         // the moment, give a kind of vague error message.
393         if trait_params.len() != impl_params.len() {
394             span_err!(tcx.sess, span, E0195,
395                 "lifetime parameters or bounds on method `{}` do \
396                          not match the trait declaration",
397                          token::get_name(impl_m.name));
398             return false;
399         }
400
401         return true;
402     }
403 }