]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_typeck/check/dropck.rs
Auto merge of #30641 - tsion:match-range, r=eddyb
[rust.git] / src / librustc_typeck / check / dropck.rs
1 // Copyright 2014-2015 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 check::regionck::{self, Rcx};
12
13 use middle::def_id::DefId;
14 use middle::free_region::FreeRegionMap;
15 use middle::infer;
16 use middle::region;
17 use middle::subst::{self, Subst};
18 use middle::traits;
19 use middle::ty::{self, Ty};
20 use util::nodemap::FnvHashSet;
21
22 use syntax::ast;
23 use syntax::codemap::{self, Span};
24 use syntax::parse::token::special_idents;
25
26 /// check_drop_impl confirms that the Drop implementation identfied by
27 /// `drop_impl_did` is not any more specialized than the type it is
28 /// attached to (Issue #8142).
29 ///
30 /// This means:
31 ///
32 /// 1. The self type must be nominal (this is already checked during
33 ///    coherence),
34 ///
35 /// 2. The generic region/type parameters of the impl's self-type must
36 ///    all be parameters of the Drop impl itself (i.e. no
37 ///    specialization like `impl Drop for Foo<i32>`), and,
38 ///
39 /// 3. Any bounds on the generic parameters must be reflected in the
40 ///    struct/enum definition for the nominal type itself (i.e.
41 ///    cannot do `struct S<T>; impl<T:Clone> Drop for S<T> { ... }`).
42 ///
43 pub fn check_drop_impl(tcx: &ty::ctxt, drop_impl_did: DefId) -> Result<(), ()> {
44     let ty::TypeScheme { generics: ref dtor_generics,
45                          ty: dtor_self_type } = tcx.lookup_item_type(drop_impl_did);
46     let dtor_predicates = tcx.lookup_predicates(drop_impl_did);
47     match dtor_self_type.sty {
48         ty::TyEnum(adt_def, self_to_impl_substs) |
49         ty::TyStruct(adt_def, self_to_impl_substs) => {
50             try!(ensure_drop_params_and_item_params_correspond(tcx,
51                                                                drop_impl_did,
52                                                                dtor_generics,
53                                                                &dtor_self_type,
54                                                                adt_def.did));
55
56             ensure_drop_predicates_are_implied_by_item_defn(tcx,
57                                                             drop_impl_did,
58                                                             &dtor_predicates,
59                                                             adt_def.did,
60                                                             self_to_impl_substs)
61         }
62         _ => {
63             // Destructors only work on nominal types.  This was
64             // already checked by coherence, so we can panic here.
65             let span = tcx.map.def_id_span(drop_impl_did, codemap::DUMMY_SP);
66             tcx.sess.span_bug(
67                 span, &format!("should have been rejected by coherence check: {}",
68                                dtor_self_type));
69         }
70     }
71 }
72
73 fn ensure_drop_params_and_item_params_correspond<'tcx>(
74     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
75     drop_impl_did: DefId,
76     drop_impl_generics: &ty::Generics<'tcx>,
77     drop_impl_ty: &ty::Ty<'tcx>,
78     self_type_did: DefId) -> Result<(), ()>
79 {
80     let drop_impl_node_id = tcx.map.as_local_node_id(drop_impl_did).unwrap();
81     let self_type_node_id = tcx.map.as_local_node_id(self_type_did).unwrap();
82
83     // check that the impl type can be made to match the trait type.
84
85     let impl_param_env = ty::ParameterEnvironment::for_item(tcx, self_type_node_id);
86     let infcx = infer::new_infer_ctxt(tcx, &tcx.tables, Some(impl_param_env), true);
87
88     let named_type = tcx.lookup_item_type(self_type_did).ty;
89     let named_type = named_type.subst(tcx, &infcx.parameter_environment.free_substs);
90
91     let drop_impl_span = tcx.map.def_id_span(drop_impl_did, codemap::DUMMY_SP);
92     let fresh_impl_substs =
93         infcx.fresh_substs_for_generics(drop_impl_span, drop_impl_generics);
94     let fresh_impl_self_ty = drop_impl_ty.subst(tcx, &fresh_impl_substs);
95
96     if let Err(_) = infer::mk_eqty(&infcx, true, infer::TypeOrigin::Misc(drop_impl_span),
97                                    named_type, fresh_impl_self_ty) {
98         let item_span = tcx.map.span(self_type_node_id);
99         struct_span_err!(tcx.sess, drop_impl_span, E0366,
100                          "Implementations of Drop cannot be specialized")
101             .span_note(item_span,
102                        "Use same sequence of generic type and region \
103                         parameters that is on the struct/enum definition")
104             .emit();
105         return Err(());
106     }
107
108     if let Err(ref errors) = infcx.fulfillment_cx.borrow_mut().select_all_or_error(&infcx) {
109         // this could be reached when we get lazy normalization
110         traits::report_fulfillment_errors(&infcx, errors);
111         return Err(());
112     }
113
114     let free_regions = FreeRegionMap::new();
115     infcx.resolve_regions_and_report_errors(&free_regions, drop_impl_node_id);
116     Ok(())
117 }
118
119 /// Confirms that every predicate imposed by dtor_predicates is
120 /// implied by assuming the predicates attached to self_type_did.
121 fn ensure_drop_predicates_are_implied_by_item_defn<'tcx>(
122     tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
123     drop_impl_did: DefId,
124     dtor_predicates: &ty::GenericPredicates<'tcx>,
125     self_type_did: DefId,
126     self_to_impl_substs: &subst::Substs<'tcx>) -> Result<(), ()> {
127
128     // Here is an example, analogous to that from
129     // `compare_impl_method`.
130     //
131     // Consider a struct type:
132     //
133     //     struct Type<'c, 'b:'c, 'a> {
134     //         x: &'a Contents            // (contents are irrelevant;
135     //         y: &'c Cell<&'b Contents>, //  only the bounds matter for our purposes.)
136     //     }
137     //
138     // and a Drop impl:
139     //
140     //     impl<'z, 'y:'z, 'x:'y> Drop for P<'z, 'y, 'x> {
141     //         fn drop(&mut self) { self.y.set(self.x); } // (only legal if 'x: 'y)
142     //     }
143     //
144     // We start out with self_to_impl_substs, that maps the generic
145     // parameters of Type to that of the Drop impl.
146     //
147     //     self_to_impl_substs = {'c => 'z, 'b => 'y, 'a => 'x}
148     //
149     // Applying this to the predicates (i.e. assumptions) provided by the item
150     // definition yields the instantiated assumptions:
151     //
152     //     ['y : 'z]
153     //
154     // We then check all of the predicates of the Drop impl:
155     //
156     //     ['y:'z, 'x:'y]
157     //
158     // and ensure each is in the list of instantiated
159     // assumptions. Here, `'y:'z` is present, but `'x:'y` is
160     // absent. So we report an error that the Drop impl injected a
161     // predicate that is not present on the struct definition.
162
163     let self_type_node_id = tcx.map.as_local_node_id(self_type_did).unwrap();
164
165     let drop_impl_span = tcx.map.def_id_span(drop_impl_did, codemap::DUMMY_SP);
166
167     // We can assume the predicates attached to struct/enum definition
168     // hold.
169     let generic_assumptions = tcx.lookup_predicates(self_type_did);
170
171     let assumptions_in_impl_context = generic_assumptions.instantiate(tcx, &self_to_impl_substs);
172     assert!(assumptions_in_impl_context.predicates.is_empty_in(subst::SelfSpace));
173     assert!(assumptions_in_impl_context.predicates.is_empty_in(subst::FnSpace));
174     let assumptions_in_impl_context =
175         assumptions_in_impl_context.predicates.get_slice(subst::TypeSpace);
176
177     // An earlier version of this code attempted to do this checking
178     // via the traits::fulfill machinery. However, it ran into trouble
179     // since the fulfill machinery merely turns outlives-predicates
180     // 'a:'b and T:'b into region inference constraints. It is simpler
181     // just to look for all the predicates directly.
182
183     assert!(dtor_predicates.predicates.is_empty_in(subst::SelfSpace));
184     assert!(dtor_predicates.predicates.is_empty_in(subst::FnSpace));
185     let predicates = dtor_predicates.predicates.get_slice(subst::TypeSpace);
186     for predicate in predicates {
187         // (We do not need to worry about deep analysis of type
188         // expressions etc because the Drop impls are already forced
189         // to take on a structure that is roughly an alpha-renaming of
190         // the generic parameters of the item definition.)
191
192         // This path now just checks *all* predicates via the direct
193         // lookup, rather than using fulfill machinery.
194         //
195         // However, it may be more efficient in the future to batch
196         // the analysis together via the fulfill , rather than the
197         // repeated `contains` calls.
198
199         if !assumptions_in_impl_context.contains(&predicate) {
200             let item_span = tcx.map.span(self_type_node_id);
201             struct_span_err!(tcx.sess, drop_impl_span, E0367,
202                              "The requirement `{}` is added only by the Drop impl.", predicate)
203                 .span_note(item_span,
204                            "The same requirement must be part of \
205                             the struct/enum definition")
206                 .emit();
207         }
208     }
209
210     if tcx.sess.has_errors() {
211         return Err(());
212     }
213     Ok(())
214 }
215
216 /// check_safety_of_destructor_if_necessary confirms that the type
217 /// expression `typ` conforms to the "Drop Check Rule" from the Sound
218 /// Generic Drop (RFC 769).
219 ///
220 /// ----
221 ///
222 /// The simplified (*) Drop Check Rule is the following:
223 ///
224 /// Let `v` be some value (either temporary or named) and 'a be some
225 /// lifetime (scope). If the type of `v` owns data of type `D`, where
226 ///
227 /// * (1.) `D` has a lifetime- or type-parametric Drop implementation,
228 ///        (where that `Drop` implementation does not opt-out of
229 ///         this check via the `unsafe_destructor_blind_to_params`
230 ///         attribute), and
231 /// * (2.) the structure of `D` can reach a reference of type `&'a _`,
232 ///
233 /// then 'a must strictly outlive the scope of v.
234 ///
235 /// ----
236 ///
237 /// This function is meant to by applied to the type for every
238 /// expression in the program.
239 ///
240 /// ----
241 ///
242 /// (*) The qualifier "simplified" is attached to the above
243 /// definition of the Drop Check Rule, because it is a simplification
244 /// of the original Drop Check rule, which attempted to prove that
245 /// some `Drop` implementations could not possibly access data even if
246 /// it was technically reachable, due to parametricity.
247 ///
248 /// However, (1.) parametricity on its own turned out to be a
249 /// necessary but insufficient condition, and (2.)  future changes to
250 /// the language are expected to make it impossible to ensure that a
251 /// `Drop` implementation is actually parametric with respect to any
252 /// particular type parameter. (In particular, impl specialization is
253 /// expected to break the needed parametricity property beyond
254 /// repair.)
255 ///
256 /// Therefore we have scaled back Drop-Check to a more conservative
257 /// rule that does not attempt to deduce whether a `Drop`
258 /// implementation could not possible access data of a given lifetime;
259 /// instead Drop-Check now simply assumes that if a destructor has
260 /// access (direct or indirect) to a lifetime parameter, then that
261 /// lifetime must be forced to outlive that destructor's dynamic
262 /// extent. We then provide the `unsafe_destructor_blind_to_params`
263 /// attribute as a way for destructor implementations to opt-out of
264 /// this conservative assumption (and thus assume the obligation of
265 /// ensuring that they do not access data nor invoke methods of
266 /// values that have been previously dropped).
267 ///
268 pub fn check_safety_of_destructor_if_necessary<'a, 'tcx>(rcx: &mut Rcx<'a, 'tcx>,
269                                                          typ: ty::Ty<'tcx>,
270                                                          span: Span,
271                                                          scope: region::CodeExtent) {
272     debug!("check_safety_of_destructor_if_necessary typ: {:?} scope: {:?}",
273            typ, scope);
274
275     let parent_scope = rcx.tcx().region_maps.opt_encl_scope(scope).unwrap_or_else(|| {
276         rcx.tcx().sess.span_bug(
277             span, &format!("no enclosing scope found for scope: {:?}", scope))
278     });
279
280     let result = iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type(
281         &mut DropckContext {
282             rcx: rcx,
283             span: span,
284             parent_scope: parent_scope,
285             breadcrumbs: FnvHashSet()
286         },
287         TypeContext::Root,
288         typ,
289         0);
290     match result {
291         Ok(()) => {}
292         Err(Error::Overflow(ref ctxt, ref detected_on_typ)) => {
293             let tcx = rcx.tcx();
294             let mut err = struct_span_err!(tcx.sess, span, E0320,
295                                            "overflow while adding drop-check rules for {}", typ);
296             match *ctxt {
297                 TypeContext::Root => {
298                     // no need for an additional note if the overflow
299                     // was somehow on the root.
300                 }
301                 TypeContext::ADT { def_id, variant, field, field_index } => {
302                     let adt = tcx.lookup_adt_def(def_id);
303                     let variant_name = match adt.adt_kind() {
304                         ty::AdtKind::Enum => format!("enum {} variant {}",
305                                                      tcx.item_path_str(def_id),
306                                                      variant),
307                         ty::AdtKind::Struct => format!("struct {}",
308                                                        tcx.item_path_str(def_id))
309                     };
310                     let field_name = if field == special_idents::unnamed_field.name {
311                         format!("#{}", field_index)
312                     } else {
313                         format!("`{}`", field)
314                     };
315                     span_note!(
316                         &mut err,
317                         span,
318                         "overflowed on {} field {} type: {}",
319                         variant_name,
320                         field_name,
321                         detected_on_typ);
322                 }
323             }
324             err.emit();
325         }
326     }
327 }
328
329 enum Error<'tcx> {
330     Overflow(TypeContext, ty::Ty<'tcx>),
331 }
332
333 #[derive(Copy, Clone)]
334 enum TypeContext {
335     Root,
336     ADT {
337         def_id: DefId,
338         variant: ast::Name,
339         field: ast::Name,
340         field_index: usize
341     }
342 }
343
344 struct DropckContext<'a, 'b: 'a, 'tcx: 'b> {
345     rcx: &'a mut Rcx<'b, 'tcx>,
346     /// types that have already been traversed
347     breadcrumbs: FnvHashSet<Ty<'tcx>>,
348     /// span for error reporting
349     span: Span,
350     /// the scope reachable dtorck types must outlive
351     parent_scope: region::CodeExtent
352 }
353
354 // `context` is used for reporting overflow errors
355 fn iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type<'a, 'b, 'tcx>(
356     cx: &mut DropckContext<'a, 'b, 'tcx>,
357     context: TypeContext,
358     ty: Ty<'tcx>,
359     depth: usize) -> Result<(), Error<'tcx>>
360 {
361     let tcx = cx.rcx.tcx();
362     // Issue #22443: Watch out for overflow. While we are careful to
363     // handle regular types properly, non-regular ones cause problems.
364     let recursion_limit = tcx.sess.recursion_limit.get();
365     if depth / 4 >= recursion_limit {
366         // This can get into rather deep recursion, especially in the
367         // presence of things like Vec<T> -> Unique<T> -> PhantomData<T> -> T.
368         // use a higher recursion limit to avoid errors.
369         return Err(Error::Overflow(context, ty))
370     }
371
372     // canoncialize the regions in `ty` before inserting - infinitely many
373     // region variables can refer to the same region.
374     let ty = cx.rcx.infcx().resolve_type_and_region_vars_if_possible(&ty);
375
376     if !cx.breadcrumbs.insert(ty) {
377         debug!("iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type \
378                {}ty: {} scope: {:?} - cached",
379                (0..depth).map(|_| ' ').collect::<String>(),
380                ty, cx.parent_scope);
381         return Ok(()); // we already visited this type
382     }
383     debug!("iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type \
384            {}ty: {} scope: {:?}",
385            (0..depth).map(|_| ' ').collect::<String>(),
386            ty, cx.parent_scope);
387
388     // If `typ` has a destructor, then we must ensure that all
389     // borrowed data reachable via `typ` must outlive the parent
390     // of `scope`. This is handled below.
391     //
392     // However, there is an important special case: for any Drop
393     // impl that is tagged as "blind" to their parameters,
394     // we assume that data borrowed via such type parameters
395     // remains unreachable via that Drop impl.
396     //
397     // For example, consider:
398     //
399     // ```rust
400     // #[unsafe_destructor_blind_to_params]
401     // impl<T> Drop for Vec<T> { ... }
402     // ```
403     //
404     // which does have to be able to drop instances of `T`, but
405     // otherwise cannot read data from `T`.
406     //
407     // Of course, for the type expression passed in for any such
408     // unbounded type parameter `T`, we must resume the recursive
409     // analysis on `T` (since it would be ignored by
410     // type_must_outlive).
411     if has_dtor_of_interest(tcx, ty) {
412         debug!("iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type \
413                 {}ty: {} - is a dtorck type!",
414                (0..depth).map(|_| ' ').collect::<String>(),
415                ty);
416
417         regionck::type_must_outlive(cx.rcx,
418                                     infer::SubregionOrigin::SafeDestructor(cx.span),
419                                     ty,
420                                     ty::ReScope(cx.parent_scope));
421
422         return Ok(());
423     }
424
425     debug!("iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type \
426            {}ty: {} scope: {:?} - checking interior",
427            (0..depth).map(|_| ' ').collect::<String>(),
428            ty, cx.parent_scope);
429
430     // We still need to ensure all referenced data is safe.
431     match ty.sty {
432         ty::TyBool | ty::TyChar | ty::TyInt(_) | ty::TyUint(_) |
433         ty::TyFloat(_) | ty::TyStr => {
434             // primitive - definitely safe
435             Ok(())
436         }
437
438         ty::TyBox(ity) | ty::TyArray(ity, _) | ty::TySlice(ity) => {
439             // single-element containers, behave like their element
440             iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type(
441                 cx, context, ity, depth+1)
442         }
443
444         ty::TyStruct(def, substs) if def.is_phantom_data() => {
445             // PhantomData<T> - behaves identically to T
446             let ity = *substs.types.get(subst::TypeSpace, 0);
447             iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type(
448                 cx, context, ity, depth+1)
449         }
450
451         ty::TyStruct(def, substs) | ty::TyEnum(def, substs) => {
452             let did = def.did;
453             for variant in &def.variants {
454                 for (i, field) in variant.fields.iter().enumerate() {
455                     let fty = field.ty(tcx, substs);
456                     let fty = cx.rcx.fcx.resolve_type_vars_if_possible(
457                         cx.rcx.fcx.normalize_associated_types_in(cx.span, &fty));
458                     try!(iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type(
459                         cx,
460                         TypeContext::ADT {
461                             def_id: did,
462                             field: field.name,
463                             variant: variant.name,
464                             field_index: i
465                         },
466                         fty,
467                         depth+1))
468                 }
469             }
470             Ok(())
471         }
472
473         ty::TyTuple(ref tys) |
474         ty::TyClosure(_, box ty::ClosureSubsts { upvar_tys: ref tys, .. }) => {
475             for ty in tys {
476                 try!(iterate_over_potentially_unsafe_regions_in_type(
477                     cx, context, ty, depth+1))
478             }
479             Ok(())
480         }
481
482         ty::TyRawPtr(..) | ty::TyRef(..) | ty::TyParam(..) => {
483             // these always come with a witness of liveness (references
484             // explicitly, pointers implicitly, parameters by the
485             // caller).
486             Ok(())
487         }
488
489         ty::TyBareFn(..) => {
490             // FIXME(#26656): this type is always destruction-safe, but
491             // it implicitly witnesses Self: Fn, which can be false.
492             Ok(())
493         }
494
495         ty::TyInfer(..) | ty::TyError => {
496             tcx.sess.delay_span_bug(cx.span, "unresolved type in regionck");
497             Ok(())
498         }
499
500         // these are always dtorck
501         ty::TyTrait(..) | ty::TyProjection(_) => unreachable!(),
502     }
503 }
504
505 fn has_dtor_of_interest<'tcx>(tcx: &ty::ctxt<'tcx>,
506                               ty: ty::Ty<'tcx>) -> bool {
507     match ty.sty {
508         ty::TyEnum(def, _) | ty::TyStruct(def, _) => {
509             def.is_dtorck(tcx)
510         }
511         ty::TyTrait(..) | ty::TyProjection(..) => {
512             debug!("ty: {:?} isn't known, and therefore is a dropck type", ty);
513             true
514         },
515         _ => false
516     }
517 }