]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_typeck/check/method/mod.rs
64dce3e1738e38115fd37a66536d3acc37a24fdc
[rust.git] / src / librustc_typeck / check / method / mod.rs
1 //! Method lookup: the secret sauce of Rust. See the [rustc dev guide] for more information.
2 //!
3 //! [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/method-lookup.html
4
5 mod confirm;
6 pub mod probe;
7 mod suggest;
8
9 pub use self::suggest::{SelfSource, TraitInfo};
10 pub use self::CandidateSource::*;
11 pub use self::MethodError::*;
12
13 use crate::check::FnCtxt;
14 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
15 use rustc_errors::{Applicability, DiagnosticBuilder};
16 use rustc_hir as hir;
17 use rustc_hir::def::{CtorOf, DefKind, Namespace};
18 use rustc_hir::def_id::DefId;
19 use rustc_infer::infer::{self, InferOk};
20 use rustc_middle::ty::subst::Subst;
21 use rustc_middle::ty::subst::{InternalSubsts, SubstsRef};
22 use rustc_middle::ty::GenericParamDefKind;
23 use rustc_middle::ty::{self, ToPolyTraitRef, ToPredicate, Ty, TypeFoldable, WithConstness};
24 use rustc_span::symbol::Ident;
25 use rustc_span::Span;
26 use rustc_trait_selection::traits;
27 use rustc_trait_selection::traits::query::evaluate_obligation::InferCtxtExt;
28
29 use self::probe::{IsSuggestion, ProbeScope};
30
31 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
32     suggest::provide(providers);
33     probe::provide(providers);
34 }
35
36 #[derive(Clone, Copy, Debug)]
37 pub struct MethodCallee<'tcx> {
38     /// Impl method ID, for inherent methods, or trait method ID, otherwise.
39     pub def_id: DefId,
40     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
41
42     /// Instantiated method signature, i.e., it has been
43     /// substituted, normalized, and has had late-bound
44     /// lifetimes replaced with inference variables.
45     pub sig: ty::FnSig<'tcx>,
46 }
47
48 pub enum MethodError<'tcx> {
49     // Did not find an applicable method, but we did find various near-misses that may work.
50     NoMatch(NoMatchData<'tcx>),
51
52     // Multiple methods might apply.
53     Ambiguity(Vec<CandidateSource>),
54
55     // Found an applicable method, but it is not visible. The third argument contains a list of
56     // not-in-scope traits which may work.
57     PrivateMatch(DefKind, DefId, Vec<DefId>),
58
59     // Found a `Self: Sized` bound where `Self` is a trait object, also the caller may have
60     // forgotten to import a trait.
61     IllegalSizedBound(Vec<DefId>, bool, Span),
62
63     // Found a match, but the return type is wrong
64     BadReturnType,
65 }
66
67 // Contains a list of static methods that may apply, a list of unsatisfied trait predicates which
68 // could lead to matches if satisfied, and a list of not-in-scope traits which may work.
69 pub struct NoMatchData<'tcx> {
70     pub static_candidates: Vec<CandidateSource>,
71     pub unsatisfied_predicates: Vec<(ty::Predicate<'tcx>, Option<ty::Predicate<'tcx>>)>,
72     pub out_of_scope_traits: Vec<DefId>,
73     pub lev_candidate: Option<ty::AssocItem>,
74     pub mode: probe::Mode,
75 }
76
77 impl<'tcx> NoMatchData<'tcx> {
78     pub fn new(
79         static_candidates: Vec<CandidateSource>,
80         unsatisfied_predicates: Vec<(ty::Predicate<'tcx>, Option<ty::Predicate<'tcx>>)>,
81         out_of_scope_traits: Vec<DefId>,
82         lev_candidate: Option<ty::AssocItem>,
83         mode: probe::Mode,
84     ) -> Self {
85         NoMatchData {
86             static_candidates,
87             unsatisfied_predicates,
88             out_of_scope_traits,
89             lev_candidate,
90             mode,
91         }
92     }
93 }
94
95 // A pared down enum describing just the places from which a method
96 // candidate can arise. Used for error reporting only.
97 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, Ord, PartialEq, PartialOrd)]
98 pub enum CandidateSource {
99     ImplSource(DefId),
100     TraitSource(DefId /* trait id */),
101 }
102
103 impl<'a, 'tcx> FnCtxt<'a, 'tcx> {
104     /// Determines whether the type `self_ty` supports a method name `method_name` or not.
105     pub fn method_exists(
106         &self,
107         method_name: Ident,
108         self_ty: Ty<'tcx>,
109         call_expr_id: hir::HirId,
110         allow_private: bool,
111     ) -> bool {
112         let mode = probe::Mode::MethodCall;
113         match self.probe_for_name(
114             method_name.span,
115             mode,
116             method_name,
117             IsSuggestion(false),
118             self_ty,
119             call_expr_id,
120             ProbeScope::TraitsInScope,
121         ) {
122             Ok(..) => true,
123             Err(NoMatch(..)) => false,
124             Err(Ambiguity(..)) => true,
125             Err(PrivateMatch(..)) => allow_private,
126             Err(IllegalSizedBound(..)) => true,
127             Err(BadReturnType) => bug!("no return type expectations but got BadReturnType"),
128         }
129     }
130
131     /// Adds a suggestion to call the given method to the provided diagnostic.
132     crate fn suggest_method_call(
133         &self,
134         err: &mut DiagnosticBuilder<'a>,
135         msg: &str,
136         method_name: Ident,
137         self_ty: Ty<'tcx>,
138         call_expr: &hir::Expr<'_>,
139     ) {
140         let params = self
141             .probe_for_name(
142                 method_name.span,
143                 probe::Mode::MethodCall,
144                 method_name,
145                 IsSuggestion(false),
146                 self_ty,
147                 call_expr.hir_id,
148                 ProbeScope::TraitsInScope,
149             )
150             .map(|pick| {
151                 let sig = self.tcx.fn_sig(pick.item.def_id);
152                 sig.inputs().skip_binder().len().saturating_sub(1)
153             })
154             .unwrap_or(0);
155
156         // Account for `foo.bar<T>`;
157         let sugg_span = call_expr.span.shrink_to_hi();
158         let (suggestion, applicability) = (
159             format!("({})", (0..params).map(|_| "_").collect::<Vec<_>>().join(", ")),
160             if params > 0 { Applicability::HasPlaceholders } else { Applicability::MaybeIncorrect },
161         );
162
163         err.span_suggestion_verbose(sugg_span, msg, suggestion, applicability);
164     }
165
166     /// Performs method lookup. If lookup is successful, it will return the callee
167     /// and store an appropriate adjustment for the self-expr. In some cases it may
168     /// report an error (e.g., invoking the `drop` method).
169     ///
170     /// # Arguments
171     ///
172     /// Given a method call like `foo.bar::<T1,...Tn>(...)`:
173     ///
174     /// * `self`:                  the surrounding `FnCtxt` (!)
175     /// * `self_ty`:               the (unadjusted) type of the self expression (`foo`)
176     /// * `segment`:               the name and generic arguments of the method (`bar::<T1, ...Tn>`)
177     /// * `span`:                  the span for the method call
178     /// * `call_expr`:             the complete method call: (`foo.bar::<T1,...Tn>(...)`)
179     /// * `self_expr`:             the self expression (`foo`)
180     pub fn lookup_method(
181         &self,
182         self_ty: Ty<'tcx>,
183         segment: &hir::PathSegment<'_>,
184         span: Span,
185         call_expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
186         self_expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
187     ) -> Result<MethodCallee<'tcx>, MethodError<'tcx>> {
188         debug!(
189             "lookup(method_name={}, self_ty={:?}, call_expr={:?}, self_expr={:?})",
190             segment.ident, self_ty, call_expr, self_expr
191         );
192
193         let pick =
194             self.lookup_probe(span, segment.ident, self_ty, call_expr, ProbeScope::TraitsInScope)?;
195
196         for import_id in &pick.import_ids {
197             debug!("used_trait_import: {:?}", import_id);
198             Lrc::get_mut(&mut self.typeck_results.borrow_mut().used_trait_imports)
199                 .unwrap()
200                 .insert(*import_id);
201         }
202
203         self.tcx.check_stability(pick.item.def_id, Some(call_expr.hir_id), span);
204
205         let result =
206             self.confirm_method(span, self_expr, call_expr, self_ty, pick.clone(), segment);
207
208         if let Some(span) = result.illegal_sized_bound {
209             let mut needs_mut = false;
210             if let ty::Ref(region, t_type, mutability) = self_ty.kind {
211                 let trait_type = self
212                     .tcx
213                     .mk_ref(region, ty::TypeAndMut { ty: t_type, mutbl: mutability.invert() });
214                 // We probe again to see if there might be a borrow mutability discrepancy.
215                 match self.lookup_probe(
216                     span,
217                     segment.ident,
218                     trait_type,
219                     call_expr,
220                     ProbeScope::TraitsInScope,
221                 ) {
222                     Ok(ref new_pick) if *new_pick != pick => {
223                         needs_mut = true;
224                     }
225                     _ => {}
226                 }
227             }
228
229             // We probe again, taking all traits into account (not only those in scope).
230             let candidates = match self.lookup_probe(
231                 span,
232                 segment.ident,
233                 self_ty,
234                 call_expr,
235                 ProbeScope::AllTraits,
236             ) {
237                 // If we find a different result the caller probably forgot to import a trait.
238                 Ok(ref new_pick) if *new_pick != pick => vec![new_pick.item.container.id()],
239                 Err(Ambiguity(ref sources)) => sources
240                     .iter()
241                     .filter_map(|source| {
242                         match *source {
243                             // Note: this cannot come from an inherent impl,
244                             // because the first probing succeeded.
245                             ImplSource(def) => self.tcx.trait_id_of_impl(def),
246                             TraitSource(_) => None,
247                         }
248                     })
249                     .collect(),
250                 _ => Vec::new(),
251             };
252
253             return Err(IllegalSizedBound(candidates, needs_mut, span));
254         }
255
256         Ok(result.callee)
257     }
258
259     pub fn lookup_probe(
260         &self,
261         span: Span,
262         method_name: Ident,
263         self_ty: Ty<'tcx>,
264         call_expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
265         scope: ProbeScope,
266     ) -> probe::PickResult<'tcx> {
267         let mode = probe::Mode::MethodCall;
268         let self_ty = self.resolve_vars_if_possible(&self_ty);
269         self.probe_for_name(
270             span,
271             mode,
272             method_name,
273             IsSuggestion(false),
274             self_ty,
275             call_expr.hir_id,
276             scope,
277         )
278     }
279
280     /// `lookup_method_in_trait` is used for overloaded operators.
281     /// It does a very narrow slice of what the normal probe/confirm path does.
282     /// In particular, it doesn't really do any probing: it simply constructs
283     /// an obligation for a particular trait with the given self type and checks
284     /// whether that trait is implemented.
285     //
286     // FIXME(#18741): it seems likely that we can consolidate some of this
287     // code with the other method-lookup code. In particular, the second half
288     // of this method is basically the same as confirmation.
289     pub fn lookup_method_in_trait(
290         &self,
291         span: Span,
292         m_name: Ident,
293         trait_def_id: DefId,
294         self_ty: Ty<'tcx>,
295         opt_input_types: Option<&[Ty<'tcx>]>,
296     ) -> Option<InferOk<'tcx, MethodCallee<'tcx>>> {
297         debug!(
298             "lookup_in_trait_adjusted(self_ty={:?}, m_name={}, trait_def_id={:?})",
299             self_ty, m_name, trait_def_id
300         );
301
302         // Construct a trait-reference `self_ty : Trait<input_tys>`
303         let substs = InternalSubsts::for_item(self.tcx, trait_def_id, |param, _| {
304             match param.kind {
305                 GenericParamDefKind::Lifetime | GenericParamDefKind::Const => {}
306                 GenericParamDefKind::Type { .. } => {
307                     if param.index == 0 {
308                         return self_ty.into();
309                     } else if let Some(ref input_types) = opt_input_types {
310                         return input_types[param.index as usize - 1].into();
311                     }
312                 }
313             }
314             self.var_for_def(span, param)
315         });
316
317         let trait_ref = ty::TraitRef::new(trait_def_id, substs);
318
319         // Construct an obligation
320         let poly_trait_ref = trait_ref.to_poly_trait_ref();
321         let obligation = traits::Obligation::misc(
322             span,
323             self.body_id,
324             self.param_env,
325             poly_trait_ref.without_const().to_predicate(self.tcx),
326         );
327
328         // Now we want to know if this can be matched
329         if !self.predicate_may_hold(&obligation) {
330             debug!("--> Cannot match obligation");
331             return None; // Cannot be matched, no such method resolution is possible.
332         }
333
334         // Trait must have a method named `m_name` and it should not have
335         // type parameters or early-bound regions.
336         let tcx = self.tcx;
337         let method_item = match self.associated_item(trait_def_id, m_name, Namespace::ValueNS) {
338             Some(method_item) => method_item,
339             None => {
340                 tcx.sess.delay_span_bug(
341                     span,
342                     "operator trait does not have corresponding operator method",
343                 );
344                 return None;
345             }
346         };
347         let def_id = method_item.def_id;
348         let generics = tcx.generics_of(def_id);
349         assert_eq!(generics.params.len(), 0);
350
351         debug!("lookup_in_trait_adjusted: method_item={:?}", method_item);
352         let mut obligations = vec![];
353
354         // Instantiate late-bound regions and substitute the trait
355         // parameters into the method type to get the actual method type.
356         //
357         // N.B., instantiate late-bound regions first so that
358         // `instantiate_type_scheme` can normalize associated types that
359         // may reference those regions.
360         let fn_sig = tcx.fn_sig(def_id);
361         let fn_sig = self.replace_bound_vars_with_fresh_vars(span, infer::FnCall, &fn_sig).0;
362         let fn_sig = fn_sig.subst(self.tcx, substs);
363
364         let InferOk { value, obligations: o } =
365             self.normalize_associated_types_in_as_infer_ok(span, &fn_sig);
366         let fn_sig = {
367             obligations.extend(o);
368             value
369         };
370
371         // Register obligations for the parameters. This will include the
372         // `Self` parameter, which in turn has a bound of the main trait,
373         // so this also effectively registers `obligation` as well.  (We
374         // used to register `obligation` explicitly, but that resulted in
375         // double error messages being reported.)
376         //
377         // Note that as the method comes from a trait, it should not have
378         // any late-bound regions appearing in its bounds.
379         let bounds = self.tcx.predicates_of(def_id).instantiate(self.tcx, substs);
380
381         let InferOk { value, obligations: o } =
382             self.normalize_associated_types_in_as_infer_ok(span, &bounds);
383         let bounds = {
384             obligations.extend(o);
385             value
386         };
387
388         assert!(!bounds.has_escaping_bound_vars());
389
390         let cause = traits::ObligationCause::misc(span, self.body_id);
391         obligations.extend(traits::predicates_for_generics(cause.clone(), self.param_env, bounds));
392
393         // Also add an obligation for the method type being well-formed.
394         let method_ty = tcx.mk_fn_ptr(ty::Binder::bind(fn_sig));
395         debug!(
396             "lookup_in_trait_adjusted: matched method method_ty={:?} obligation={:?}",
397             method_ty, obligation
398         );
399         obligations.push(traits::Obligation::new(
400             cause,
401             self.param_env,
402             ty::PredicateKind::WellFormed(method_ty.into()).to_predicate(tcx),
403         ));
404
405         let callee = MethodCallee { def_id, substs: trait_ref.substs, sig: fn_sig };
406
407         debug!("callee = {:?}", callee);
408
409         Some(InferOk { obligations, value: callee })
410     }
411
412     pub fn resolve_ufcs(
413         &self,
414         span: Span,
415         method_name: Ident,
416         self_ty: Ty<'tcx>,
417         expr_id: hir::HirId,
418     ) -> Result<(DefKind, DefId), MethodError<'tcx>> {
419         debug!(
420             "resolve_ufcs: method_name={:?} self_ty={:?} expr_id={:?}",
421             method_name, self_ty, expr_id,
422         );
423
424         let tcx = self.tcx;
425
426         // Check if we have an enum variant.
427         if let ty::Adt(adt_def, _) = self_ty.kind {
428             if adt_def.is_enum() {
429                 let variant_def = adt_def
430                     .variants
431                     .iter()
432                     .find(|vd| tcx.hygienic_eq(method_name, vd.ident, adt_def.did));
433                 if let Some(variant_def) = variant_def {
434                     // Braced variants generate unusable names in value namespace (reserved for
435                     // possible future use), so variants resolved as associated items may refer to
436                     // them as well. It's ok to use the variant's id as a ctor id since an
437                     // error will be reported on any use of such resolution anyway.
438                     let ctor_def_id = variant_def.ctor_def_id.unwrap_or(variant_def.def_id);
439                     tcx.check_stability(ctor_def_id, Some(expr_id), span);
440                     return Ok((
441                         DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, variant_def.ctor_kind),
442                         ctor_def_id,
443                     ));
444                 }
445             }
446         }
447
448         let pick = self.probe_for_name(
449             span,
450             probe::Mode::Path,
451             method_name,
452             IsSuggestion(false),
453             self_ty,
454             expr_id,
455             ProbeScope::TraitsInScope,
456         )?;
457         debug!("resolve_ufcs: pick={:?}", pick);
458         {
459             let mut typeck_results = self.typeck_results.borrow_mut();
460             let used_trait_imports = Lrc::get_mut(&mut typeck_results.used_trait_imports).unwrap();
461             for import_id in pick.import_ids {
462                 debug!("resolve_ufcs: used_trait_import: {:?}", import_id);
463                 used_trait_imports.insert(import_id);
464             }
465         }
466
467         let def_kind = pick.item.kind.as_def_kind();
468         debug!("resolve_ufcs: def_kind={:?}, def_id={:?}", def_kind, pick.item.def_id);
469         tcx.check_stability(pick.item.def_id, Some(expr_id), span);
470         Ok((def_kind, pick.item.def_id))
471     }
472
473     /// Finds item with name `item_name` defined in impl/trait `def_id`
474     /// and return it, or `None`, if no such item was defined there.
475     pub fn associated_item(
476         &self,
477         def_id: DefId,
478         item_name: Ident,
479         ns: Namespace,
480     ) -> Option<ty::AssocItem> {
481         self.tcx
482             .associated_items(def_id)
483             .find_by_name_and_namespace(self.tcx, item_name, ns, def_id)
484             .copied()
485     }
486 }