src/librustc_typeck/impl_wf_check.rs

   1 //! This pass enforces various "well-formedness constraints" on impls.
   2 //! Logically, it is part of wfcheck -- but we do it early so that we
   3 //! can stop compilation afterwards, since part of the trait matching
   4 //! infrastructure gets very grumpy if these conditions don't hold. In
   5 //! particular, if there are type parameters that are not part of the
   6 //! impl, then coherence will report strange inference ambiguity
   7 //! errors; if impls have duplicate items, we get misleading
   8 //! specialization errors. These things can (and probably should) be
   9 //! fixed, but for the moment it's easier to do these checks early.
  10
  11 use crate::constrained_generic_params as cgp;
  12 use rustc::hir;
  13 use rustc::hir::itemlikevisit::ItemLikeVisitor;
  14 use rustc::hir::def_id::DefId;
  15 use rustc::ty::{self, TyCtxt, TypeFoldable};
  16 use rustc::ty::query::Providers;
  17 use rustc::util::nodemap::{FxHashMap, FxHashSet};
  18 use std::collections::hash_map::Entry::{Occupied, Vacant};
  19
  20 use syntax_pos::Span;
  21
  22 /// Checks that all the type/lifetime parameters on an impl also
  23 /// appear in the trait ref or self type (or are constrained by a
  24 /// where-clause). These rules are needed to ensure that, given a
  25 /// trait ref like `<T as Trait<U>>`, we can derive the values of all
  26 /// parameters on the impl (which is needed to make specialization
  27 /// possible).
  28 ///
  29 /// However, in the case of lifetimes, we only enforce these rules if
  30 /// the lifetime parameter is used in an associated type. This is a
  31 /// concession to backwards compatibility; see comment at the end of
  32 /// the fn for details.
  33 ///
  34 /// Example:
  35 ///
  36 /// ```rust,ignore (pseudo-Rust)
  37 /// impl<T> Trait<Foo> for Bar { ... }
  38 /// //   ^ T does not appear in `Foo` or `Bar`, error!
  39 ///
  40 /// impl<T> Trait<Foo<T>> for Bar { ... }
  41 /// //   ^ T appears in `Foo<T>`, ok.
  42 ///
  43 /// impl<T> Trait<Foo> for Bar where Bar: Iterator<Item = T> { ... }
  44 /// //   ^ T is bound to `<Bar as Iterator>::Item`, ok.
  45 ///
  46 /// impl<'a> Trait<Foo> for Bar { }
  47 /// //   ^ 'a is unused, but for back-compat we allow it
  48 ///
  49 /// impl<'a> Trait<Foo> for Bar { type X = &'a i32; }
  50 /// //   ^ 'a is unused and appears in assoc type, error
  51 /// ```
  52 pub fn impl_wf_check(tcx: TyCtxt<'_>) {
  53     // We will tag this as part of the WF check -- logically, it is,
  54     // but it's one that we must perform earlier than the rest of
  55     // WfCheck.
  56     for &module in tcx.hir().krate().modules.keys() {
  57         tcx.ensure().check_mod_impl_wf(tcx.hir().local_def_id(module));
  58     }
  59 }
  60
  61 fn check_mod_impl_wf(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: DefId) {
  62     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(
  63         module_def_id,
  64         &mut ImplWfCheck { tcx }
  65     );
  66 }
  67
  68 pub fn provide(providers: &mut Providers<'_>) {
  69     *providers = Providers {
  70         check_mod_impl_wf,
  71         ..*providers
  72     };
  73 }
  74
  75 struct ImplWfCheck<'tcx> {
  76     tcx: TyCtxt<'tcx>,
  77 }
  78
  79 impl ItemLikeVisitor<'tcx> for ImplWfCheck<'tcx> {
  80     fn visit_item(&mut self, item: &'tcx hir::Item) {
  81         if let hir::ItemKind::Impl(.., ref impl_item_refs) = item.kind {
  82             let impl_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(item.hir_id);
  83             enforce_impl_params_are_constrained(self.tcx,
  84                                                 impl_def_id,
  85                                                 impl_item_refs);
  86             enforce_impl_items_are_distinct(self.tcx, impl_item_refs);
  87         }
  88     }
  89
  90     fn visit_trait_item(&mut self, _trait_item: &'tcx hir::TraitItem) { }
  91
  92     fn visit_impl_item(&mut self, _impl_item: &'tcx hir::ImplItem) { }
  93 }
  94
  95 fn enforce_impl_params_are_constrained(
  96     tcx: TyCtxt<'_>,
  97     impl_def_id: DefId,
  98     impl_item_refs: &[hir::ImplItemRef],
  99 ) {
 100     // Every lifetime used in an associated type must be constrained.
 101     let impl_self_ty = tcx.type_of(impl_def_id);
 102     if impl_self_ty.references_error() {
 103         // Don't complain about unconstrained type params when self ty isn't known due to errors.
 104         // (#36836)
 105         tcx.sess.delay_span_bug(
 106             tcx.def_span(impl_def_id),
 107             "potentially unconstrained type parameters weren't evaluated",
 108         );
 109         return;
 110     }
 111     let impl_generics = tcx.generics_of(impl_def_id);
 112     let impl_predicates = tcx.predicates_of(impl_def_id);
 113     let impl_trait_ref = tcx.impl_trait_ref(impl_def_id);
 114
 115     let mut input_parameters = cgp::parameters_for_impl(impl_self_ty, impl_trait_ref);
 116     cgp::identify_constrained_generic_params(
 117         tcx, impl_predicates, impl_trait_ref, &mut input_parameters);
 118
 119     // Disallow unconstrained lifetimes, but only if they appear in assoc types.
 120     let lifetimes_in_associated_types: FxHashSet<_> = impl_item_refs.iter()
 121         .map(|item_ref| tcx.hir().local_def_id(item_ref.id.hir_id))
 122         .filter(|&def_id| {
 123             let item = tcx.associated_item(def_id);
 124             item.kind == ty::AssocKind::Type && item.defaultness.has_value()
 125         })
 126         .flat_map(|def_id| {
 127             cgp::parameters_for(&tcx.type_of(def_id), true)
 128         }).collect();
 129
 130     for param in &impl_generics.params {
 131         match param.kind {
 132             // Disallow ANY unconstrained type parameters.
 133             ty::GenericParamDefKind::Type { .. } => {
 134                 let param_ty = ty::ParamTy::for_def(param);
 135                 if !input_parameters.contains(&cgp::Parameter::from(param_ty)) {
 136                     report_unused_parameter(tcx,
 137                                             tcx.def_span(param.def_id),
 138                                             "type",
 139                                             &param_ty.to_string());
 140                 }
 141             }
 142             ty::GenericParamDefKind::Lifetime => {
 143                 let param_lt = cgp::Parameter::from(param.to_early_bound_region_data());
 144                 if lifetimes_in_associated_types.contains(&param_lt) && // (*)
 145                     !input_parameters.contains(&param_lt) {
 146                     report_unused_parameter(tcx,
 147                                             tcx.def_span(param.def_id),
 148                                             "lifetime",
 149                                             &param.name.to_string());
 150                 }
 151             }
 152             ty::GenericParamDefKind::Const => {
 153                 let param_ct = ty::ParamConst::for_def(param);
 154                 if !input_parameters.contains(&cgp::Parameter::from(param_ct)) {
 155                     report_unused_parameter(tcx,
 156                                            tcx.def_span(param.def_id),
 157                                            "const",
 158                                            &param_ct.to_string());
 159                 }
 160             }
 161         }
 162     }
 163
 164     // (*) This is a horrible concession to reality. I think it'd be
 165     // better to just ban unconstrianed lifetimes outright, but in
 166     // practice people do non-hygenic macros like:
 167     //
 168     // ```
 169     // macro_rules! __impl_slice_eq1 {
 170     //     ($Lhs: ty, $Rhs: ty, $Bound: ident) => {
 171     //         impl<'a, 'b, A: $Bound, B> PartialEq<$Rhs> for $Lhs where A: PartialEq<B> {
 172     //            ....
 173     //         }
 174     //     }
 175     // }
 176     // ```
 177     //
 178     // In a concession to backwards compatibility, we continue to
 179     // permit those, so long as the lifetimes aren't used in
 180     // associated types. I believe this is sound, because lifetimes
 181     // used elsewhere are not projected back out.
 182 }
 183
 184 fn report_unused_parameter(tcx: TyCtxt<'_>, span: Span, kind: &str, name: &str) {
 185     struct_span_err!(
 186         tcx.sess, span, E0207,
 187         "the {} parameter `{}` is not constrained by the \
 188         impl trait, self type, or predicates",
 189         kind, name)
 190         .span_label(span, format!("unconstrained {} parameter", kind))
 191         .emit();
 192 }
 193
 194 /// Enforce that we do not have two items in an impl with the same name.
 195 fn enforce_impl_items_are_distinct(tcx: TyCtxt<'_>, impl_item_refs: &[hir::ImplItemRef]) {
 196     let mut seen_type_items = FxHashMap::default();
 197     let mut seen_value_items = FxHashMap::default();
 198     for impl_item_ref in impl_item_refs {
 199         let impl_item = tcx.hir().impl_item(impl_item_ref.id);
 200         let seen_items = match impl_item.kind {
 201             hir::ImplItemKind::TyAlias(_) => &mut seen_type_items,
 202             _                          => &mut seen_value_items,
 203         };
 204         match seen_items.entry(impl_item.ident.modern()) {
 205             Occupied(entry) => {
 206                 let mut err = struct_span_err!(tcx.sess, impl_item.span, E0201,
 207                                                "duplicate definitions with name `{}`:",
 208                                                impl_item.ident);
 209                 err.span_label(*entry.get(),
 210                                format!("previous definition of `{}` here",
 211                                        impl_item.ident));
 212                 err.span_label(impl_item.span, "duplicate definition");
 213                 err.emit();
 214             }
 215             Vacant(entry) => {
 216                 entry.insert(impl_item.span);
 217             }
 218         }
 219     }
 220 }