]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/cmd/compile/internal/types2/api.go
ca42c394336e94df7a61044a7af1e0da927d179c
[gostls13.git] / src / cmd / compile / internal / types2 / api.go
1 // Copyright 2012 The Go Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style
3 // license that can be found in the LICENSE file.
4
5 // Package types declares the data types and implements
6 // the algorithms for type-checking of Go packages. Use
7 // Config.Check to invoke the type checker for a package.
8 // Alternatively, create a new type checker with NewChecker
9 // and invoke it incrementally by calling Checker.Files.
10 //
11 // Type-checking consists of several interdependent phases:
12 //
13 // Name resolution maps each identifier (syntax.Name) in the program to the
14 // language object (Object) it denotes.
15 // Use Info.{Defs,Uses,Implicits} for the results of name resolution.
16 //
17 // Constant folding computes the exact constant value (constant.Value)
18 // for every expression (syntax.Expr) that is a compile-time constant.
19 // Use Info.Types[expr].Value for the results of constant folding.
20 //
21 // Type inference computes the type (Type) of every expression (syntax.Expr)
22 // and checks for compliance with the language specification.
23 // Use Info.Types[expr].Type for the results of type inference.
24 package types2
25
26 import (
27         "cmd/compile/internal/syntax"
28         "fmt"
29         "go/constant"
30         . "internal/types/errors"
31         "strings"
32 )
33
34 // An Error describes a type-checking error; it implements the error interface.
35 // A "soft" error is an error that still permits a valid interpretation of a
36 // package (such as "unused variable"); "hard" errors may lead to unpredictable
37 // behavior if ignored.
38 type Error struct {
39         Pos  syntax.Pos // error position
40         Msg  string     // default error message, user-friendly
41         Full string     // full error message, for debugging (may contain internal details)
42         Soft bool       // if set, error is "soft"
43         Code Code       // error code
44 }
45
46 // Error returns an error string formatted as follows:
47 // filename:line:column: message
48 func (err Error) Error() string {
49         return fmt.Sprintf("%s: %s", err.Pos, err.Msg)
50 }
51
52 // FullError returns an error string like Error, buy it may contain
53 // type-checker internal details such as subscript indices for type
54 // parameters and more. Useful for debugging.
55 func (err Error) FullError() string {
56         return fmt.Sprintf("%s: %s", err.Pos, err.Full)
57 }
58
59 // An ArgumentError holds an error associated with an argument index.
60 type ArgumentError struct {
61         Index int
62         Err   error
63 }
64
65 func (e *ArgumentError) Error() string { return e.Err.Error() }
66 func (e *ArgumentError) Unwrap() error { return e.Err }
67
68 // An Importer resolves import paths to Packages.
69 //
70 // CAUTION: This interface does not support the import of locally
71 // vendored packages. See https://golang.org/s/go15vendor.
72 // If possible, external implementations should implement ImporterFrom.
73 type Importer interface {
74         // Import returns the imported package for the given import path.
75         // The semantics is like for ImporterFrom.ImportFrom except that
76         // dir and mode are ignored (since they are not present).
77         Import(path string) (*Package, error)
78 }
79
80 // ImportMode is reserved for future use.
81 type ImportMode int
82
83 // An ImporterFrom resolves import paths to packages; it
84 // supports vendoring per https://golang.org/s/go15vendor.
85 // Use go/importer to obtain an ImporterFrom implementation.
86 type ImporterFrom interface {
87         // Importer is present for backward-compatibility. Calling
88         // Import(path) is the same as calling ImportFrom(path, "", 0);
89         // i.e., locally vendored packages may not be found.
90         // The types package does not call Import if an ImporterFrom
91         // is present.
92         Importer
93
94         // ImportFrom returns the imported package for the given import
95         // path when imported by a package file located in dir.
96         // If the import failed, besides returning an error, ImportFrom
97         // is encouraged to cache and return a package anyway, if one
98         // was created. This will reduce package inconsistencies and
99         // follow-on type checker errors due to the missing package.
100         // The mode value must be 0; it is reserved for future use.
101         // Two calls to ImportFrom with the same path and dir must
102         // return the same package.
103         ImportFrom(path, dir string, mode ImportMode) (*Package, error)
104 }
105
106 // A Config specifies the configuration for type checking.
107 // The zero value for Config is a ready-to-use default configuration.
108 type Config struct {
109         // Context is the context used for resolving global identifiers. If nil, the
110         // type checker will initialize this field with a newly created context.
111         Context *Context
112
113         // GoVersion describes the accepted Go language version. The string must
114         // start with a prefix of the form "go%d.%d" (e.g. "go1.20", "go1.21rc1", or
115         // "go1.21.0") or it must be empty; an empty string disables Go language
116         // version checks. If the format is invalid, invoking the type checker will
117         // result in an error.
118         GoVersion string
119
120         // If IgnoreFuncBodies is set, function bodies are not
121         // type-checked.
122         IgnoreFuncBodies bool
123
124         // If FakeImportC is set, `import "C"` (for packages requiring Cgo)
125         // declares an empty "C" package and errors are omitted for qualified
126         // identifiers referring to package C (which won't find an object).
127         // This feature is intended for the standard library cmd/api tool.
128         //
129         // Caution: Effects may be unpredictable due to follow-on errors.
130         //          Do not use casually!
131         FakeImportC bool
132
133         // If IgnoreBranchErrors is set, branch/label errors are ignored.
134         IgnoreBranchErrors bool
135
136         // If go115UsesCgo is set, the type checker expects the
137         // _cgo_gotypes.go file generated by running cmd/cgo to be
138         // provided as a package source file. Qualified identifiers
139         // referring to package C will be resolved to cgo-provided
140         // declarations within _cgo_gotypes.go.
141         //
142         // It is an error to set both FakeImportC and go115UsesCgo.
143         go115UsesCgo bool
144
145         // If Trace is set, a debug trace is printed to stdout.
146         Trace bool
147
148         // If Error != nil, it is called with each error found
149         // during type checking; err has dynamic type Error.
150         // Secondary errors (for instance, to enumerate all types
151         // involved in an invalid recursive type declaration) have
152         // error strings that start with a '\t' character.
153         // If Error == nil, type-checking stops with the first
154         // error found.
155         Error func(err error)
156
157         // An importer is used to import packages referred to from
158         // import declarations.
159         // If the installed importer implements ImporterFrom, the type
160         // checker calls ImportFrom instead of Import.
161         // The type checker reports an error if an importer is needed
162         // but none was installed.
163         Importer Importer
164
165         // If Sizes != nil, it provides the sizing functions for package unsafe.
166         // Otherwise SizesFor("gc", "amd64") is used instead.
167         Sizes Sizes
168
169         // If DisableUnusedImportCheck is set, packages are not checked
170         // for unused imports.
171         DisableUnusedImportCheck bool
172
173         // If a non-empty ErrorURL format string is provided, it is used
174         // to format an error URL link that is appended to the first line
175         // of an error message. ErrorURL must be a format string containing
176         // exactly one "%s" format, e.g. "[go.dev/e/%s]".
177         ErrorURL string
178 }
179
180 func srcimporter_setUsesCgo(conf *Config) {
181         conf.go115UsesCgo = true
182 }
183
184 // Info holds result type information for a type-checked package.
185 // Only the information for which a map is provided is collected.
186 // If the package has type errors, the collected information may
187 // be incomplete.
188 type Info struct {
189         // Types maps expressions to their types, and for constant
190         // expressions, also their values. Invalid expressions are
191         // omitted.
192         //
193         // For (possibly parenthesized) identifiers denoting built-in
194         // functions, the recorded signatures are call-site specific:
195         // if the call result is not a constant, the recorded type is
196         // an argument-specific signature. Otherwise, the recorded type
197         // is invalid.
198         //
199         // The Types map does not record the type of every identifier,
200         // only those that appear where an arbitrary expression is
201         // permitted. For instance, the identifier f in a selector
202         // expression x.f is found only in the Selections map, the
203         // identifier z in a variable declaration 'var z int' is found
204         // only in the Defs map, and identifiers denoting packages in
205         // qualified identifiers are collected in the Uses map.
206         Types map[syntax.Expr]TypeAndValue
207
208         // If StoreTypesInSyntax is set, type information identical to
209         // that which would be put in the Types map, will be set in
210         // syntax.Expr.TypeAndValue (independently of whether Types
211         // is nil or not).
212         StoreTypesInSyntax bool
213
214         // Instances maps identifiers denoting generic types or functions to their
215         // type arguments and instantiated type.
216         //
217         // For example, Instances will map the identifier for 'T' in the type
218         // instantiation T[int, string] to the type arguments [int, string] and
219         // resulting instantiated *Named type. Given a generic function
220         // func F[A any](A), Instances will map the identifier for 'F' in the call
221         // expression F(int(1)) to the inferred type arguments [int], and resulting
222         // instantiated *Signature.
223         //
224         // Invariant: Instantiating Uses[id].Type() with Instances[id].TypeArgs
225         // results in an equivalent of Instances[id].Type.
226         Instances map[*syntax.Name]Instance
227
228         // Defs maps identifiers to the objects they define (including
229         // package names, dots "." of dot-imports, and blank "_" identifiers).
230         // For identifiers that do not denote objects (e.g., the package name
231         // in package clauses, or symbolic variables t in t := x.(type) of
232         // type switch headers), the corresponding objects are nil.
233         //
234         // For an embedded field, Defs returns the field *Var it defines.
235         //
236         // Invariant: Defs[id] == nil || Defs[id].Pos() == id.Pos()
237         Defs map[*syntax.Name]Object
238
239         // Uses maps identifiers to the objects they denote.
240         //
241         // For an embedded field, Uses returns the *TypeName it denotes.
242         //
243         // Invariant: Uses[id].Pos() != id.Pos()
244         Uses map[*syntax.Name]Object
245
246         // Implicits maps nodes to their implicitly declared objects, if any.
247         // The following node and object types may appear:
248         //
249         //     node               declared object
250         //
251         //     *syntax.ImportDecl    *PkgName for imports without renames
252         //     *syntax.CaseClause    type-specific *Var for each type switch case clause (incl. default)
253         //     *syntax.Field         anonymous parameter *Var (incl. unnamed results)
254         //
255         Implicits map[syntax.Node]Object
256
257         // Selections maps selector expressions (excluding qualified identifiers)
258         // to their corresponding selections.
259         Selections map[*syntax.SelectorExpr]*Selection
260
261         // Scopes maps syntax.Nodes to the scopes they define. Package scopes are not
262         // associated with a specific node but with all files belonging to a package.
263         // Thus, the package scope can be found in the type-checked Package object.
264         // Scopes nest, with the Universe scope being the outermost scope, enclosing
265         // the package scope, which contains (one or more) files scopes, which enclose
266         // function scopes which in turn enclose statement and function literal scopes.
267         // Note that even though package-level functions are declared in the package
268         // scope, the function scopes are embedded in the file scope of the file
269         // containing the function declaration.
270         //
271         // The following node types may appear in Scopes:
272         //
273         //     *syntax.File
274         //     *syntax.FuncType
275         //     *syntax.TypeDecl
276         //     *syntax.BlockStmt
277         //     *syntax.IfStmt
278         //     *syntax.SwitchStmt
279         //     *syntax.CaseClause
280         //     *syntax.CommClause
281         //     *syntax.ForStmt
282         //
283         Scopes map[syntax.Node]*Scope
284
285         // InitOrder is the list of package-level initializers in the order in which
286         // they must be executed. Initializers referring to variables related by an
287         // initialization dependency appear in topological order, the others appear
288         // in source order. Variables without an initialization expression do not
289         // appear in this list.
290         InitOrder []*Initializer
291
292         // FileVersions maps a file to its Go version string.
293         // If the file doesn't specify a version, the reported
294         // string is Config.GoVersion.
295         // Version strings begin with “go”, like “go1.21”, and
296         // are suitable for use with the [go/version] package.
297         FileVersions map[*syntax.PosBase]string
298 }
299
300 func (info *Info) recordTypes() bool {
301         return info.Types != nil || info.StoreTypesInSyntax
302 }
303
304 // TypeOf returns the type of expression e, or nil if not found.
305 // Precondition 1: the Types map is populated or StoreTypesInSynax is set.
306 // Precondition 2: Uses and Defs maps are populated.
307 func (info *Info) TypeOf(e syntax.Expr) Type {
308         if info.Types != nil {
309                 if t, ok := info.Types[e]; ok {
310                         return t.Type
311                 }
312         } else if info.StoreTypesInSyntax {
313                 if tv := e.GetTypeInfo(); tv.Type != nil {
314                         return tv.Type
315                 }
316         }
317
318         if id, _ := e.(*syntax.Name); id != nil {
319                 if obj := info.ObjectOf(id); obj != nil {
320                         return obj.Type()
321                 }
322         }
323         return nil
324 }
325
326 // ObjectOf returns the object denoted by the specified id,
327 // or nil if not found.
328 //
329 // If id is an embedded struct field, ObjectOf returns the field (*Var)
330 // it defines, not the type (*TypeName) it uses.
331 //
332 // Precondition: the Uses and Defs maps are populated.
333 func (info *Info) ObjectOf(id *syntax.Name) Object {
334         if obj := info.Defs[id]; obj != nil {
335                 return obj
336         }
337         return info.Uses[id]
338 }
339
340 // PkgNameOf returns the local package name defined by the import,
341 // or nil if not found.
342 //
343 // For dot-imports, the package name is ".".
344 //
345 // Precondition: the Defs and Implicts maps are populated.
346 func (info *Info) PkgNameOf(imp *syntax.ImportDecl) *PkgName {
347         var obj Object
348         if imp.LocalPkgName != nil {
349                 obj = info.Defs[imp.LocalPkgName]
350         } else {
351                 obj = info.Implicits[imp]
352         }
353         pkgname, _ := obj.(*PkgName)
354         return pkgname
355 }
356
357 // TypeAndValue reports the type and value (for constants)
358 // of the corresponding expression.
359 type TypeAndValue struct {
360         mode  operandMode
361         Type  Type
362         Value constant.Value
363 }
364
365 // IsVoid reports whether the corresponding expression
366 // is a function call without results.
367 func (tv TypeAndValue) IsVoid() bool {
368         return tv.mode == novalue
369 }
370
371 // IsType reports whether the corresponding expression specifies a type.
372 func (tv TypeAndValue) IsType() bool {
373         return tv.mode == typexpr
374 }
375
376 // IsBuiltin reports whether the corresponding expression denotes
377 // a (possibly parenthesized) built-in function.
378 func (tv TypeAndValue) IsBuiltin() bool {
379         return tv.mode == builtin
380 }
381
382 // IsValue reports whether the corresponding expression is a value.
383 // Builtins are not considered values. Constant values have a non-
384 // nil Value.
385 func (tv TypeAndValue) IsValue() bool {
386         switch tv.mode {
387         case constant_, variable, mapindex, value, nilvalue, commaok, commaerr:
388                 return true
389         }
390         return false
391 }
392
393 // IsNil reports whether the corresponding expression denotes the
394 // predeclared value nil. Depending on context, it may have been
395 // given a type different from UntypedNil.
396 func (tv TypeAndValue) IsNil() bool {
397         return tv.mode == nilvalue
398 }
399
400 // Addressable reports whether the corresponding expression
401 // is addressable (https://golang.org/ref/spec#Address_operators).
402 func (tv TypeAndValue) Addressable() bool {
403         return tv.mode == variable
404 }
405
406 // Assignable reports whether the corresponding expression
407 // is assignable to (provided a value of the right type).
408 func (tv TypeAndValue) Assignable() bool {
409         return tv.mode == variable || tv.mode == mapindex
410 }
411
412 // HasOk reports whether the corresponding expression may be
413 // used on the rhs of a comma-ok assignment.
414 func (tv TypeAndValue) HasOk() bool {
415         return tv.mode == commaok || tv.mode == mapindex
416 }
417
418 // Instance reports the type arguments and instantiated type for type and
419 // function instantiations. For type instantiations, Type will be of dynamic
420 // type *Named. For function instantiations, Type will be of dynamic type
421 // *Signature.
422 type Instance struct {
423         TypeArgs *TypeList
424         Type     Type
425 }
426
427 // An Initializer describes a package-level variable, or a list of variables in case
428 // of a multi-valued initialization expression, and the corresponding initialization
429 // expression.
430 type Initializer struct {
431         Lhs []*Var // var Lhs = Rhs
432         Rhs syntax.Expr
433 }
434
435 func (init *Initializer) String() string {
436         var buf strings.Builder
437         for i, lhs := range init.Lhs {
438                 if i > 0 {
439                         buf.WriteString(", ")
440                 }
441                 buf.WriteString(lhs.Name())
442         }
443         buf.WriteString(" = ")
444         syntax.Fprint(&buf, init.Rhs, syntax.ShortForm)
445         return buf.String()
446 }
447
448 // Check type-checks a package and returns the resulting package object and
449 // the first error if any. Additionally, if info != nil, Check populates each
450 // of the non-nil maps in the Info struct.
451 //
452 // The package is marked as complete if no errors occurred, otherwise it is
453 // incomplete. See Config.Error for controlling behavior in the presence of
454 // errors.
455 //
456 // The package is specified by a list of *syntax.Files and corresponding
457 // file set, and the package path the package is identified with.
458 // The clean path must not be empty or dot (".").
459 func (conf *Config) Check(path string, files []*syntax.File, info *Info) (*Package, error) {
460         pkg := NewPackage(path, "")
461         return pkg, NewChecker(conf, pkg, info).Files(files)
462 }
463
464 // AssertableTo reports whether a value of type V can be asserted to have type T.
465 //
466 // The behavior of AssertableTo is unspecified in three cases:
467 //   - if T is Typ[Invalid]
468 //   - if V is a generalized interface; i.e., an interface that may only be used
469 //     as a type constraint in Go code
470 //   - if T is an uninstantiated generic type
471 func AssertableTo(V *Interface, T Type) bool {
472         // Checker.newAssertableTo suppresses errors for invalid types, so we need special
473         // handling here.
474         if !isValid(T.Underlying()) {
475                 return false
476         }
477         return (*Checker)(nil).newAssertableTo(nopos, V, T, nil)
478 }
479
480 // AssignableTo reports whether a value of type V is assignable to a variable
481 // of type T.
482 //
483 // The behavior of AssignableTo is unspecified if V or T is Typ[Invalid] or an
484 // uninstantiated generic type.
485 func AssignableTo(V, T Type) bool {
486         x := operand{mode: value, typ: V}
487         ok, _ := x.assignableTo(nil, T, nil) // check not needed for non-constant x
488         return ok
489 }
490
491 // ConvertibleTo reports whether a value of type V is convertible to a value of
492 // type T.
493 //
494 // The behavior of ConvertibleTo is unspecified if V or T is Typ[Invalid] or an
495 // uninstantiated generic type.
496 func ConvertibleTo(V, T Type) bool {
497         x := operand{mode: value, typ: V}
498         return x.convertibleTo(nil, T, nil) // check not needed for non-constant x
499 }
500
501 // Implements reports whether type V implements interface T.
502 //
503 // The behavior of Implements is unspecified if V is Typ[Invalid] or an uninstantiated
504 // generic type.
505 func Implements(V Type, T *Interface) bool {
506         if T.Empty() {
507                 // All types (even Typ[Invalid]) implement the empty interface.
508                 return true
509         }
510         // Checker.implements suppresses errors for invalid types, so we need special
511         // handling here.
512         if !isValid(V.Underlying()) {
513                 return false
514         }
515         return (*Checker)(nil).implements(nopos, V, T, false, nil)
516 }
517
518 // Satisfies reports whether type V satisfies the constraint T.
519 //
520 // The behavior of Satisfies is unspecified if V is Typ[Invalid] or an uninstantiated
521 // generic type.
522 func Satisfies(V Type, T *Interface) bool {
523         return (*Checker)(nil).implements(nopos, V, T, true, nil)
524 }
525
526 // Identical reports whether x and y are identical types.
527 // Receivers of Signature types are ignored.
528 func Identical(x, y Type) bool {
529         var c comparer
530         return c.identical(x, y, nil)
531 }
532
533 // IdenticalIgnoreTags reports whether x and y are identical types if tags are ignored.
534 // Receivers of Signature types are ignored.
535 func IdenticalIgnoreTags(x, y Type) bool {
536         var c comparer
537         c.ignoreTags = true
538         return c.identical(x, y, nil)
539 }