]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/go/types/api.go
go/types, types2: introduce _Alias type node
[gostls13.git] / src / go / types / 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 (ast.Ident) 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 (ast.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 ([ast.Expr])
22 // and checks for compliance with the language specification.
23 // Use [Info.Types][expr].Type for the results of type inference.
24 //
25 // For a tutorial, see https://golang.org/s/types-tutorial.
26 package types
27
28 import (
29         "bytes"
30         "fmt"
31         "go/ast"
32         "go/constant"
33         "go/token"
34         . "internal/types/errors"
35 )
36
37 // An Error describes a type-checking error; it implements the error interface.
38 // A "soft" error is an error that still permits a valid interpretation of a
39 // package (such as "unused variable"); "hard" errors may lead to unpredictable
40 // behavior if ignored.
41 type Error struct {
42         Fset *token.FileSet // file set for interpretation of Pos
43         Pos  token.Pos      // error position
44         Msg  string         // error message
45         Soft bool           // if set, error is "soft"
46
47         // go116code is a future API, unexported as the set of error codes is large
48         // and likely to change significantly during experimentation. Tools wishing
49         // to preview this feature may read go116code using reflection (see
50         // errorcodes_test.go), but beware that there is no guarantee of future
51         // compatibility.
52         go116code  Code
53         go116start token.Pos
54         go116end   token.Pos
55 }
56
57 // Error returns an error string formatted as follows:
58 // filename:line:column: message
59 func (err Error) Error() string {
60         return fmt.Sprintf("%s: %s", err.Fset.Position(err.Pos), err.Msg)
61 }
62
63 // An ArgumentError holds an error associated with an argument index.
64 type ArgumentError struct {
65         Index int
66         Err   error
67 }
68
69 func (e *ArgumentError) Error() string { return e.Err.Error() }
70 func (e *ArgumentError) Unwrap() error { return e.Err }
71
72 // An Importer resolves import paths to Packages.
73 //
74 // CAUTION: This interface does not support the import of locally
75 // vendored packages. See https://golang.org/s/go15vendor.
76 // If possible, external implementations should implement [ImporterFrom].
77 type Importer interface {
78         // Import returns the imported package for the given import path.
79         // The semantics is like for ImporterFrom.ImportFrom except that
80         // dir and mode are ignored (since they are not present).
81         Import(path string) (*Package, error)
82 }
83
84 // ImportMode is reserved for future use.
85 type ImportMode int
86
87 // An ImporterFrom resolves import paths to packages; it
88 // supports vendoring per https://golang.org/s/go15vendor.
89 // Use go/importer to obtain an ImporterFrom implementation.
90 type ImporterFrom interface {
91         // Importer is present for backward-compatibility. Calling
92         // Import(path) is the same as calling ImportFrom(path, "", 0);
93         // i.e., locally vendored packages may not be found.
94         // The types package does not call Import if an ImporterFrom
95         // is present.
96         Importer
97
98         // ImportFrom returns the imported package for the given import
99         // path when imported by a package file located in dir.
100         // If the import failed, besides returning an error, ImportFrom
101         // is encouraged to cache and return a package anyway, if one
102         // was created. This will reduce package inconsistencies and
103         // follow-on type checker errors due to the missing package.
104         // The mode value must be 0; it is reserved for future use.
105         // Two calls to ImportFrom with the same path and dir must
106         // return the same package.
107         ImportFrom(path, dir string, mode ImportMode) (*Package, error)
108 }
109
110 // A Config specifies the configuration for type checking.
111 // The zero value for Config is a ready-to-use default configuration.
112 type Config struct {
113         // Context is the context used for resolving global identifiers. If nil, the
114         // type checker will initialize this field with a newly created context.
115         Context *Context
116
117         // GoVersion describes the accepted Go language version. The string must
118         // start with a prefix of the form "go%d.%d" (e.g. "go1.20", "go1.21rc1", or
119         // "go1.21.0") or it must be empty; an empty string disables Go language
120         // version checks. If the format is invalid, invoking the type checker will
121         // result in an error.
122         GoVersion string
123
124         // If IgnoreFuncBodies is set, function bodies are not
125         // type-checked.
126         IgnoreFuncBodies bool
127
128         // If FakeImportC is set, `import "C"` (for packages requiring Cgo)
129         // declares an empty "C" package and errors are omitted for qualified
130         // identifiers referring to package C (which won't find an object).
131         // This feature is intended for the standard library cmd/api tool.
132         //
133         // Caution: Effects may be unpredictable due to follow-on errors.
134         //          Do not use casually!
135         FakeImportC bool
136
137         // If go115UsesCgo is set, the type checker expects the
138         // _cgo_gotypes.go file generated by running cmd/cgo to be
139         // provided as a package source file. Qualified identifiers
140         // referring to package C will be resolved to cgo-provided
141         // declarations within _cgo_gotypes.go.
142         //
143         // It is an error to set both FakeImportC and go115UsesCgo.
144         go115UsesCgo bool
145
146         // If _Trace is set, a debug trace is printed to stdout.
147         _Trace bool
148
149         // If Error != nil, it is called with each error found
150         // during type checking; err has dynamic type Error.
151         // Secondary errors (for instance, to enumerate all types
152         // involved in an invalid recursive type declaration) have
153         // error strings that start with a '\t' character.
154         // If Error == nil, type-checking stops with the first
155         // error found.
156         Error func(err error)
157
158         // An importer is used to import packages referred to from
159         // import declarations.
160         // If the installed importer implements ImporterFrom, the type
161         // checker calls ImportFrom instead of Import.
162         // The type checker reports an error if an importer is needed
163         // but none was installed.
164         Importer Importer
165
166         // If Sizes != nil, it provides the sizing functions for package unsafe.
167         // Otherwise SizesFor("gc", "amd64") is used instead.
168         Sizes Sizes
169
170         // If DisableUnusedImportCheck is set, packages are not checked
171         // for unused imports.
172         DisableUnusedImportCheck bool
173
174         // If EnableAlias is set, alias declarations produce an _Alias type.
175         // Otherwise the alias information is only in the type name, which
176         // points directly to the actual (aliased) type.
177         _EnableAlias bool
178
179         // If a non-empty _ErrorURL format string is provided, it is used
180         // to format an error URL link that is appended to the first line
181         // of an error message. ErrorURL must be a format string containing
182         // exactly one "%s" format, e.g. "[go.dev/e/%s]".
183         _ErrorURL string
184 }
185
186 func srcimporter_setUsesCgo(conf *Config) {
187         conf.go115UsesCgo = true
188 }
189
190 // Info holds result type information for a type-checked package.
191 // Only the information for which a map is provided is collected.
192 // If the package has type errors, the collected information may
193 // be incomplete.
194 type Info struct {
195         // Types maps expressions to their types, and for constant
196         // expressions, also their values. Invalid expressions are
197         // omitted.
198         //
199         // For (possibly parenthesized) identifiers denoting built-in
200         // functions, the recorded signatures are call-site specific:
201         // if the call result is not a constant, the recorded type is
202         // an argument-specific signature. Otherwise, the recorded type
203         // is invalid.
204         //
205         // The Types map does not record the type of every identifier,
206         // only those that appear where an arbitrary expression is
207         // permitted. For instance, the identifier f in a selector
208         // expression x.f is found only in the Selections map, the
209         // identifier z in a variable declaration 'var z int' is found
210         // only in the Defs map, and identifiers denoting packages in
211         // qualified identifiers are collected in the Uses map.
212         Types map[ast.Expr]TypeAndValue
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[*ast.Ident]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[*ast.Ident]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[*ast.Ident]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         //     *ast.ImportSpec    *PkgName for imports without renames
252         //     *ast.CaseClause    type-specific *Var for each type switch case clause (incl. default)
253         //     *ast.Field         anonymous parameter *Var (incl. unnamed results)
254         //
255         Implicits map[ast.Node]Object
256
257         // Selections maps selector expressions (excluding qualified identifiers)
258         // to their corresponding selections.
259         Selections map[*ast.SelectorExpr]*Selection
260
261         // Scopes maps ast.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         //     *ast.File
274         //     *ast.FuncType
275         //     *ast.TypeSpec
276         //     *ast.BlockStmt
277         //     *ast.IfStmt
278         //     *ast.SwitchStmt
279         //     *ast.TypeSwitchStmt
280         //     *ast.CaseClause
281         //     *ast.CommClause
282         //     *ast.ForStmt
283         //     *ast.RangeStmt
284         //
285         Scopes map[ast.Node]*Scope
286
287         // InitOrder is the list of package-level initializers in the order in which
288         // they must be executed. Initializers referring to variables related by an
289         // initialization dependency appear in topological order, the others appear
290         // in source order. Variables without an initialization expression do not
291         // appear in this list.
292         InitOrder []*Initializer
293
294         // FileVersions maps a file to its Go version string.
295         // If the file doesn't specify a version, the reported
296         // string is Config.GoVersion.
297         // Version strings begin with “go”, like “go1.21”, and
298         // are suitable for use with the [go/version] package.
299         FileVersions map[*ast.File]string
300 }
301
302 func (info *Info) recordTypes() bool {
303         return info.Types != nil
304 }
305
306 // TypeOf returns the type of expression e, or nil if not found.
307 // Precondition: the Types, Uses and Defs maps are populated.
308 func (info *Info) TypeOf(e ast.Expr) Type {
309         if t, ok := info.Types[e]; ok {
310                 return t.Type
311         }
312         if id, _ := e.(*ast.Ident); id != nil {
313                 if obj := info.ObjectOf(id); obj != nil {
314                         return obj.Type()
315                 }
316         }
317         return nil
318 }
319
320 // ObjectOf returns the object denoted by the specified id,
321 // or nil if not found.
322 //
323 // If id is an embedded struct field, [Info.ObjectOf] returns the field (*[Var])
324 // it defines, not the type (*[TypeName]) it uses.
325 //
326 // Precondition: the Uses and Defs maps are populated.
327 func (info *Info) ObjectOf(id *ast.Ident) Object {
328         if obj := info.Defs[id]; obj != nil {
329                 return obj
330         }
331         return info.Uses[id]
332 }
333
334 // TypeAndValue reports the type and value (for constants)
335 // of the corresponding expression.
336 type TypeAndValue struct {
337         mode  operandMode
338         Type  Type
339         Value constant.Value
340 }
341
342 // IsVoid reports whether the corresponding expression
343 // is a function call without results.
344 func (tv TypeAndValue) IsVoid() bool {
345         return tv.mode == novalue
346 }
347
348 // IsType reports whether the corresponding expression specifies a type.
349 func (tv TypeAndValue) IsType() bool {
350         return tv.mode == typexpr
351 }
352
353 // IsBuiltin reports whether the corresponding expression denotes
354 // a (possibly parenthesized) built-in function.
355 func (tv TypeAndValue) IsBuiltin() bool {
356         return tv.mode == builtin
357 }
358
359 // IsValue reports whether the corresponding expression is a value.
360 // Builtins are not considered values. Constant values have a non-
361 // nil Value.
362 func (tv TypeAndValue) IsValue() bool {
363         switch tv.mode {
364         case constant_, variable, mapindex, value, commaok, commaerr:
365                 return true
366         }
367         return false
368 }
369
370 // IsNil reports whether the corresponding expression denotes the
371 // predeclared value nil.
372 func (tv TypeAndValue) IsNil() bool {
373         return tv.mode == value && tv.Type == Typ[UntypedNil]
374 }
375
376 // Addressable reports whether the corresponding expression
377 // is addressable (https://golang.org/ref/spec#Address_operators).
378 func (tv TypeAndValue) Addressable() bool {
379         return tv.mode == variable
380 }
381
382 // Assignable reports whether the corresponding expression
383 // is assignable to (provided a value of the right type).
384 func (tv TypeAndValue) Assignable() bool {
385         return tv.mode == variable || tv.mode == mapindex
386 }
387
388 // HasOk reports whether the corresponding expression may be
389 // used on the rhs of a comma-ok assignment.
390 func (tv TypeAndValue) HasOk() bool {
391         return tv.mode == commaok || tv.mode == mapindex
392 }
393
394 // Instance reports the type arguments and instantiated type for type and
395 // function instantiations. For type instantiations, [Type] will be of dynamic
396 // type *[Named]. For function instantiations, [Type] will be of dynamic type
397 // *Signature.
398 type Instance struct {
399         TypeArgs *TypeList
400         Type     Type
401 }
402
403 // An Initializer describes a package-level variable, or a list of variables in case
404 // of a multi-valued initialization expression, and the corresponding initialization
405 // expression.
406 type Initializer struct {
407         Lhs []*Var // var Lhs = Rhs
408         Rhs ast.Expr
409 }
410
411 func (init *Initializer) String() string {
412         var buf bytes.Buffer
413         for i, lhs := range init.Lhs {
414                 if i > 0 {
415                         buf.WriteString(", ")
416                 }
417                 buf.WriteString(lhs.Name())
418         }
419         buf.WriteString(" = ")
420         WriteExpr(&buf, init.Rhs)
421         return buf.String()
422 }
423
424 // Check type-checks a package and returns the resulting package object and
425 // the first error if any. Additionally, if info != nil, Check populates each
426 // of the non-nil maps in the [Info] struct.
427 //
428 // The package is marked as complete if no errors occurred, otherwise it is
429 // incomplete. See [Config.Error] for controlling behavior in the presence of
430 // errors.
431 //
432 // The package is specified by a list of *ast.Files and corresponding
433 // file set, and the package path the package is identified with.
434 // The clean path must not be empty or dot (".").
435 func (conf *Config) Check(path string, fset *token.FileSet, files []*ast.File, info *Info) (*Package, error) {
436         pkg := NewPackage(path, "")
437         return pkg, NewChecker(conf, fset, pkg, info).Files(files)
438 }
439
440 // AssertableTo reports whether a value of type V can be asserted to have type T.
441 //
442 // The behavior of AssertableTo is unspecified in three cases:
443 //   - if T is Typ[Invalid]
444 //   - if V is a generalized interface; i.e., an interface that may only be used
445 //     as a type constraint in Go code
446 //   - if T is an uninstantiated generic type
447 func AssertableTo(V *Interface, T Type) bool {
448         // Checker.newAssertableTo suppresses errors for invalid types, so we need special
449         // handling here.
450         if !isValid(T.Underlying()) {
451                 return false
452         }
453         return (*Checker)(nil).newAssertableTo(nopos, V, T, nil)
454 }
455
456 // AssignableTo reports whether a value of type V is assignable to a variable
457 // of type T.
458 //
459 // The behavior of AssignableTo is unspecified if V or T is Typ[Invalid] or an
460 // uninstantiated generic type.
461 func AssignableTo(V, T Type) bool {
462         x := operand{mode: value, typ: V}
463         ok, _ := x.assignableTo(nil, T, nil) // check not needed for non-constant x
464         return ok
465 }
466
467 // ConvertibleTo reports whether a value of type V is convertible to a value of
468 // type T.
469 //
470 // The behavior of ConvertibleTo is unspecified if V or T is Typ[Invalid] or an
471 // uninstantiated generic type.
472 func ConvertibleTo(V, T Type) bool {
473         x := operand{mode: value, typ: V}
474         return x.convertibleTo(nil, T, nil) // check not needed for non-constant x
475 }
476
477 // Implements reports whether type V implements interface T.
478 //
479 // The behavior of Implements is unspecified if V is Typ[Invalid] or an uninstantiated
480 // generic type.
481 func Implements(V Type, T *Interface) bool {
482         if T.Empty() {
483                 // All types (even Typ[Invalid]) implement the empty interface.
484                 return true
485         }
486         // Checker.implements suppresses errors for invalid types, so we need special
487         // handling here.
488         if !isValid(V.Underlying()) {
489                 return false
490         }
491         return (*Checker)(nil).implements(0, V, T, false, nil)
492 }
493
494 // Satisfies reports whether type V satisfies the constraint T.
495 //
496 // The behavior of Satisfies is unspecified if V is Typ[Invalid] or an uninstantiated
497 // generic type.
498 func Satisfies(V Type, T *Interface) bool {
499         return (*Checker)(nil).implements(0, V, T, true, nil)
500 }
501
502 // Identical reports whether x and y are identical types.
503 // Receivers of [Signature] types are ignored.
504 func Identical(x, y Type) bool {
505         var c comparer
506         return c.identical(x, y, nil)
507 }
508
509 // IdenticalIgnoreTags reports whether x and y are identical types if tags are ignored.
510 // Receivers of [Signature] types are ignored.
511 func IdenticalIgnoreTags(x, y Type) bool {
512         var c comparer
513         c.ignoreTags = true
514         return c.identical(x, y, nil)
515 }