]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/go/types/check.go
go/types: externalize union type sets
[gostls13.git] / src / go / types / check.go
1 // Copyright 2011 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 // This file implements the Check function, which drives type-checking.
6
7 package types
8
9 import (
10         "errors"
11         "fmt"
12         "go/ast"
13         "go/constant"
14         "go/token"
15 )
16
17 // debugging/development support
18 const (
19         debug = false // leave on during development
20         trace = false // turn on for detailed type resolution traces
21
22         // TODO(rfindley): add compiler error message handling from types2, guarded
23         // behind this flag, so that we can keep the code in sync.
24         compilerErrorMessages = false // match compiler error messages
25 )
26
27 // If forceStrict is set, the type-checker enforces additional
28 // rules not specified by the Go 1 spec, but which will
29 // catch guaranteed run-time errors if the respective
30 // code is executed. In other words, programs passing in
31 // strict mode are Go 1 compliant, but not all Go 1 programs
32 // will pass in strict mode. The additional rules are:
33 //
34 // - A type assertion x.(T) where T is an interface type
35 //   is invalid if any (statically known) method that exists
36 //   for both x and T have different signatures.
37 //
38 const forceStrict = false
39
40 // exprInfo stores information about an untyped expression.
41 type exprInfo struct {
42         isLhs bool // expression is lhs operand of a shift with delayed type-check
43         mode  operandMode
44         typ   *Basic
45         val   constant.Value // constant value; or nil (if not a constant)
46 }
47
48 // An environment represents the environment within which an object is
49 // type-checked.
50 type environment struct {
51         decl          *declInfo              // package-level declaration whose init expression/function body is checked
52         scope         *Scope                 // top-most scope for lookups
53         pos           token.Pos              // if valid, identifiers are looked up as if at position pos (used by Eval)
54         iota          constant.Value         // value of iota in a constant declaration; nil otherwise
55         errpos        positioner             // if set, identifier position of a constant with inherited initializer
56         inTParamList  bool                   // set if inside a type parameter list
57         sig           *Signature             // function signature if inside a function; nil otherwise
58         isPanic       map[*ast.CallExpr]bool // set of panic call expressions (used for termination check)
59         hasLabel      bool                   // set if a function makes use of labels (only ~1% of functions); unused outside functions
60         hasCallOrRecv bool                   // set if an expression contains a function call or channel receive operation
61 }
62
63 // lookup looks up name in the current environment and returns the matching object, or nil.
64 func (env *environment) lookup(name string) Object {
65         _, obj := env.scope.LookupParent(name, env.pos)
66         return obj
67 }
68
69 // An importKey identifies an imported package by import path and source directory
70 // (directory containing the file containing the import). In practice, the directory
71 // may always be the same, or may not matter. Given an (import path, directory), an
72 // importer must always return the same package (but given two different import paths,
73 // an importer may still return the same package by mapping them to the same package
74 // paths).
75 type importKey struct {
76         path, dir string
77 }
78
79 // A dotImportKey describes a dot-imported object in the given scope.
80 type dotImportKey struct {
81         scope *Scope
82         name  string
83 }
84
85 // An action describes a (delayed) action.
86 type action struct {
87         f    func()      // action to be executed
88         desc *actionDesc // action description; may be nil, requires debug to be set
89 }
90
91 // If debug is set, describef sets a printf-formatted description for action a.
92 // Otherwise, it is a no-op.
93 func (a *action) describef(pos positioner, format string, args ...any) {
94         if debug {
95                 a.desc = &actionDesc{pos, format, args}
96         }
97 }
98
99 // An actionDesc provides information on an action.
100 // For debugging only.
101 type actionDesc struct {
102         pos    positioner
103         format string
104         args   []any
105 }
106
107 // A Checker maintains the state of the type checker.
108 // It must be created with NewChecker.
109 type Checker struct {
110         // package information
111         // (initialized by NewChecker, valid for the life-time of checker)
112         conf *Config
113         ctxt *Context // context for de-duplicating instances
114         fset *token.FileSet
115         pkg  *Package
116         *Info
117         version version                // accepted language version
118         nextID  uint64                 // unique Id for type parameters (first valid Id is 1)
119         objMap  map[Object]*declInfo   // maps package-level objects and (non-interface) methods to declaration info
120         impMap  map[importKey]*Package // maps (import path, source directory) to (complete or fake) package
121
122         // pkgPathMap maps package names to the set of distinct import paths we've
123         // seen for that name, anywhere in the import graph. It is used for
124         // disambiguating package names in error messages.
125         //
126         // pkgPathMap is allocated lazily, so that we don't pay the price of building
127         // it on the happy path. seenPkgMap tracks the packages that we've already
128         // walked.
129         pkgPathMap map[string]map[string]bool
130         seenPkgMap map[*Package]bool
131
132         // information collected during type-checking of a set of package files
133         // (initialized by Files, valid only for the duration of check.Files;
134         // maps and lists are allocated on demand)
135         files         []*ast.File               // package files
136         imports       []*PkgName                // list of imported packages
137         dotImportMap  map[dotImportKey]*PkgName // maps dot-imported objects to the package they were dot-imported through
138         recvTParamMap map[*ast.Ident]*TypeParam // maps blank receiver type parameters to their type
139         unionTypeSets map[*Union]*_TypeSet      // computed type sets for union types
140         mono          monoGraph                 // graph for detecting non-monomorphizable instantiation loops
141
142         firstErr error                 // first error encountered
143         methods  map[*TypeName][]*Func // maps package scope type names to associated non-blank (non-interface) methods
144         untyped  map[ast.Expr]exprInfo // map of expressions without final type
145         delayed  []action              // stack of delayed action segments; segments are processed in FIFO order
146         objPath  []Object              // path of object dependencies during type inference (for cycle reporting)
147         defTypes []*Named              // defined types created during type checking, for final validation.
148
149         // environment within which the current object is type-checked (valid only
150         // for the duration of type-checking a specific object)
151         environment
152
153         // debugging
154         indent int // indentation for tracing
155 }
156
157 // addDeclDep adds the dependency edge (check.decl -> to) if check.decl exists
158 func (check *Checker) addDeclDep(to Object) {
159         from := check.decl
160         if from == nil {
161                 return // not in a package-level init expression
162         }
163         if _, found := check.objMap[to]; !found {
164                 return // to is not a package-level object
165         }
166         from.addDep(to)
167 }
168
169 func (check *Checker) rememberUntyped(e ast.Expr, lhs bool, mode operandMode, typ *Basic, val constant.Value) {
170         m := check.untyped
171         if m == nil {
172                 m = make(map[ast.Expr]exprInfo)
173                 check.untyped = m
174         }
175         m[e] = exprInfo{lhs, mode, typ, val}
176 }
177
178 // later pushes f on to the stack of actions that will be processed later;
179 // either at the end of the current statement, or in case of a local constant
180 // or variable declaration, before the constant or variable is in scope
181 // (so that f still sees the scope before any new declarations).
182 // later returns the pushed action so one can provide a description
183 // via action.describef for debugging, if desired.
184 func (check *Checker) later(f func()) *action {
185         i := len(check.delayed)
186         check.delayed = append(check.delayed, action{f: f})
187         return &check.delayed[i]
188 }
189
190 // push pushes obj onto the object path and returns its index in the path.
191 func (check *Checker) push(obj Object) int {
192         check.objPath = append(check.objPath, obj)
193         return len(check.objPath) - 1
194 }
195
196 // pop pops and returns the topmost object from the object path.
197 func (check *Checker) pop() Object {
198         i := len(check.objPath) - 1
199         obj := check.objPath[i]
200         check.objPath[i] = nil
201         check.objPath = check.objPath[:i]
202         return obj
203 }
204
205 // NewChecker returns a new Checker instance for a given package.
206 // Package files may be added incrementally via checker.Files.
207 func NewChecker(conf *Config, fset *token.FileSet, pkg *Package, info *Info) *Checker {
208         // make sure we have a configuration
209         if conf == nil {
210                 conf = new(Config)
211         }
212
213         // make sure we have an info struct
214         if info == nil {
215                 info = new(Info)
216         }
217
218         version, err := parseGoVersion(conf.GoVersion)
219         if err != nil {
220                 panic(fmt.Sprintf("invalid Go version %q (%v)", conf.GoVersion, err))
221         }
222
223         return &Checker{
224                 conf:    conf,
225                 ctxt:    conf.Context,
226                 fset:    fset,
227                 pkg:     pkg,
228                 Info:    info,
229                 version: version,
230                 objMap:  make(map[Object]*declInfo),
231                 impMap:  make(map[importKey]*Package),
232         }
233 }
234
235 // initFiles initializes the files-specific portion of checker.
236 // The provided files must all belong to the same package.
237 func (check *Checker) initFiles(files []*ast.File) {
238         // start with a clean slate (check.Files may be called multiple times)
239         check.files = nil
240         check.imports = nil
241         check.dotImportMap = nil
242
243         check.firstErr = nil
244         check.methods = nil
245         check.untyped = nil
246         check.delayed = nil
247
248         // determine package name and collect valid files
249         pkg := check.pkg
250         for _, file := range files {
251                 switch name := file.Name.Name; pkg.name {
252                 case "":
253                         if name != "_" {
254                                 pkg.name = name
255                         } else {
256                                 check.errorf(file.Name, _BlankPkgName, "invalid package name _")
257                         }
258                         fallthrough
259
260                 case name:
261                         check.files = append(check.files, file)
262
263                 default:
264                         check.errorf(atPos(file.Package), _MismatchedPkgName, "package %s; expected %s", name, pkg.name)
265                         // ignore this file
266                 }
267         }
268 }
269
270 // A bailout panic is used for early termination.
271 type bailout struct{}
272
273 func (check *Checker) handleBailout(err *error) {
274         switch p := recover().(type) {
275         case nil, bailout:
276                 // normal return or early exit
277                 *err = check.firstErr
278         default:
279                 // re-panic
280                 panic(p)
281         }
282 }
283
284 // Files checks the provided files as part of the checker's package.
285 func (check *Checker) Files(files []*ast.File) error { return check.checkFiles(files) }
286
287 var errBadCgo = errors.New("cannot use FakeImportC and go115UsesCgo together")
288
289 func (check *Checker) checkFiles(files []*ast.File) (err error) {
290         if check.conf.FakeImportC && check.conf.go115UsesCgo {
291                 return errBadCgo
292         }
293
294         defer check.handleBailout(&err)
295
296         check.initFiles(files)
297
298         check.collectObjects()
299
300         check.packageObjects()
301
302         check.processDelayed(0) // incl. all functions
303
304         check.expandDefTypes()
305
306         check.initOrder()
307
308         if !check.conf.DisableUnusedImportCheck {
309                 check.unusedImports()
310         }
311
312         check.recordUntyped()
313
314         if check.firstErr == nil {
315                 // TODO(mdempsky): Ensure monomorph is safe when errors exist.
316                 check.monomorph()
317         }
318
319         check.pkg.complete = true
320
321         // no longer needed - release memory
322         check.imports = nil
323         check.dotImportMap = nil
324         check.pkgPathMap = nil
325         check.seenPkgMap = nil
326         check.recvTParamMap = nil
327         check.unionTypeSets = nil
328         check.defTypes = nil
329         check.ctxt = nil
330
331         // TODO(rFindley) There's more memory we should release at this point.
332
333         return
334 }
335
336 // processDelayed processes all delayed actions pushed after top.
337 func (check *Checker) processDelayed(top int) {
338         // If each delayed action pushes a new action, the
339         // stack will continue to grow during this loop.
340         // However, it is only processing functions (which
341         // are processed in a delayed fashion) that may
342         // add more actions (such as nested functions), so
343         // this is a sufficiently bounded process.
344         for i := top; i < len(check.delayed); i++ {
345                 a := &check.delayed[i]
346                 if trace && a.desc != nil {
347                         fmt.Println()
348                         check.trace(a.desc.pos.Pos(), "-- "+a.desc.format, a.desc.args...)
349                 }
350                 a.f() // may append to check.delayed
351         }
352         assert(top <= len(check.delayed)) // stack must not have shrunk
353         check.delayed = check.delayed[:top]
354 }
355
356 func (check *Checker) expandDefTypes() {
357         // Ensure that every defined type created in the course of type-checking has
358         // either non-*Named underlying, or is unresolved.
359         //
360         // This guarantees that we don't leak any types whose underlying is *Named,
361         // because any unresolved instances will lazily compute their underlying by
362         // substituting in the underlying of their origin. The origin must have
363         // either been imported or type-checked and expanded here, and in either case
364         // its underlying will be fully expanded.
365         for i := 0; i < len(check.defTypes); i++ {
366                 n := check.defTypes[i]
367                 switch n.underlying.(type) {
368                 case nil:
369                         if n.resolver == nil {
370                                 panic("nil underlying")
371                         }
372                 case *Named:
373                         n.under() // n.under may add entries to check.defTypes
374                 }
375                 n.check = nil
376         }
377 }
378
379 func (check *Checker) record(x *operand) {
380         // convert x into a user-friendly set of values
381         // TODO(gri) this code can be simplified
382         var typ Type
383         var val constant.Value
384         switch x.mode {
385         case invalid:
386                 typ = Typ[Invalid]
387         case novalue:
388                 typ = (*Tuple)(nil)
389         case constant_:
390                 typ = x.typ
391                 val = x.val
392         default:
393                 typ = x.typ
394         }
395         assert(x.expr != nil && typ != nil)
396
397         if isUntyped(typ) {
398                 // delay type and value recording until we know the type
399                 // or until the end of type checking
400                 check.rememberUntyped(x.expr, false, x.mode, typ.(*Basic), val)
401         } else {
402                 check.recordTypeAndValue(x.expr, x.mode, typ, val)
403         }
404 }
405
406 func (check *Checker) recordUntyped() {
407         if !debug && check.Types == nil {
408                 return // nothing to do
409         }
410
411         for x, info := range check.untyped {
412                 if debug && isTyped(info.typ) {
413                         check.dump("%v: %s (type %s) is typed", x.Pos(), x, info.typ)
414                         unreachable()
415                 }
416                 check.recordTypeAndValue(x, info.mode, info.typ, info.val)
417         }
418 }
419
420 func (check *Checker) recordTypeAndValue(x ast.Expr, mode operandMode, typ Type, val constant.Value) {
421         assert(x != nil)
422         assert(typ != nil)
423         if mode == invalid {
424                 return // omit
425         }
426         if mode == constant_ {
427                 assert(val != nil)
428                 // We check allBasic(typ, IsConstType) here as constant expressions may be
429                 // recorded as type parameters.
430                 assert(typ == Typ[Invalid] || allBasic(typ, IsConstType))
431         }
432         if m := check.Types; m != nil {
433                 m[x] = TypeAndValue{mode, typ, val}
434         }
435 }
436
437 func (check *Checker) recordBuiltinType(f ast.Expr, sig *Signature) {
438         // f must be a (possibly parenthesized, possibly qualified)
439         // identifier denoting a built-in (including unsafe's non-constant
440         // functions Add and Slice): record the signature for f and possible
441         // children.
442         for {
443                 check.recordTypeAndValue(f, builtin, sig, nil)
444                 switch p := f.(type) {
445                 case *ast.Ident, *ast.SelectorExpr:
446                         return // we're done
447                 case *ast.ParenExpr:
448                         f = p.X
449                 default:
450                         unreachable()
451                 }
452         }
453 }
454
455 func (check *Checker) recordCommaOkTypes(x ast.Expr, a [2]Type) {
456         assert(x != nil)
457         if a[0] == nil || a[1] == nil {
458                 return
459         }
460         assert(isTyped(a[0]) && isTyped(a[1]) && (isBoolean(a[1]) || a[1] == universeError))
461         if m := check.Types; m != nil {
462                 for {
463                         tv := m[x]
464                         assert(tv.Type != nil) // should have been recorded already
465                         pos := x.Pos()
466                         tv.Type = NewTuple(
467                                 NewVar(pos, check.pkg, "", a[0]),
468                                 NewVar(pos, check.pkg, "", a[1]),
469                         )
470                         m[x] = tv
471                         // if x is a parenthesized expression (p.X), update p.X
472                         p, _ := x.(*ast.ParenExpr)
473                         if p == nil {
474                                 break
475                         }
476                         x = p.X
477                 }
478         }
479 }
480
481 // recordInstance records instantiation information into check.Info, if the
482 // Instances map is non-nil. The given expr must be an ident, selector, or
483 // index (list) expr with ident or selector operand.
484 //
485 // TODO(rfindley): the expr parameter is fragile. See if we can access the
486 // instantiated identifier in some other way.
487 func (check *Checker) recordInstance(expr ast.Expr, targs []Type, typ Type) {
488         ident := instantiatedIdent(expr)
489         assert(ident != nil)
490         assert(typ != nil)
491         if m := check.Instances; m != nil {
492                 m[ident] = Instance{newTypeList(targs), typ}
493         }
494 }
495
496 func instantiatedIdent(expr ast.Expr) *ast.Ident {
497         var selOrIdent ast.Expr
498         switch e := expr.(type) {
499         case *ast.IndexExpr:
500                 selOrIdent = e.X
501         case *ast.IndexListExpr:
502                 selOrIdent = e.X
503         case *ast.SelectorExpr, *ast.Ident:
504                 selOrIdent = e
505         }
506         switch x := selOrIdent.(type) {
507         case *ast.Ident:
508                 return x
509         case *ast.SelectorExpr:
510                 return x.Sel
511         }
512         panic("instantiated ident not found")
513 }
514
515 func (check *Checker) recordDef(id *ast.Ident, obj Object) {
516         assert(id != nil)
517         if m := check.Defs; m != nil {
518                 m[id] = obj
519         }
520 }
521
522 func (check *Checker) recordUse(id *ast.Ident, obj Object) {
523         assert(id != nil)
524         assert(obj != nil)
525         if m := check.Uses; m != nil {
526                 m[id] = obj
527         }
528 }
529
530 func (check *Checker) recordImplicit(node ast.Node, obj Object) {
531         assert(node != nil)
532         assert(obj != nil)
533         if m := check.Implicits; m != nil {
534                 m[node] = obj
535         }
536 }
537
538 func (check *Checker) recordSelection(x *ast.SelectorExpr, kind SelectionKind, recv Type, obj Object, index []int, indirect bool) {
539         assert(obj != nil && (recv == nil || len(index) > 0))
540         check.recordUse(x.Sel, obj)
541         if m := check.Selections; m != nil {
542                 m[x] = &Selection{kind, recv, obj, index, indirect}
543         }
544 }
545
546 func (check *Checker) recordScope(node ast.Node, scope *Scope) {
547         assert(node != nil)
548         assert(scope != nil)
549         if m := check.Scopes; m != nil {
550                 m[node] = scope
551         }
552 }