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