]> Cypherpunks.ru repositories - gostls13.git/blob - src/go/types/check.go
[dev.boringcrypto] all: merge master into dev.boringcrypto
[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         infoMap map[*Named]typeInfo    // maps named types to their associated type info (for cycle detection)
122
123         // pkgPathMap maps package names to the set of distinct import paths we've
124         // seen for that name, anywhere in the import graph. It is used for
125         // disambiguating package names in error messages.
126         //
127         // pkgPathMap is allocated lazily, so that we don't pay the price of building
128         // it on the happy path. seenPkgMap tracks the packages that we've already
129         // walked.
130         pkgPathMap map[string]map[string]bool
131         seenPkgMap map[*Package]bool
132
133         // information collected during type-checking of a set of package files
134         // (initialized by Files, valid only for the duration of check.Files;
135         // maps and lists are allocated on demand)
136         files         []*ast.File               // package files
137         imports       []*PkgName                // list of imported packages
138         dotImportMap  map[dotImportKey]*PkgName // maps dot-imported objects to the package they were dot-imported through
139         recvTParamMap map[*ast.Ident]*TypeParam // maps blank receiver type parameters to their type
140         brokenAliases map[*TypeName]bool        // set of aliases with broken (not yet determined) types
141         unionTypeSets map[*Union]*_TypeSet      // computed type sets for union types
142         mono          monoGraph                 // graph for detecting non-monomorphizable instantiation loops
143
144         firstErr error                 // first error encountered
145         methods  map[*TypeName][]*Func // maps package scope type names to associated non-blank (non-interface) methods
146         untyped  map[ast.Expr]exprInfo // map of expressions without final type
147         delayed  []action              // stack of delayed action segments; segments are processed in FIFO order
148         objPath  []Object              // path of object dependencies during type inference (for cycle reporting)
149         defTypes []*Named              // defined types created during type checking, for final validation.
150
151         // environment within which the current object is type-checked (valid only
152         // for the duration of type-checking a specific object)
153         environment
154
155         // debugging
156         indent int // indentation for tracing
157 }
158
159 // addDeclDep adds the dependency edge (check.decl -> to) if check.decl exists
160 func (check *Checker) addDeclDep(to Object) {
161         from := check.decl
162         if from == nil {
163                 return // not in a package-level init expression
164         }
165         if _, found := check.objMap[to]; !found {
166                 return // to is not a package-level object
167         }
168         from.addDep(to)
169 }
170
171 // brokenAlias records that alias doesn't have a determined type yet.
172 // It also sets alias.typ to Typ[Invalid].
173 func (check *Checker) brokenAlias(alias *TypeName) {
174         if check.brokenAliases == nil {
175                 check.brokenAliases = make(map[*TypeName]bool)
176         }
177         check.brokenAliases[alias] = true
178         alias.typ = Typ[Invalid]
179 }
180
181 // validAlias records that alias has the valid type typ (possibly Typ[Invalid]).
182 func (check *Checker) validAlias(alias *TypeName, typ Type) {
183         delete(check.brokenAliases, alias)
184         alias.typ = typ
185 }
186
187 // isBrokenAlias reports whether alias doesn't have a determined type yet.
188 func (check *Checker) isBrokenAlias(alias *TypeName) bool {
189         return alias.typ == Typ[Invalid] && check.brokenAliases[alias]
190 }
191
192 func (check *Checker) rememberUntyped(e ast.Expr, lhs bool, mode operandMode, typ *Basic, val constant.Value) {
193         m := check.untyped
194         if m == nil {
195                 m = make(map[ast.Expr]exprInfo)
196                 check.untyped = m
197         }
198         m[e] = exprInfo{lhs, mode, typ, val}
199 }
200
201 // later pushes f on to the stack of actions that will be processed later;
202 // either at the end of the current statement, or in case of a local constant
203 // or variable declaration, before the constant or variable is in scope
204 // (so that f still sees the scope before any new declarations).
205 // later returns the pushed action so one can provide a description
206 // via action.describef for debugging, if desired.
207 func (check *Checker) later(f func()) *action {
208         i := len(check.delayed)
209         check.delayed = append(check.delayed, action{f: f})
210         return &check.delayed[i]
211 }
212
213 // push pushes obj onto the object path and returns its index in the path.
214 func (check *Checker) push(obj Object) int {
215         check.objPath = append(check.objPath, obj)
216         return len(check.objPath) - 1
217 }
218
219 // pop pops and returns the topmost object from the object path.
220 func (check *Checker) pop() Object {
221         i := len(check.objPath) - 1
222         obj := check.objPath[i]
223         check.objPath[i] = nil
224         check.objPath = check.objPath[:i]
225         return obj
226 }
227
228 // NewChecker returns a new Checker instance for a given package.
229 // Package files may be added incrementally via checker.Files.
230 func NewChecker(conf *Config, fset *token.FileSet, pkg *Package, info *Info) *Checker {
231         // make sure we have a configuration
232         if conf == nil {
233                 conf = new(Config)
234         }
235
236         // make sure we have an info struct
237         if info == nil {
238                 info = new(Info)
239         }
240
241         version, err := parseGoVersion(conf.GoVersion)
242         if err != nil {
243                 panic(fmt.Sprintf("invalid Go version %q (%v)", conf.GoVersion, err))
244         }
245
246         return &Checker{
247                 conf:    conf,
248                 ctxt:    conf.Context,
249                 fset:    fset,
250                 pkg:     pkg,
251                 Info:    info,
252                 version: version,
253                 objMap:  make(map[Object]*declInfo),
254                 impMap:  make(map[importKey]*Package),
255                 infoMap: make(map[*Named]typeInfo),
256         }
257 }
258
259 // initFiles initializes the files-specific portion of checker.
260 // The provided files must all belong to the same package.
261 func (check *Checker) initFiles(files []*ast.File) {
262         // start with a clean slate (check.Files may be called multiple times)
263         check.files = nil
264         check.imports = nil
265         check.dotImportMap = nil
266
267         check.firstErr = nil
268         check.methods = nil
269         check.untyped = nil
270         check.delayed = nil
271
272         // determine package name and collect valid files
273         pkg := check.pkg
274         for _, file := range files {
275                 switch name := file.Name.Name; pkg.name {
276                 case "":
277                         if name != "_" {
278                                 pkg.name = name
279                         } else {
280                                 check.errorf(file.Name, _BlankPkgName, "invalid package name _")
281                         }
282                         fallthrough
283
284                 case name:
285                         check.files = append(check.files, file)
286
287                 default:
288                         check.errorf(atPos(file.Package), _MismatchedPkgName, "package %s; expected %s", name, pkg.name)
289                         // ignore this file
290                 }
291         }
292 }
293
294 // A bailout panic is used for early termination.
295 type bailout struct{}
296
297 func (check *Checker) handleBailout(err *error) {
298         switch p := recover().(type) {
299         case nil, bailout:
300                 // normal return or early exit
301                 *err = check.firstErr
302         default:
303                 // re-panic
304                 panic(p)
305         }
306 }
307
308 // Files checks the provided files as part of the checker's package.
309 func (check *Checker) Files(files []*ast.File) error { return check.checkFiles(files) }
310
311 var errBadCgo = errors.New("cannot use FakeImportC and go115UsesCgo together")
312
313 func (check *Checker) checkFiles(files []*ast.File) (err error) {
314         if check.conf.FakeImportC && check.conf.go115UsesCgo {
315                 return errBadCgo
316         }
317
318         defer check.handleBailout(&err)
319
320         check.initFiles(files)
321
322         check.collectObjects()
323
324         check.packageObjects()
325
326         check.processDelayed(0) // incl. all functions
327
328         check.expandDefTypes()
329
330         check.initOrder()
331
332         if !check.conf.DisableUnusedImportCheck {
333                 check.unusedImports()
334         }
335
336         check.recordUntyped()
337
338         if check.firstErr == nil {
339                 // TODO(mdempsky): Ensure monomorph is safe when errors exist.
340                 check.monomorph()
341         }
342
343         check.pkg.complete = true
344
345         // no longer needed - release memory
346         check.imports = nil
347         check.dotImportMap = nil
348         check.pkgPathMap = nil
349         check.seenPkgMap = nil
350         check.recvTParamMap = nil
351         check.brokenAliases = nil
352         check.unionTypeSets = nil
353         check.defTypes = nil
354         check.ctxt = nil
355
356         // TODO(rFindley) There's more memory we should release at this point.
357
358         return
359 }
360
361 // processDelayed processes all delayed actions pushed after top.
362 func (check *Checker) processDelayed(top int) {
363         // If each delayed action pushes a new action, the
364         // stack will continue to grow during this loop.
365         // However, it is only processing functions (which
366         // are processed in a delayed fashion) that may
367         // add more actions (such as nested functions), so
368         // this is a sufficiently bounded process.
369         for i := top; i < len(check.delayed); i++ {
370                 a := &check.delayed[i]
371                 if trace && a.desc != nil {
372                         fmt.Println()
373                         check.trace(a.desc.pos.Pos(), "-- "+a.desc.format, a.desc.args...)
374                 }
375                 a.f() // may append to check.delayed
376         }
377         assert(top <= len(check.delayed)) // stack must not have shrunk
378         check.delayed = check.delayed[:top]
379 }
380
381 func (check *Checker) expandDefTypes() {
382         // Ensure that every defined type created in the course of type-checking has
383         // either non-*Named underlying, or is unresolved.
384         //
385         // This guarantees that we don't leak any types whose underlying is *Named,
386         // because any unresolved instances will lazily compute their underlying by
387         // substituting in the underlying of their origin. The origin must have
388         // either been imported or type-checked and expanded here, and in either case
389         // its underlying will be fully expanded.
390         for i := 0; i < len(check.defTypes); i++ {
391                 n := check.defTypes[i]
392                 switch n.underlying.(type) {
393                 case nil:
394                         if n.resolver == nil {
395                                 panic("nil underlying")
396                         }
397                 case *Named:
398                         n.under() // n.under may add entries to check.defTypes
399                 }
400                 n.check = nil
401         }
402 }
403
404 func (check *Checker) record(x *operand) {
405         // convert x into a user-friendly set of values
406         // TODO(gri) this code can be simplified
407         var typ Type
408         var val constant.Value
409         switch x.mode {
410         case invalid:
411                 typ = Typ[Invalid]
412         case novalue:
413                 typ = (*Tuple)(nil)
414         case constant_:
415                 typ = x.typ
416                 val = x.val
417         default:
418                 typ = x.typ
419         }
420         assert(x.expr != nil && typ != nil)
421
422         if isUntyped(typ) {
423                 // delay type and value recording until we know the type
424                 // or until the end of type checking
425                 check.rememberUntyped(x.expr, false, x.mode, typ.(*Basic), val)
426         } else {
427                 check.recordTypeAndValue(x.expr, x.mode, typ, val)
428         }
429 }
430
431 func (check *Checker) recordUntyped() {
432         if !debug && check.Types == nil {
433                 return // nothing to do
434         }
435
436         for x, info := range check.untyped {
437                 if debug && isTyped(info.typ) {
438                         check.dump("%v: %s (type %s) is typed", x.Pos(), x, info.typ)
439                         unreachable()
440                 }
441                 check.recordTypeAndValue(x, info.mode, info.typ, info.val)
442         }
443 }
444
445 func (check *Checker) recordTypeAndValue(x ast.Expr, mode operandMode, typ Type, val constant.Value) {
446         assert(x != nil)
447         assert(typ != nil)
448         if mode == invalid {
449                 return // omit
450         }
451         if mode == constant_ {
452                 assert(val != nil)
453                 // We check allBasic(typ, IsConstType) here as constant expressions may be
454                 // recorded as type parameters.
455                 assert(typ == Typ[Invalid] || allBasic(typ, IsConstType))
456         }
457         if m := check.Types; m != nil {
458                 m[x] = TypeAndValue{mode, typ, val}
459         }
460 }
461
462 func (check *Checker) recordBuiltinType(f ast.Expr, sig *Signature) {
463         // f must be a (possibly parenthesized, possibly qualified)
464         // identifier denoting a built-in (including unsafe's non-constant
465         // functions Add and Slice): record the signature for f and possible
466         // children.
467         for {
468                 check.recordTypeAndValue(f, builtin, sig, nil)
469                 switch p := f.(type) {
470                 case *ast.Ident, *ast.SelectorExpr:
471                         return // we're done
472                 case *ast.ParenExpr:
473                         f = p.X
474                 default:
475                         unreachable()
476                 }
477         }
478 }
479
480 func (check *Checker) recordCommaOkTypes(x ast.Expr, a [2]Type) {
481         assert(x != nil)
482         if a[0] == nil || a[1] == nil {
483                 return
484         }
485         assert(isTyped(a[0]) && isTyped(a[1]) && (isBoolean(a[1]) || a[1] == universeError))
486         if m := check.Types; m != nil {
487                 for {
488                         tv := m[x]
489                         assert(tv.Type != nil) // should have been recorded already
490                         pos := x.Pos()
491                         tv.Type = NewTuple(
492                                 NewVar(pos, check.pkg, "", a[0]),
493                                 NewVar(pos, check.pkg, "", a[1]),
494                         )
495                         m[x] = tv
496                         // if x is a parenthesized expression (p.X), update p.X
497                         p, _ := x.(*ast.ParenExpr)
498                         if p == nil {
499                                 break
500                         }
501                         x = p.X
502                 }
503         }
504 }
505
506 // recordInstance records instantiation information into check.Info, if the
507 // Instances map is non-nil. The given expr must be an ident, selector, or
508 // index (list) expr with ident or selector operand.
509 //
510 // TODO(rfindley): the expr parameter is fragile. See if we can access the
511 // instantiated identifier in some other way.
512 func (check *Checker) recordInstance(expr ast.Expr, targs []Type, typ Type) {
513         ident := instantiatedIdent(expr)
514         assert(ident != nil)
515         assert(typ != nil)
516         if m := check.Instances; m != nil {
517                 m[ident] = Instance{newTypeList(targs), typ}
518         }
519 }
520
521 func instantiatedIdent(expr ast.Expr) *ast.Ident {
522         var selOrIdent ast.Expr
523         switch e := expr.(type) {
524         case *ast.IndexExpr:
525                 selOrIdent = e.X
526         case *ast.IndexListExpr:
527                 selOrIdent = e.X
528         case *ast.SelectorExpr, *ast.Ident:
529                 selOrIdent = e
530         }
531         switch x := selOrIdent.(type) {
532         case *ast.Ident:
533                 return x
534         case *ast.SelectorExpr:
535                 return x.Sel
536         }
537         panic("instantiated ident not found")
538 }
539
540 func (check *Checker) recordDef(id *ast.Ident, obj Object) {
541         assert(id != nil)
542         if m := check.Defs; m != nil {
543                 m[id] = obj
544         }
545 }
546
547 func (check *Checker) recordUse(id *ast.Ident, obj Object) {
548         assert(id != nil)
549         assert(obj != nil)
550         if m := check.Uses; m != nil {
551                 m[id] = obj
552         }
553 }
554
555 func (check *Checker) recordImplicit(node ast.Node, obj Object) {
556         assert(node != nil)
557         assert(obj != nil)
558         if m := check.Implicits; m != nil {
559                 m[node] = obj
560         }
561 }
562
563 func (check *Checker) recordSelection(x *ast.SelectorExpr, kind SelectionKind, recv Type, obj Object, index []int, indirect bool) {
564         assert(obj != nil && (recv == nil || len(index) > 0))
565         check.recordUse(x.Sel, obj)
566         if m := check.Selections; m != nil {
567                 m[x] = &Selection{kind, recv, obj, index, indirect}
568         }
569 }
570
571 func (check *Checker) recordScope(node ast.Node, scope *Scope) {
572         assert(node != nil)
573         assert(scope != nil)
574         if m := check.Scopes; m != nil {
575                 m[node] = scope
576         }
577 }