]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - clippy_lints/src/loops.rs
rustup https://github.com/rust-lang/rust/pull/68944
[rust.git] / clippy_lints / src / loops.rs
1 use crate::consts::{constant, Constant};
2 use crate::reexport::Name;
3 use crate::utils::paths;
4 use crate::utils::usage::{is_unused, mutated_variables};
5 use crate::utils::{
6     get_enclosing_block, get_parent_expr, get_trait_def_id, has_iter_method, higher, implements_trait,
7     is_integer_const, is_no_std_crate, is_refutable, last_path_segment, match_trait_method, match_type, match_var,
8     multispan_sugg, snippet, snippet_opt, snippet_with_applicability, span_lint, span_lint_and_help,
9     span_lint_and_sugg, span_lint_and_then, SpanlessEq,
10 };
11 use crate::utils::{is_type_diagnostic_item, qpath_res, same_tys, sext, sugg};
12 use if_chain::if_chain;
13 use itertools::Itertools;
14 use rustc::hir::map::Map;
15 use rustc::lint::in_external_macro;
16 use rustc::middle::region;
17 use rustc::ty::{self, Ty};
18 use rustc_ast::ast;
19 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
20 use rustc_errors::Applicability;
21 use rustc_hir::def::{DefKind, Res};
22 use rustc_hir::intravisit::{walk_block, walk_expr, walk_pat, walk_stmt, NestedVisitorMap, Visitor};
23 use rustc_hir::{
24     def_id, BinOpKind, BindingAnnotation, Block, BorrowKind, Expr, ExprKind, GenericArg, HirId, LoopSource,
25     MatchSource, Mutability, Node, Pat, PatKind, QPath, Stmt, StmtKind,
26 };
27 use rustc_infer::infer::TyCtxtInferExt;
28 use rustc_lint::{LateContext, LateLintPass, LintContext};
29 use rustc_session::{declare_lint_pass, declare_tool_lint};
30 use rustc_span::source_map::Span;
31 use rustc_span::{BytePos, Symbol};
32 use rustc_typeck::expr_use_visitor::{ConsumeMode, Delegate, ExprUseVisitor, Place, PlaceBase};
33 use std::iter::{once, Iterator};
34 use std::mem;
35
36 declare_clippy_lint! {
37     /// **What it does:** Checks for for-loops that manually copy items between
38     /// slices that could be optimized by having a memcpy.
39     ///
40     /// **Why is this bad?** It is not as fast as a memcpy.
41     ///
42     /// **Known problems:** None.
43     ///
44     /// **Example:**
45     /// ```rust
46     /// # let src = vec![1];
47     /// # let mut dst = vec![0; 65];
48     /// for i in 0..src.len() {
49     ///     dst[i + 64] = src[i];
50     /// }
51     /// ```
52     /// Could be written as:
53     /// ```rust
54     /// # let src = vec![1];
55     /// # let mut dst = vec![0; 65];
56     /// dst[64..(src.len() + 64)].clone_from_slice(&src[..]);
57     /// ```
58     pub MANUAL_MEMCPY,
59     perf,
60     "manually copying items between slices"
61 }
62
63 declare_clippy_lint! {
64     /// **What it does:** Checks for looping over the range of `0..len` of some
65     /// collection just to get the values by index.
66     ///
67     /// **Why is this bad?** Just iterating the collection itself makes the intent
68     /// more clear and is probably faster.
69     ///
70     /// **Known problems:** None.
71     ///
72     /// **Example:**
73     /// ```rust
74     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
75     /// for i in 0..vec.len() {
76     ///     println!("{}", vec[i]);
77     /// }
78     /// ```
79     /// Could be written as:
80     /// ```rust
81     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
82     /// for i in vec {
83     ///     println!("{}", i);
84     /// }
85     /// ```
86     pub NEEDLESS_RANGE_LOOP,
87     style,
88     "for-looping over a range of indices where an iterator over items would do"
89 }
90
91 declare_clippy_lint! {
92     /// **What it does:** Checks for loops on `x.iter()` where `&x` will do, and
93     /// suggests the latter.
94     ///
95     /// **Why is this bad?** Readability.
96     ///
97     /// **Known problems:** False negatives. We currently only warn on some known
98     /// types.
99     ///
100     /// **Example:**
101     /// ```rust
102     /// // with `y` a `Vec` or slice:
103     /// # let y = vec![1];
104     /// for x in y.iter() {
105     ///     // ..
106     /// }
107     /// ```
108     /// can be rewritten to
109     /// ```rust
110     /// # let y = vec![1];
111     /// for x in &y {
112     ///     // ..
113     /// }
114     /// ```
115     pub EXPLICIT_ITER_LOOP,
116     pedantic,
117     "for-looping over `_.iter()` or `_.iter_mut()` when `&_` or `&mut _` would do"
118 }
119
120 declare_clippy_lint! {
121     /// **What it does:** Checks for loops on `y.into_iter()` where `y` will do, and
122     /// suggests the latter.
123     ///
124     /// **Why is this bad?** Readability.
125     ///
126     /// **Known problems:** None
127     ///
128     /// **Example:**
129     /// ```rust
130     /// # let y = vec![1];
131     /// // with `y` a `Vec` or slice:
132     /// for x in y.into_iter() {
133     ///     // ..
134     /// }
135     /// ```
136     /// can be rewritten to
137     /// ```rust
138     /// # let y = vec![1];
139     /// for x in y {
140     ///     // ..
141     /// }
142     /// ```
143     pub EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
144     pedantic,
145     "for-looping over `_.into_iter()` when `_` would do"
146 }
147
148 declare_clippy_lint! {
149     /// **What it does:** Checks for loops on `x.next()`.
150     ///
151     /// **Why is this bad?** `next()` returns either `Some(value)` if there was a
152     /// value, or `None` otherwise. The insidious thing is that `Option<_>`
153     /// implements `IntoIterator`, so that possibly one value will be iterated,
154     /// leading to some hard to find bugs. No one will want to write such code
155     /// [except to win an Underhanded Rust
156     /// Contest](https://www.reddit.com/r/rust/comments/3hb0wm/underhanded_rust_contest/cu5yuhr).
157     ///
158     /// **Known problems:** None.
159     ///
160     /// **Example:**
161     /// ```ignore
162     /// for x in y.next() {
163     ///     ..
164     /// }
165     /// ```
166     pub ITER_NEXT_LOOP,
167     correctness,
168     "for-looping over `_.next()` which is probably not intended"
169 }
170
171 declare_clippy_lint! {
172     /// **What it does:** Checks for `for` loops over `Option` values.
173     ///
174     /// **Why is this bad?** Readability. This is more clearly expressed as an `if
175     /// let`.
176     ///
177     /// **Known problems:** None.
178     ///
179     /// **Example:**
180     /// ```ignore
181     /// for x in option {
182     ///     ..
183     /// }
184     /// ```
185     ///
186     /// This should be
187     /// ```ignore
188     /// if let Some(x) = option {
189     ///     ..
190     /// }
191     /// ```
192     pub FOR_LOOP_OVER_OPTION,
193     correctness,
194     "for-looping over an `Option`, which is more clearly expressed as an `if let`"
195 }
196
197 declare_clippy_lint! {
198     /// **What it does:** Checks for `for` loops over `Result` values.
199     ///
200     /// **Why is this bad?** Readability. This is more clearly expressed as an `if
201     /// let`.
202     ///
203     /// **Known problems:** None.
204     ///
205     /// **Example:**
206     /// ```ignore
207     /// for x in result {
208     ///     ..
209     /// }
210     /// ```
211     ///
212     /// This should be
213     /// ```ignore
214     /// if let Ok(x) = result {
215     ///     ..
216     /// }
217     /// ```
218     pub FOR_LOOP_OVER_RESULT,
219     correctness,
220     "for-looping over a `Result`, which is more clearly expressed as an `if let`"
221 }
222
223 declare_clippy_lint! {
224     /// **What it does:** Detects `loop + match` combinations that are easier
225     /// written as a `while let` loop.
226     ///
227     /// **Why is this bad?** The `while let` loop is usually shorter and more
228     /// readable.
229     ///
230     /// **Known problems:** Sometimes the wrong binding is displayed (#383).
231     ///
232     /// **Example:**
233     /// ```rust,no_run
234     /// # let y = Some(1);
235     /// loop {
236     ///     let x = match y {
237     ///         Some(x) => x,
238     ///         None => break,
239     ///     };
240     ///     // .. do something with x
241     /// }
242     /// // is easier written as
243     /// while let Some(x) = y {
244     ///     // .. do something with x
245     /// };
246     /// ```
247     pub WHILE_LET_LOOP,
248     complexity,
249     "`loop { if let { ... } else break }`, which can be written as a `while let` loop"
250 }
251
252 declare_clippy_lint! {
253     /// **What it does:** Checks for functions collecting an iterator when collect
254     /// is not needed.
255     ///
256     /// **Why is this bad?** `collect` causes the allocation of a new data structure,
257     /// when this allocation may not be needed.
258     ///
259     /// **Known problems:**
260     /// None
261     ///
262     /// **Example:**
263     /// ```rust
264     /// # let iterator = vec![1].into_iter();
265     /// let len = iterator.clone().collect::<Vec<_>>().len();
266     /// // should be
267     /// let len = iterator.count();
268     /// ```
269     pub NEEDLESS_COLLECT,
270     perf,
271     "collecting an iterator when collect is not needed"
272 }
273
274 declare_clippy_lint! {
275     /// **What it does:** Checks for loops over ranges `x..y` where both `x` and `y`
276     /// are constant and `x` is greater or equal to `y`, unless the range is
277     /// reversed or has a negative `.step_by(_)`.
278     ///
279     /// **Why is it bad?** Such loops will either be skipped or loop until
280     /// wrap-around (in debug code, this may `panic!()`). Both options are probably
281     /// not intended.
282     ///
283     /// **Known problems:** The lint cannot catch loops over dynamically defined
284     /// ranges. Doing this would require simulating all possible inputs and code
285     /// paths through the program, which would be complex and error-prone.
286     ///
287     /// **Example:**
288     /// ```ignore
289     /// for x in 5..10 - 5 {
290     ///     ..
291     /// } // oops, stray `-`
292     /// ```
293     pub REVERSE_RANGE_LOOP,
294     correctness,
295     "iteration over an empty range, such as `10..0` or `5..5`"
296 }
297
298 declare_clippy_lint! {
299     /// **What it does:** Checks `for` loops over slices with an explicit counter
300     /// and suggests the use of `.enumerate()`.
301     ///
302     /// **Why is it bad?** Using `.enumerate()` makes the intent more clear,
303     /// declutters the code and may be faster in some instances.
304     ///
305     /// **Known problems:** None.
306     ///
307     /// **Example:**
308     /// ```rust
309     /// # let v = vec![1];
310     /// # fn bar(bar: usize, baz: usize) {}
311     /// let mut i = 0;
312     /// for item in &v {
313     ///     bar(i, *item);
314     ///     i += 1;
315     /// }
316     /// ```
317     /// Could be written as
318     /// ```rust
319     /// # let v = vec![1];
320     /// # fn bar(bar: usize, baz: usize) {}
321     /// for (i, item) in v.iter().enumerate() { bar(i, *item); }
322     /// ```
323     pub EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
324     complexity,
325     "for-looping with an explicit counter when `_.enumerate()` would do"
326 }
327
328 declare_clippy_lint! {
329     /// **What it does:** Checks for empty `loop` expressions.
330     ///
331     /// **Why is this bad?** Those busy loops burn CPU cycles without doing
332     /// anything. Think of the environment and either block on something or at least
333     /// make the thread sleep for some microseconds.
334     ///
335     /// **Known problems:** None.
336     ///
337     /// **Example:**
338     /// ```no_run
339     /// loop {}
340     /// ```
341     pub EMPTY_LOOP,
342     style,
343     "empty `loop {}`, which should block or sleep"
344 }
345
346 declare_clippy_lint! {
347     /// **What it does:** Checks for `while let` expressions on iterators.
348     ///
349     /// **Why is this bad?** Readability. A simple `for` loop is shorter and conveys
350     /// the intent better.
351     ///
352     /// **Known problems:** None.
353     ///
354     /// **Example:**
355     /// ```ignore
356     /// while let Some(val) = iter() {
357     ///     ..
358     /// }
359     /// ```
360     pub WHILE_LET_ON_ITERATOR,
361     style,
362     "using a while-let loop instead of a for loop on an iterator"
363 }
364
365 declare_clippy_lint! {
366     /// **What it does:** Checks for iterating a map (`HashMap` or `BTreeMap`) and
367     /// ignoring either the keys or values.
368     ///
369     /// **Why is this bad?** Readability. There are `keys` and `values` methods that
370     /// can be used to express that don't need the values or keys.
371     ///
372     /// **Known problems:** None.
373     ///
374     /// **Example:**
375     /// ```ignore
376     /// for (k, _) in &map {
377     ///     ..
378     /// }
379     /// ```
380     ///
381     /// could be replaced by
382     ///
383     /// ```ignore
384     /// for k in map.keys() {
385     ///     ..
386     /// }
387     /// ```
388     pub FOR_KV_MAP,
389     style,
390     "looping on a map using `iter` when `keys` or `values` would do"
391 }
392
393 declare_clippy_lint! {
394     /// **What it does:** Checks for loops that will always `break`, `return` or
395     /// `continue` an outer loop.
396     ///
397     /// **Why is this bad?** This loop never loops, all it does is obfuscating the
398     /// code.
399     ///
400     /// **Known problems:** None
401     ///
402     /// **Example:**
403     /// ```rust
404     /// loop {
405     ///     ..;
406     ///     break;
407     /// }
408     /// ```
409     pub NEVER_LOOP,
410     correctness,
411     "any loop that will always `break` or `return`"
412 }
413
414 declare_clippy_lint! {
415     /// **What it does:** Checks for loops which have a range bound that is a mutable variable
416     ///
417     /// **Why is this bad?** One might think that modifying the mutable variable changes the loop bounds
418     ///
419     /// **Known problems:** None
420     ///
421     /// **Example:**
422     /// ```rust
423     /// let mut foo = 42;
424     /// for i in 0..foo {
425     ///     foo -= 1;
426     ///     println!("{}", i); // prints numbers from 0 to 42, not 0 to 21
427     /// }
428     /// ```
429     pub MUT_RANGE_BOUND,
430     complexity,
431     "for loop over a range where one of the bounds is a mutable variable"
432 }
433
434 declare_clippy_lint! {
435     /// **What it does:** Checks whether variables used within while loop condition
436     /// can be (and are) mutated in the body.
437     ///
438     /// **Why is this bad?** If the condition is unchanged, entering the body of the loop
439     /// will lead to an infinite loop.
440     ///
441     /// **Known problems:** If the `while`-loop is in a closure, the check for mutation of the
442     /// condition variables in the body can cause false negatives. For example when only `Upvar` `a` is
443     /// in the condition and only `Upvar` `b` gets mutated in the body, the lint will not trigger.
444     ///
445     /// **Example:**
446     /// ```rust
447     /// let i = 0;
448     /// while i > 10 {
449     ///     println!("let me loop forever!");
450     /// }
451     /// ```
452     pub WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
453     correctness,
454     "variables used within while expression are not mutated in the body"
455 }
456
457 declare_lint_pass!(Loops => [
458     MANUAL_MEMCPY,
459     NEEDLESS_RANGE_LOOP,
460     EXPLICIT_ITER_LOOP,
461     EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
462     ITER_NEXT_LOOP,
463     FOR_LOOP_OVER_RESULT,
464     FOR_LOOP_OVER_OPTION,
465     WHILE_LET_LOOP,
466     NEEDLESS_COLLECT,
467     REVERSE_RANGE_LOOP,
468     EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
469     EMPTY_LOOP,
470     WHILE_LET_ON_ITERATOR,
471     FOR_KV_MAP,
472     NEVER_LOOP,
473     MUT_RANGE_BOUND,
474     WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
475 ]);
476
477 impl<'a, 'tcx> LateLintPass<'a, 'tcx> for Loops {
478     #[allow(clippy::too_many_lines)]
479     fn check_expr(&mut self, cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'_>) {
480         if let Some((pat, arg, body)) = higher::for_loop(expr) {
481             // we don't want to check expanded macros
482             // this check is not at the top of the function
483             // since higher::for_loop expressions are marked as expansions
484             if body.span.from_expansion() {
485                 return;
486             }
487             check_for_loop(cx, pat, arg, body, expr);
488         }
489
490         // we don't want to check expanded macros
491         if expr.span.from_expansion() {
492             return;
493         }
494
495         // check for never_loop
496         if let ExprKind::Loop(ref block, _, _) = expr.kind {
497             match never_loop_block(block, expr.hir_id) {
498                 NeverLoopResult::AlwaysBreak => span_lint(cx, NEVER_LOOP, expr.span, "this loop never actually loops"),
499                 NeverLoopResult::MayContinueMainLoop | NeverLoopResult::Otherwise => (),
500             }
501         }
502
503         // check for `loop { if let {} else break }` that could be `while let`
504         // (also matches an explicit "match" instead of "if let")
505         // (even if the "match" or "if let" is used for declaration)
506         if let ExprKind::Loop(ref block, _, LoopSource::Loop) = expr.kind {
507             // also check for empty `loop {}` statements
508             if block.stmts.is_empty() && block.expr.is_none() && !is_no_std_crate(cx.tcx.hir().krate()) {
509                 span_lint(
510                     cx,
511                     EMPTY_LOOP,
512                     expr.span,
513                     "empty `loop {}` detected. You may want to either use `panic!()` or add \
514                      `std::thread::sleep(..);` to the loop body.",
515                 );
516             }
517
518             // extract the expression from the first statement (if any) in a block
519             let inner_stmt_expr = extract_expr_from_first_stmt(block);
520             // or extract the first expression (if any) from the block
521             if let Some(inner) = inner_stmt_expr.or_else(|| extract_first_expr(block)) {
522                 if let ExprKind::Match(ref matchexpr, ref arms, ref source) = inner.kind {
523                     // ensure "if let" compatible match structure
524                     match *source {
525                         MatchSource::Normal | MatchSource::IfLetDesugar { .. } => {
526                             if arms.len() == 2
527                                 && arms[0].guard.is_none()
528                                 && arms[1].guard.is_none()
529                                 && is_simple_break_expr(&arms[1].body)
530                             {
531                                 if in_external_macro(cx.sess(), expr.span) {
532                                     return;
533                                 }
534
535                                 // NOTE: we used to build a body here instead of using
536                                 // ellipsis, this was removed because:
537                                 // 1) it was ugly with big bodies;
538                                 // 2) it was not indented properly;
539                                 // 3) it wasn’t very smart (see #675).
540                                 let mut applicability = Applicability::HasPlaceholders;
541                                 span_lint_and_sugg(
542                                     cx,
543                                     WHILE_LET_LOOP,
544                                     expr.span,
545                                     "this loop could be written as a `while let` loop",
546                                     "try",
547                                     format!(
548                                         "while let {} = {} {{ .. }}",
549                                         snippet_with_applicability(cx, arms[0].pat.span, "..", &mut applicability),
550                                         snippet_with_applicability(cx, matchexpr.span, "..", &mut applicability),
551                                     ),
552                                     applicability,
553                                 );
554                             }
555                         },
556                         _ => (),
557                     }
558                 }
559             }
560         }
561         if let ExprKind::Match(ref match_expr, ref arms, MatchSource::WhileLetDesugar) = expr.kind {
562             let pat = &arms[0].pat.kind;
563             if let (
564                 &PatKind::TupleStruct(ref qpath, ref pat_args, _),
565                 &ExprKind::MethodCall(ref method_path, _, ref method_args),
566             ) = (pat, &match_expr.kind)
567             {
568                 let iter_expr = &method_args[0];
569                 let lhs_constructor = last_path_segment(qpath);
570                 if method_path.ident.name == sym!(next)
571                     && match_trait_method(cx, match_expr, &paths::ITERATOR)
572                     && lhs_constructor.ident.name == sym!(Some)
573                     && (pat_args.is_empty()
574                         || !is_refutable(cx, &pat_args[0])
575                             && !is_used_inside(cx, iter_expr, &arms[0].body)
576                             && !is_iterator_used_after_while_let(cx, iter_expr)
577                             && !is_nested(cx, expr, &method_args[0]))
578                 {
579                     let iterator = snippet(cx, method_args[0].span, "_");
580                     let loop_var = if pat_args.is_empty() {
581                         "_".to_string()
582                     } else {
583                         snippet(cx, pat_args[0].span, "_").into_owned()
584                     };
585                     span_lint_and_sugg(
586                         cx,
587                         WHILE_LET_ON_ITERATOR,
588                         expr.span,
589                         "this loop could be written as a `for` loop",
590                         "try",
591                         format!("for {} in {} {{ .. }}", loop_var, iterator),
592                         Applicability::HasPlaceholders,
593                     );
594                 }
595             }
596         }
597
598         if let Some((cond, body)) = higher::while_loop(&expr) {
599             check_infinite_loop(cx, cond, body);
600         }
601
602         check_needless_collect(expr, cx);
603     }
604 }
605
606 enum NeverLoopResult {
607     // A break/return always get triggered but not necessarily for the main loop.
608     AlwaysBreak,
609     // A continue may occur for the main loop.
610     MayContinueMainLoop,
611     Otherwise,
612 }
613
614 #[must_use]
615 fn absorb_break(arg: &NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
616     match *arg {
617         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::Otherwise => NeverLoopResult::Otherwise,
618         NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => NeverLoopResult::MayContinueMainLoop,
619     }
620 }
621
622 // Combine two results for parts that are called in order.
623 #[must_use]
624 fn combine_seq(first: NeverLoopResult, second: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
625     match first {
626         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => first,
627         NeverLoopResult::Otherwise => second,
628     }
629 }
630
631 // Combine two results where both parts are called but not necessarily in order.
632 #[must_use]
633 fn combine_both(left: NeverLoopResult, right: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
634     match (left, right) {
635         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
636             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
637         },
638         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, _) | (_, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
639         (NeverLoopResult::Otherwise, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
640     }
641 }
642
643 // Combine two results where only one of the part may have been executed.
644 #[must_use]
645 fn combine_branches(b1: NeverLoopResult, b2: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
646     match (b1, b2) {
647         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
648         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
649             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
650         },
651         (NeverLoopResult::Otherwise, _) | (_, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
652     }
653 }
654
655 fn never_loop_block(block: &Block<'_>, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
656     let stmts = block.stmts.iter().map(stmt_to_expr);
657     let expr = once(block.expr.as_ref().map(|p| &**p));
658     let mut iter = stmts.chain(expr).filter_map(|e| e);
659     never_loop_expr_seq(&mut iter, main_loop_id)
660 }
661
662 fn stmt_to_expr<'tcx>(stmt: &Stmt<'tcx>) -> Option<&'tcx Expr<'tcx>> {
663     match stmt.kind {
664         StmtKind::Semi(ref e, ..) | StmtKind::Expr(ref e, ..) => Some(e),
665         StmtKind::Local(ref local) => local.init.as_ref().map(|p| &**p),
666         _ => None,
667     }
668 }
669
670 fn never_loop_expr(expr: &Expr<'_>, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
671     match expr.kind {
672         ExprKind::Box(ref e)
673         | ExprKind::Unary(_, ref e)
674         | ExprKind::Cast(ref e, _)
675         | ExprKind::Type(ref e, _)
676         | ExprKind::Field(ref e, _)
677         | ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
678         | ExprKind::Struct(_, _, Some(ref e))
679         | ExprKind::Repeat(ref e, _)
680         | ExprKind::DropTemps(ref e) => never_loop_expr(e, main_loop_id),
681         ExprKind::Array(ref es) | ExprKind::MethodCall(_, _, ref es) | ExprKind::Tup(ref es) => {
682             never_loop_expr_all(&mut es.iter(), main_loop_id)
683         },
684         ExprKind::Call(ref e, ref es) => never_loop_expr_all(&mut once(&**e).chain(es.iter()), main_loop_id),
685         ExprKind::Binary(_, ref e1, ref e2)
686         | ExprKind::Assign(ref e1, ref e2, _)
687         | ExprKind::AssignOp(_, ref e1, ref e2)
688         | ExprKind::Index(ref e1, ref e2) => never_loop_expr_all(&mut [&**e1, &**e2].iter().cloned(), main_loop_id),
689         ExprKind::Loop(ref b, _, _) => {
690             // Break can come from the inner loop so remove them.
691             absorb_break(&never_loop_block(b, main_loop_id))
692         },
693         ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
694             let e = never_loop_expr(e, main_loop_id);
695             if arms.is_empty() {
696                 e
697             } else {
698                 let arms = never_loop_expr_branch(&mut arms.iter().map(|a| &*a.body), main_loop_id);
699                 combine_seq(e, arms)
700             }
701         },
702         ExprKind::Block(ref b, _) => never_loop_block(b, main_loop_id),
703         ExprKind::Continue(d) => {
704             let id = d
705                 .target_id
706                 .expect("target ID can only be missing in the presence of compilation errors");
707             if id == main_loop_id {
708                 NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
709             } else {
710                 NeverLoopResult::AlwaysBreak
711             }
712         },
713         ExprKind::Break(_, ref e) | ExprKind::Ret(ref e) => {
714             if let Some(ref e) = *e {
715                 combine_seq(never_loop_expr(e, main_loop_id), NeverLoopResult::AlwaysBreak)
716             } else {
717                 NeverLoopResult::AlwaysBreak
718             }
719         },
720         ExprKind::Struct(_, _, None)
721         | ExprKind::Yield(_, _)
722         | ExprKind::Closure(_, _, _, _, _)
723         | ExprKind::InlineAsm(_)
724         | ExprKind::Path(_)
725         | ExprKind::Lit(_)
726         | ExprKind::Err => NeverLoopResult::Otherwise,
727     }
728 }
729
730 fn never_loop_expr_seq<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr<'a>>>(es: &mut T, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
731     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
732         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_seq)
733 }
734
735 fn never_loop_expr_all<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr<'a>>>(es: &mut T, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
736     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
737         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_both)
738 }
739
740 fn never_loop_expr_branch<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr<'a>>>(e: &mut T, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
741     e.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
742         .fold(NeverLoopResult::AlwaysBreak, combine_branches)
743 }
744
745 fn check_for_loop<'a, 'tcx>(
746     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
747     pat: &'tcx Pat<'_>,
748     arg: &'tcx Expr<'_>,
749     body: &'tcx Expr<'_>,
750     expr: &'tcx Expr<'_>,
751 ) {
752     check_for_loop_range(cx, pat, arg, body, expr);
753     check_for_loop_reverse_range(cx, arg, expr);
754     check_for_loop_arg(cx, pat, arg, expr);
755     check_for_loop_explicit_counter(cx, pat, arg, body, expr);
756     check_for_loop_over_map_kv(cx, pat, arg, body, expr);
757     check_for_mut_range_bound(cx, arg, body);
758     detect_manual_memcpy(cx, pat, arg, body, expr);
759 }
760
761 fn same_var<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &Expr<'_>, var: HirId) -> bool {
762     if_chain! {
763         if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.kind;
764         if let QPath::Resolved(None, ref path) = *qpath;
765         if path.segments.len() == 1;
766         if let Res::Local(local_id) = qpath_res(cx, qpath, expr.hir_id);
767         // our variable!
768         if local_id == var;
769         then {
770             return true;
771         }
772     }
773
774     false
775 }
776
777 struct Offset {
778     value: String,
779     negate: bool,
780 }
781
782 impl Offset {
783     fn negative(s: String) -> Self {
784         Self { value: s, negate: true }
785     }
786
787     fn positive(s: String) -> Self {
788         Self {
789             value: s,
790             negate: false,
791         }
792     }
793 }
794
795 struct FixedOffsetVar {
796     var_name: String,
797     offset: Offset,
798 }
799
800 fn is_slice_like<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, ty: Ty<'_>) -> bool {
801     let is_slice = match ty.kind {
802         ty::Ref(_, subty, _) => is_slice_like(cx, subty),
803         ty::Slice(..) | ty::Array(..) => true,
804         _ => false,
805     };
806
807     is_slice || is_type_diagnostic_item(cx, ty, Symbol::intern("vec_type")) || match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE)
808 }
809
810 fn get_fixed_offset_var<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &Expr<'_>, var: HirId) -> Option<FixedOffsetVar> {
811     fn extract_offset<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, e: &Expr<'_>, var: HirId) -> Option<String> {
812         match e.kind {
813             ExprKind::Lit(ref l) => match l.node {
814                 ast::LitKind::Int(x, _ty) => Some(x.to_string()),
815                 _ => None,
816             },
817             ExprKind::Path(..) if !same_var(cx, e, var) => Some(snippet_opt(cx, e.span).unwrap_or_else(|| "??".into())),
818             _ => None,
819         }
820     }
821
822     if let ExprKind::Index(ref seqexpr, ref idx) = expr.kind {
823         let ty = cx.tables.expr_ty(seqexpr);
824         if !is_slice_like(cx, ty) {
825             return None;
826         }
827
828         let offset = match idx.kind {
829             ExprKind::Binary(op, ref lhs, ref rhs) => match op.node {
830                 BinOpKind::Add => {
831                     let offset_opt = if same_var(cx, lhs, var) {
832                         extract_offset(cx, rhs, var)
833                     } else if same_var(cx, rhs, var) {
834                         extract_offset(cx, lhs, var)
835                     } else {
836                         None
837                     };
838
839                     offset_opt.map(Offset::positive)
840                 },
841                 BinOpKind::Sub if same_var(cx, lhs, var) => extract_offset(cx, rhs, var).map(Offset::negative),
842                 _ => None,
843             },
844             ExprKind::Path(..) => {
845                 if same_var(cx, idx, var) {
846                     Some(Offset::positive("0".into()))
847                 } else {
848                     None
849                 }
850             },
851             _ => None,
852         };
853
854         offset.map(|o| FixedOffsetVar {
855             var_name: snippet_opt(cx, seqexpr.span).unwrap_or_else(|| "???".into()),
856             offset: o,
857         })
858     } else {
859         None
860     }
861 }
862
863 fn fetch_cloned_fixed_offset_var<'a, 'tcx>(
864     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
865     expr: &Expr<'_>,
866     var: HirId,
867 ) -> Option<FixedOffsetVar> {
868     if_chain! {
869         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.kind;
870         if method.ident.name == sym!(clone);
871         if args.len() == 1;
872         if let Some(arg) = args.get(0);
873         then {
874             return get_fixed_offset_var(cx, arg, var);
875         }
876     }
877
878     get_fixed_offset_var(cx, expr, var)
879 }
880
881 fn get_indexed_assignments<'a, 'tcx>(
882     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
883     body: &Expr<'_>,
884     var: HirId,
885 ) -> Vec<(FixedOffsetVar, FixedOffsetVar)> {
886     fn get_assignment<'a, 'tcx>(
887         cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
888         e: &Expr<'_>,
889         var: HirId,
890     ) -> Option<(FixedOffsetVar, FixedOffsetVar)> {
891         if let ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs, _) = e.kind {
892             match (
893                 get_fixed_offset_var(cx, lhs, var),
894                 fetch_cloned_fixed_offset_var(cx, rhs, var),
895             ) {
896                 (Some(offset_left), Some(offset_right)) => {
897                     // Source and destination must be different
898                     if offset_left.var_name == offset_right.var_name {
899                         None
900                     } else {
901                         Some((offset_left, offset_right))
902                     }
903                 },
904                 _ => None,
905             }
906         } else {
907             None
908         }
909     }
910
911     if let ExprKind::Block(ref b, _) = body.kind {
912         let Block {
913             ref stmts, ref expr, ..
914         } = **b;
915
916         stmts
917             .iter()
918             .map(|stmt| match stmt.kind {
919                 StmtKind::Local(..) | StmtKind::Item(..) => None,
920                 StmtKind::Expr(ref e) | StmtKind::Semi(ref e) => Some(get_assignment(cx, e, var)),
921             })
922             .chain(expr.as_ref().into_iter().map(|e| Some(get_assignment(cx, &*e, var))))
923             .filter_map(|op| op)
924             .collect::<Option<Vec<_>>>()
925             .unwrap_or_else(|| vec![])
926     } else {
927         get_assignment(cx, body, var).into_iter().collect()
928     }
929 }
930
931 /// Checks for for loops that sequentially copy items from one slice-like
932 /// object to another.
933 fn detect_manual_memcpy<'a, 'tcx>(
934     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
935     pat: &'tcx Pat<'_>,
936     arg: &'tcx Expr<'_>,
937     body: &'tcx Expr<'_>,
938     expr: &'tcx Expr<'_>,
939 ) {
940     if let Some(higher::Range {
941         start: Some(start),
942         ref end,
943         limits,
944     }) = higher::range(cx, arg)
945     {
946         // the var must be a single name
947         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, _, _) = pat.kind {
948             let print_sum = |arg1: &Offset, arg2: &Offset| -> String {
949                 match (&arg1.value[..], arg1.negate, &arg2.value[..], arg2.negate) {
950                     ("0", _, "0", _) => "".into(),
951                     ("0", _, x, false) | (x, false, "0", false) => x.into(),
952                     ("0", _, x, true) | (x, false, "0", true) => format!("-{}", x),
953                     (x, false, y, false) => format!("({} + {})", x, y),
954                     (x, false, y, true) => {
955                         if x == y {
956                             "0".into()
957                         } else {
958                             format!("({} - {})", x, y)
959                         }
960                     },
961                     (x, true, y, false) => {
962                         if x == y {
963                             "0".into()
964                         } else {
965                             format!("({} - {})", y, x)
966                         }
967                     },
968                     (x, true, y, true) => format!("-({} + {})", x, y),
969                 }
970             };
971
972             let print_limit = |end: &Option<&Expr<'_>>, offset: Offset, var_name: &str| {
973                 if let Some(end) = *end {
974                     if_chain! {
975                         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref len_args) = end.kind;
976                         if method.ident.name == sym!(len);
977                         if len_args.len() == 1;
978                         if let Some(arg) = len_args.get(0);
979                         if snippet(cx, arg.span, "??") == var_name;
980                         then {
981                             return if offset.negate {
982                                 format!("({} - {})", snippet(cx, end.span, "<src>.len()"), offset.value)
983                             } else {
984                                 String::new()
985                             };
986                         }
987                     }
988
989                     let end_str = match limits {
990                         ast::RangeLimits::Closed => {
991                             let end = sugg::Sugg::hir(cx, end, "<count>");
992                             format!("{}", end + sugg::ONE)
993                         },
994                         ast::RangeLimits::HalfOpen => format!("{}", snippet(cx, end.span, "..")),
995                     };
996
997                     print_sum(&Offset::positive(end_str), &offset)
998                 } else {
999                     "..".into()
1000                 }
1001             };
1002
1003             // The only statements in the for loops can be indexed assignments from
1004             // indexed retrievals.
1005             let manual_copies = get_indexed_assignments(cx, body, canonical_id);
1006
1007             let big_sugg = manual_copies
1008                 .into_iter()
1009                 .map(|(dst_var, src_var)| {
1010                     let start_str = Offset::positive(snippet(cx, start.span, "").to_string());
1011                     let dst_offset = print_sum(&start_str, &dst_var.offset);
1012                     let dst_limit = print_limit(end, dst_var.offset, &dst_var.var_name);
1013                     let src_offset = print_sum(&start_str, &src_var.offset);
1014                     let src_limit = print_limit(end, src_var.offset, &src_var.var_name);
1015                     let dst = if dst_offset == "" && dst_limit == "" {
1016                         dst_var.var_name
1017                     } else {
1018                         format!("{}[{}..{}]", dst_var.var_name, dst_offset, dst_limit)
1019                     };
1020
1021                     format!(
1022                         "{}.clone_from_slice(&{}[{}..{}])",
1023                         dst, src_var.var_name, src_offset, src_limit
1024                     )
1025                 })
1026                 .join("\n    ");
1027
1028             if !big_sugg.is_empty() {
1029                 span_lint_and_sugg(
1030                     cx,
1031                     MANUAL_MEMCPY,
1032                     expr.span,
1033                     "it looks like you're manually copying between slices",
1034                     "try replacing the loop by",
1035                     big_sugg,
1036                     Applicability::Unspecified,
1037                 );
1038             }
1039         }
1040     }
1041 }
1042
1043 /// Checks for looping over a range and then indexing a sequence with it.
1044 /// The iteratee must be a range literal.
1045 #[allow(clippy::too_many_lines)]
1046 fn check_for_loop_range<'a, 'tcx>(
1047     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1048     pat: &'tcx Pat<'_>,
1049     arg: &'tcx Expr<'_>,
1050     body: &'tcx Expr<'_>,
1051     expr: &'tcx Expr<'_>,
1052 ) {
1053     if let Some(higher::Range {
1054         start: Some(start),
1055         ref end,
1056         limits,
1057     }) = higher::range(cx, arg)
1058     {
1059         // the var must be a single name
1060         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, ident, _) = pat.kind {
1061             let mut visitor = VarVisitor {
1062                 cx,
1063                 var: canonical_id,
1064                 indexed_mut: FxHashSet::default(),
1065                 indexed_indirectly: FxHashMap::default(),
1066                 indexed_directly: FxHashMap::default(),
1067                 referenced: FxHashSet::default(),
1068                 nonindex: false,
1069                 prefer_mutable: false,
1070             };
1071             walk_expr(&mut visitor, body);
1072
1073             // linting condition: we only indexed one variable, and indexed it directly
1074             if visitor.indexed_indirectly.is_empty() && visitor.indexed_directly.len() == 1 {
1075                 let (indexed, (indexed_extent, indexed_ty)) = visitor
1076                     .indexed_directly
1077                     .into_iter()
1078                     .next()
1079                     .expect("already checked that we have exactly 1 element");
1080
1081                 // ensure that the indexed variable was declared before the loop, see #601
1082                 if let Some(indexed_extent) = indexed_extent {
1083                     let parent_id = cx.tcx.hir().get_parent_item(expr.hir_id);
1084                     let parent_def_id = cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
1085                     let region_scope_tree = cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id);
1086                     let pat_extent = region_scope_tree.var_scope(pat.hir_id.local_id);
1087                     if region_scope_tree.is_subscope_of(indexed_extent, pat_extent) {
1088                         return;
1089                     }
1090                 }
1091
1092                 // don't lint if the container that is indexed does not have .iter() method
1093                 let has_iter = has_iter_method(cx, indexed_ty);
1094                 if has_iter.is_none() {
1095                     return;
1096                 }
1097
1098                 // don't lint if the container that is indexed into is also used without
1099                 // indexing
1100                 if visitor.referenced.contains(&indexed) {
1101                     return;
1102                 }
1103
1104                 let starts_at_zero = is_integer_const(cx, start, 0);
1105
1106                 let skip = if starts_at_zero {
1107                     String::new()
1108                 } else {
1109                     format!(".skip({})", snippet(cx, start.span, ".."))
1110                 };
1111
1112                 let mut end_is_start_plus_val = false;
1113
1114                 let take = if let Some(end) = *end {
1115                     let mut take_expr = end;
1116
1117                     if let ExprKind::Binary(ref op, ref left, ref right) = end.kind {
1118                         if let BinOpKind::Add = op.node {
1119                             let start_equal_left = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, left);
1120                             let start_equal_right = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, right);
1121
1122                             if start_equal_left {
1123                                 take_expr = right;
1124                             } else if start_equal_right {
1125                                 take_expr = left;
1126                             }
1127
1128                             end_is_start_plus_val = start_equal_left | start_equal_right;
1129                         }
1130                     }
1131
1132                     if is_len_call(end, indexed) || is_end_eq_array_len(cx, end, limits, indexed_ty) {
1133                         String::new()
1134                     } else {
1135                         match limits {
1136                             ast::RangeLimits::Closed => {
1137                                 let take_expr = sugg::Sugg::hir(cx, take_expr, "<count>");
1138                                 format!(".take({})", take_expr + sugg::ONE)
1139                             },
1140                             ast::RangeLimits::HalfOpen => format!(".take({})", snippet(cx, take_expr.span, "..")),
1141                         }
1142                     }
1143                 } else {
1144                     String::new()
1145                 };
1146
1147                 let (ref_mut, method) = if visitor.indexed_mut.contains(&indexed) {
1148                     ("mut ", "iter_mut")
1149                 } else {
1150                     ("", "iter")
1151                 };
1152
1153                 let take_is_empty = take.is_empty();
1154                 let mut method_1 = take;
1155                 let mut method_2 = skip;
1156
1157                 if end_is_start_plus_val {
1158                     mem::swap(&mut method_1, &mut method_2);
1159                 }
1160
1161                 if visitor.nonindex {
1162                     span_lint_and_then(
1163                         cx,
1164                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1165                         expr.span,
1166                         &format!("the loop variable `{}` is used to index `{}`", ident.name, indexed),
1167                         |db| {
1168                             multispan_sugg(
1169                                 db,
1170                                 "consider using an iterator".to_string(),
1171                                 vec![
1172                                     (pat.span, format!("({}, <item>)", ident.name)),
1173                                     (
1174                                         arg.span,
1175                                         format!("{}.{}().enumerate(){}{}", indexed, method, method_1, method_2),
1176                                     ),
1177                                 ],
1178                             );
1179                         },
1180                     );
1181                 } else {
1182                     let repl = if starts_at_zero && take_is_empty {
1183                         format!("&{}{}", ref_mut, indexed)
1184                     } else {
1185                         format!("{}.{}(){}{}", indexed, method, method_1, method_2)
1186                     };
1187
1188                     span_lint_and_then(
1189                         cx,
1190                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1191                         expr.span,
1192                         &format!(
1193                             "the loop variable `{}` is only used to index `{}`.",
1194                             ident.name, indexed
1195                         ),
1196                         |db| {
1197                             multispan_sugg(
1198                                 db,
1199                                 "consider using an iterator".to_string(),
1200                                 vec![(pat.span, "<item>".to_string()), (arg.span, repl)],
1201                             );
1202                         },
1203                     );
1204                 }
1205             }
1206         }
1207     }
1208 }
1209
1210 fn is_len_call(expr: &Expr<'_>, var: Name) -> bool {
1211     if_chain! {
1212         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref len_args) = expr.kind;
1213         if len_args.len() == 1;
1214         if method.ident.name == sym!(len);
1215         if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = len_args[0].kind;
1216         if path.segments.len() == 1;
1217         if path.segments[0].ident.name == var;
1218         then {
1219             return true;
1220         }
1221     }
1222
1223     false
1224 }
1225
1226 fn is_end_eq_array_len<'tcx>(
1227     cx: &LateContext<'_, 'tcx>,
1228     end: &Expr<'_>,
1229     limits: ast::RangeLimits,
1230     indexed_ty: Ty<'tcx>,
1231 ) -> bool {
1232     if_chain! {
1233         if let ExprKind::Lit(ref lit) = end.kind;
1234         if let ast::LitKind::Int(end_int, _) = lit.node;
1235         if let ty::Array(_, arr_len_const) = indexed_ty.kind;
1236         if let Some(arr_len) = arr_len_const.try_eval_usize(cx.tcx, cx.param_env);
1237         then {
1238             return match limits {
1239                 ast::RangeLimits::Closed => end_int + 1 >= arr_len.into(),
1240                 ast::RangeLimits::HalfOpen => end_int >= arr_len.into(),
1241             };
1242         }
1243     }
1244
1245     false
1246 }
1247
1248 fn check_for_loop_reverse_range<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, arg: &'tcx Expr<'_>, expr: &'tcx Expr<'_>) {
1249     // if this for loop is iterating over a two-sided range...
1250     if let Some(higher::Range {
1251         start: Some(start),
1252         end: Some(end),
1253         limits,
1254     }) = higher::range(cx, arg)
1255     {
1256         // ...and both sides are compile-time constant integers...
1257         if let Some((start_idx, _)) = constant(cx, cx.tables, start) {
1258             if let Some((end_idx, _)) = constant(cx, cx.tables, end) {
1259                 // ...and the start index is greater than the end index,
1260                 // this loop will never run. This is often confusing for developers
1261                 // who think that this will iterate from the larger value to the
1262                 // smaller value.
1263                 let ty = cx.tables.expr_ty(start);
1264                 let (sup, eq) = match (start_idx, end_idx) {
1265                     (Constant::Int(start_idx), Constant::Int(end_idx)) => (
1266                         match ty.kind {
1267                             ty::Int(ity) => sext(cx.tcx, start_idx, ity) > sext(cx.tcx, end_idx, ity),
1268                             ty::Uint(_) => start_idx > end_idx,
1269                             _ => false,
1270                         },
1271                         start_idx == end_idx,
1272                     ),
1273                     _ => (false, false),
1274                 };
1275
1276                 if sup {
1277                     let start_snippet = snippet(cx, start.span, "_");
1278                     let end_snippet = snippet(cx, end.span, "_");
1279                     let dots = if limits == ast::RangeLimits::Closed {
1280                         "..="
1281                     } else {
1282                         ".."
1283                     };
1284
1285                     span_lint_and_then(
1286                         cx,
1287                         REVERSE_RANGE_LOOP,
1288                         expr.span,
1289                         "this range is empty so this for loop will never run",
1290                         |db| {
1291                             db.span_suggestion(
1292                                 arg.span,
1293                                 "consider using the following if you are attempting to iterate over this \
1294                                  range in reverse",
1295                                 format!(
1296                                     "({end}{dots}{start}).rev()",
1297                                     end = end_snippet,
1298                                     dots = dots,
1299                                     start = start_snippet
1300                                 ),
1301                                 Applicability::MaybeIncorrect,
1302                             );
1303                         },
1304                     );
1305                 } else if eq && limits != ast::RangeLimits::Closed {
1306                     // if they are equal, it's also problematic - this loop
1307                     // will never run.
1308                     span_lint(
1309                         cx,
1310                         REVERSE_RANGE_LOOP,
1311                         expr.span,
1312                         "this range is empty so this for loop will never run",
1313                     );
1314                 }
1315             }
1316         }
1317     }
1318 }
1319
1320 fn lint_iter_method(cx: &LateContext<'_, '_>, args: &[Expr<'_>], arg: &Expr<'_>, method_name: &str) {
1321     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1322     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1323     let muta = if method_name == "iter_mut" { "mut " } else { "" };
1324     span_lint_and_sugg(
1325         cx,
1326         EXPLICIT_ITER_LOOP,
1327         arg.span,
1328         "it is more concise to loop over references to containers instead of using explicit \
1329          iteration methods",
1330         "to write this more concisely, try",
1331         format!("&{}{}", muta, object),
1332         applicability,
1333     )
1334 }
1335
1336 fn check_for_loop_arg(cx: &LateContext<'_, '_>, pat: &Pat<'_>, arg: &Expr<'_>, expr: &Expr<'_>) {
1337     let mut next_loop_linted = false; // whether or not ITER_NEXT_LOOP lint was used
1338     if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = arg.kind {
1339         // just the receiver, no arguments
1340         if args.len() == 1 {
1341             let method_name = &*method.ident.as_str();
1342             // check for looping over x.iter() or x.iter_mut(), could use &x or &mut x
1343             if method_name == "iter" || method_name == "iter_mut" {
1344                 if is_ref_iterable_type(cx, &args[0]) {
1345                     lint_iter_method(cx, args, arg, method_name);
1346                 }
1347             } else if method_name == "into_iter" && match_trait_method(cx, arg, &paths::INTO_ITERATOR) {
1348                 let receiver_ty = cx.tables.expr_ty(&args[0]);
1349                 let receiver_ty_adjusted = cx.tables.expr_ty_adjusted(&args[0]);
1350                 if same_tys(cx, receiver_ty, receiver_ty_adjusted) {
1351                     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1352                     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1353                     span_lint_and_sugg(
1354                         cx,
1355                         EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
1356                         arg.span,
1357                         "it is more concise to loop over containers instead of using explicit \
1358                          iteration methods",
1359                         "to write this more concisely, try",
1360                         object.to_string(),
1361                         applicability,
1362                     );
1363                 } else {
1364                     let ref_receiver_ty = cx.tcx.mk_ref(
1365                         cx.tcx.lifetimes.re_erased,
1366                         ty::TypeAndMut {
1367                             ty: receiver_ty,
1368                             mutbl: Mutability::Not,
1369                         },
1370                     );
1371                     if same_tys(cx, receiver_ty_adjusted, ref_receiver_ty) {
1372                         lint_iter_method(cx, args, arg, method_name)
1373                     }
1374                 }
1375             } else if method_name == "next" && match_trait_method(cx, arg, &paths::ITERATOR) {
1376                 span_lint(
1377                     cx,
1378                     ITER_NEXT_LOOP,
1379                     expr.span,
1380                     "you are iterating over `Iterator::next()` which is an Option; this will compile but is \
1381                      probably not what you want",
1382                 );
1383                 next_loop_linted = true;
1384             }
1385         }
1386     }
1387     if !next_loop_linted {
1388         check_arg_type(cx, pat, arg);
1389     }
1390 }
1391
1392 /// Checks for `for` loops over `Option`s and `Result`s.
1393 fn check_arg_type(cx: &LateContext<'_, '_>, pat: &Pat<'_>, arg: &Expr<'_>) {
1394     let ty = cx.tables.expr_ty(arg);
1395     if match_type(cx, ty, &paths::OPTION) {
1396         span_lint_and_help(
1397             cx,
1398             FOR_LOOP_OVER_OPTION,
1399             arg.span,
1400             &format!(
1401                 "for loop over `{0}`, which is an `Option`. This is more readably written as an \
1402                  `if let` statement.",
1403                 snippet(cx, arg.span, "_")
1404             ),
1405             &format!(
1406                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Some({0}) = {1}`",
1407                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1408                 snippet(cx, arg.span, "_")
1409             ),
1410         );
1411     } else if match_type(cx, ty, &paths::RESULT) {
1412         span_lint_and_help(
1413             cx,
1414             FOR_LOOP_OVER_RESULT,
1415             arg.span,
1416             &format!(
1417                 "for loop over `{0}`, which is a `Result`. This is more readably written as an \
1418                  `if let` statement.",
1419                 snippet(cx, arg.span, "_")
1420             ),
1421             &format!(
1422                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Ok({0}) = {1}`",
1423                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1424                 snippet(cx, arg.span, "_")
1425             ),
1426         );
1427     }
1428 }
1429
1430 fn check_for_loop_explicit_counter<'a, 'tcx>(
1431     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1432     pat: &'tcx Pat<'_>,
1433     arg: &'tcx Expr<'_>,
1434     body: &'tcx Expr<'_>,
1435     expr: &'tcx Expr<'_>,
1436 ) {
1437     // Look for variables that are incremented once per loop iteration.
1438     let mut visitor = IncrementVisitor {
1439         cx,
1440         states: FxHashMap::default(),
1441         depth: 0,
1442         done: false,
1443     };
1444     walk_expr(&mut visitor, body);
1445
1446     // For each candidate, check the parent block to see if
1447     // it's initialized to zero at the start of the loop.
1448     if let Some(block) = get_enclosing_block(&cx, expr.hir_id) {
1449         for (id, _) in visitor.states.iter().filter(|&(_, v)| *v == VarState::IncrOnce) {
1450             let mut visitor2 = InitializeVisitor {
1451                 cx,
1452                 end_expr: expr,
1453                 var_id: *id,
1454                 state: VarState::IncrOnce,
1455                 name: None,
1456                 depth: 0,
1457                 past_loop: false,
1458             };
1459             walk_block(&mut visitor2, block);
1460
1461             if visitor2.state == VarState::Warn {
1462                 if let Some(name) = visitor2.name {
1463                     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1464
1465                     // for some reason this is the only way to get the `Span`
1466                     // of the entire `for` loop
1467                     let for_span = if let ExprKind::Match(_, arms, _) = &expr.kind {
1468                         arms[0].body.span
1469                     } else {
1470                         unreachable!()
1471                     };
1472
1473                     span_lint_and_sugg(
1474                         cx,
1475                         EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
1476                         for_span.with_hi(arg.span.hi()),
1477                         &format!("the variable `{}` is used as a loop counter.", name),
1478                         "consider using",
1479                         format!(
1480                             "for ({}, {}) in {}.enumerate()",
1481                             name,
1482                             snippet_with_applicability(cx, pat.span, "item", &mut applicability),
1483                             make_iterator_snippet(cx, arg, &mut applicability),
1484                         ),
1485                         applicability,
1486                     );
1487                 }
1488             }
1489         }
1490     }
1491 }
1492
1493 /// If `arg` was the argument to a `for` loop, return the "cleanest" way of writing the
1494 /// actual `Iterator` that the loop uses.
1495 fn make_iterator_snippet(cx: &LateContext<'_, '_>, arg: &Expr<'_>, applic_ref: &mut Applicability) -> String {
1496     let impls_iterator = get_trait_def_id(cx, &paths::ITERATOR)
1497         .map_or(false, |id| implements_trait(cx, cx.tables.expr_ty(arg), id, &[]));
1498     if impls_iterator {
1499         format!(
1500             "{}",
1501             sugg::Sugg::hir_with_applicability(cx, arg, "_", applic_ref).maybe_par()
1502         )
1503     } else {
1504         // (&x).into_iter() ==> x.iter()
1505         // (&mut x).into_iter() ==> x.iter_mut()
1506         match &arg.kind {
1507             ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutability, arg_inner)
1508                 if has_iter_method(cx, cx.tables.expr_ty(&arg_inner)).is_some() =>
1509             {
1510                 let meth_name = match mutability {
1511                     Mutability::Mut => "iter_mut",
1512                     Mutability::Not => "iter",
1513                 };
1514                 format!(
1515                     "{}.{}()",
1516                     sugg::Sugg::hir_with_applicability(cx, &arg_inner, "_", applic_ref).maybe_par(),
1517                     meth_name,
1518                 )
1519             }
1520             _ => format!(
1521                 "{}.into_iter()",
1522                 sugg::Sugg::hir_with_applicability(cx, arg, "_", applic_ref).maybe_par()
1523             ),
1524         }
1525     }
1526 }
1527
1528 /// Checks for the `FOR_KV_MAP` lint.
1529 fn check_for_loop_over_map_kv<'a, 'tcx>(
1530     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1531     pat: &'tcx Pat<'_>,
1532     arg: &'tcx Expr<'_>,
1533     body: &'tcx Expr<'_>,
1534     expr: &'tcx Expr<'_>,
1535 ) {
1536     let pat_span = pat.span;
1537
1538     if let PatKind::Tuple(ref pat, _) = pat.kind {
1539         if pat.len() == 2 {
1540             let arg_span = arg.span;
1541             let (new_pat_span, kind, ty, mutbl) = match cx.tables.expr_ty(arg).kind {
1542                 ty::Ref(_, ty, mutbl) => match (&pat[0].kind, &pat[1].kind) {
1543                     (key, _) if pat_is_wild(key, body) => (pat[1].span, "value", ty, mutbl),
1544                     (_, value) if pat_is_wild(value, body) => (pat[0].span, "key", ty, Mutability::Not),
1545                     _ => return,
1546                 },
1547                 _ => return,
1548             };
1549             let mutbl = match mutbl {
1550                 Mutability::Not => "",
1551                 Mutability::Mut => "_mut",
1552             };
1553             let arg = match arg.kind {
1554                 ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, _, ref expr) => &**expr,
1555                 _ => arg,
1556             };
1557
1558             if match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) || match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) {
1559                 span_lint_and_then(
1560                     cx,
1561                     FOR_KV_MAP,
1562                     expr.span,
1563                     &format!("you seem to want to iterate on a map's {}s", kind),
1564                     |db| {
1565                         let map = sugg::Sugg::hir(cx, arg, "map");
1566                         multispan_sugg(
1567                             db,
1568                             "use the corresponding method".into(),
1569                             vec![
1570                                 (pat_span, snippet(cx, new_pat_span, kind).into_owned()),
1571                                 (arg_span, format!("{}.{}s{}()", map.maybe_par(), kind, mutbl)),
1572                             ],
1573                         );
1574                     },
1575                 );
1576             }
1577         }
1578     }
1579 }
1580
1581 struct MutatePairDelegate {
1582     hir_id_low: Option<HirId>,
1583     hir_id_high: Option<HirId>,
1584     span_low: Option<Span>,
1585     span_high: Option<Span>,
1586 }
1587
1588 impl<'tcx> Delegate<'tcx> for MutatePairDelegate {
1589     fn consume(&mut self, _: &Place<'tcx>, _: ConsumeMode) {}
1590
1591     fn borrow(&mut self, cmt: &Place<'tcx>, bk: ty::BorrowKind) {
1592         if let ty::BorrowKind::MutBorrow = bk {
1593             if let PlaceBase::Local(id) = cmt.base {
1594                 if Some(id) == self.hir_id_low {
1595                     self.span_low = Some(cmt.span)
1596                 }
1597                 if Some(id) == self.hir_id_high {
1598                     self.span_high = Some(cmt.span)
1599                 }
1600             }
1601         }
1602     }
1603
1604     fn mutate(&mut self, cmt: &Place<'tcx>) {
1605         if let PlaceBase::Local(id) = cmt.base {
1606             if Some(id) == self.hir_id_low {
1607                 self.span_low = Some(cmt.span)
1608             }
1609             if Some(id) == self.hir_id_high {
1610                 self.span_high = Some(cmt.span)
1611             }
1612         }
1613     }
1614 }
1615
1616 impl<'tcx> MutatePairDelegate {
1617     fn mutation_span(&self) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
1618         (self.span_low, self.span_high)
1619     }
1620 }
1621
1622 fn check_for_mut_range_bound(cx: &LateContext<'_, '_>, arg: &Expr<'_>, body: &Expr<'_>) {
1623     if let Some(higher::Range {
1624         start: Some(start),
1625         end: Some(end),
1626         ..
1627     }) = higher::range(cx, arg)
1628     {
1629         let mut_ids = vec![check_for_mutability(cx, start), check_for_mutability(cx, end)];
1630         if mut_ids[0].is_some() || mut_ids[1].is_some() {
1631             let (span_low, span_high) = check_for_mutation(cx, body, &mut_ids);
1632             mut_warn_with_span(cx, span_low);
1633             mut_warn_with_span(cx, span_high);
1634         }
1635     }
1636 }
1637
1638 fn mut_warn_with_span(cx: &LateContext<'_, '_>, span: Option<Span>) {
1639     if let Some(sp) = span {
1640         span_lint(
1641             cx,
1642             MUT_RANGE_BOUND,
1643             sp,
1644             "attempt to mutate range bound within loop; note that the range of the loop is unchanged",
1645         );
1646     }
1647 }
1648
1649 fn check_for_mutability(cx: &LateContext<'_, '_>, bound: &Expr<'_>) -> Option<HirId> {
1650     if_chain! {
1651         if let ExprKind::Path(ref qpath) = bound.kind;
1652         if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
1653         then {
1654             let res = qpath_res(cx, qpath, bound.hir_id);
1655             if let Res::Local(node_id) = res {
1656                 let node_str = cx.tcx.hir().get(node_id);
1657                 if_chain! {
1658                     if let Node::Binding(pat) = node_str;
1659                     if let PatKind::Binding(bind_ann, ..) = pat.kind;
1660                     if let BindingAnnotation::Mutable = bind_ann;
1661                     then {
1662                         return Some(node_id);
1663                     }
1664                 }
1665             }
1666         }
1667     }
1668     None
1669 }
1670
1671 fn check_for_mutation(
1672     cx: &LateContext<'_, '_>,
1673     body: &Expr<'_>,
1674     bound_ids: &[Option<HirId>],
1675 ) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
1676     let mut delegate = MutatePairDelegate {
1677         hir_id_low: bound_ids[0],
1678         hir_id_high: bound_ids[1],
1679         span_low: None,
1680         span_high: None,
1681     };
1682     let def_id = def_id::DefId::local(body.hir_id.owner);
1683     cx.tcx.infer_ctxt().enter(|infcx| {
1684         ExprUseVisitor::new(&mut delegate, &infcx, def_id, cx.param_env, cx.tables).walk_expr(body);
1685     });
1686     delegate.mutation_span()
1687 }
1688
1689 /// Returns `true` if the pattern is a `PatWild` or an ident prefixed with `_`.
1690 fn pat_is_wild<'tcx>(pat: &'tcx PatKind<'_>, body: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
1691     match *pat {
1692         PatKind::Wild => true,
1693         PatKind::Binding(.., ident, None) if ident.as_str().starts_with('_') => is_unused(&ident, body),
1694         _ => false,
1695     }
1696 }
1697
1698 struct LocalUsedVisitor<'a, 'tcx> {
1699     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1700     local: HirId,
1701     used: bool,
1702 }
1703
1704 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for LocalUsedVisitor<'a, 'tcx> {
1705     type Map = Map<'tcx>;
1706
1707     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
1708         if same_var(self.cx, expr, self.local) {
1709             self.used = true;
1710         } else {
1711             walk_expr(self, expr);
1712         }
1713     }
1714
1715     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1716         NestedVisitorMap::None
1717     }
1718 }
1719
1720 struct VarVisitor<'a, 'tcx> {
1721     /// context reference
1722     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1723     /// var name to look for as index
1724     var: HirId,
1725     /// indexed variables that are used mutably
1726     indexed_mut: FxHashSet<Name>,
1727     /// indirectly indexed variables (`v[(i + 4) % N]`), the extend is `None` for global
1728     indexed_indirectly: FxHashMap<Name, Option<region::Scope>>,
1729     /// subset of `indexed` of vars that are indexed directly: `v[i]`
1730     /// this will not contain cases like `v[calc_index(i)]` or `v[(i + 4) % N]`
1731     indexed_directly: FxHashMap<Name, (Option<region::Scope>, Ty<'tcx>)>,
1732     /// Any names that are used outside an index operation.
1733     /// Used to detect things like `&mut vec` used together with `vec[i]`
1734     referenced: FxHashSet<Name>,
1735     /// has the loop variable been used in expressions other than the index of
1736     /// an index op?
1737     nonindex: bool,
1738     /// Whether we are inside the `$` in `&mut $` or `$ = foo` or `$.bar`, where bar
1739     /// takes `&mut self`
1740     prefer_mutable: bool,
1741 }
1742
1743 impl<'a, 'tcx> VarVisitor<'a, 'tcx> {
1744     fn check(&mut self, idx: &'tcx Expr<'_>, seqexpr: &'tcx Expr<'_>, expr: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
1745         if_chain! {
1746             // the indexed container is referenced by a name
1747             if let ExprKind::Path(ref seqpath) = seqexpr.kind;
1748             if let QPath::Resolved(None, ref seqvar) = *seqpath;
1749             if seqvar.segments.len() == 1;
1750             then {
1751                 let index_used_directly = same_var(self.cx, idx, self.var);
1752                 let indexed_indirectly = {
1753                     let mut used_visitor = LocalUsedVisitor {
1754                         cx: self.cx,
1755                         local: self.var,
1756                         used: false,
1757                     };
1758                     walk_expr(&mut used_visitor, idx);
1759                     used_visitor.used
1760                 };
1761
1762                 if indexed_indirectly || index_used_directly {
1763                     if self.prefer_mutable {
1764                         self.indexed_mut.insert(seqvar.segments[0].ident.name);
1765                     }
1766                     let res = qpath_res(self.cx, seqpath, seqexpr.hir_id);
1767                     match res {
1768                         Res::Local(hir_id) => {
1769                             let parent_id = self.cx.tcx.hir().get_parent_item(expr.hir_id);
1770                             let parent_def_id = self.cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
1771                             let extent = self.cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id).var_scope(hir_id.local_id);
1772                             if indexed_indirectly {
1773                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, Some(extent));
1774                             }
1775                             if index_used_directly {
1776                                 self.indexed_directly.insert(
1777                                     seqvar.segments[0].ident.name,
1778                                     (Some(extent), self.cx.tables.node_type(seqexpr.hir_id)),
1779                                 );
1780                             }
1781                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
1782                         }
1783                         Res::Def(DefKind::Static, ..) | Res::Def(DefKind::Const, ..) => {
1784                             if indexed_indirectly {
1785                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, None);
1786                             }
1787                             if index_used_directly {
1788                                 self.indexed_directly.insert(
1789                                     seqvar.segments[0].ident.name,
1790                                     (None, self.cx.tables.node_type(seqexpr.hir_id)),
1791                                 );
1792                             }
1793                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
1794                         }
1795                         _ => (),
1796                     }
1797                 }
1798             }
1799         }
1800         true
1801     }
1802 }
1803
1804 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarVisitor<'a, 'tcx> {
1805     type Map = Map<'tcx>;
1806
1807     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
1808         if_chain! {
1809             // a range index op
1810             if let ExprKind::MethodCall(ref meth, _, ref args) = expr.kind;
1811             if (meth.ident.name == sym!(index) && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX))
1812                 || (meth.ident.name == sym!(index_mut) && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX_MUT));
1813             if !self.check(&args[1], &args[0], expr);
1814             then { return }
1815         }
1816
1817         if_chain! {
1818             // an index op
1819             if let ExprKind::Index(ref seqexpr, ref idx) = expr.kind;
1820             if !self.check(idx, seqexpr, expr);
1821             then { return }
1822         }
1823
1824         if_chain! {
1825             // directly using a variable
1826             if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.kind;
1827             if let QPath::Resolved(None, ref path) = *qpath;
1828             if path.segments.len() == 1;
1829             then {
1830                 if let Res::Local(local_id) = qpath_res(self.cx, qpath, expr.hir_id) {
1831                     if local_id == self.var {
1832                         self.nonindex = true;
1833                     } else {
1834                         // not the correct variable, but still a variable
1835                         self.referenced.insert(path.segments[0].ident.name);
1836                     }
1837                 }
1838             }
1839         }
1840
1841         let old = self.prefer_mutable;
1842         match expr.kind {
1843             ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, ref rhs) | ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs, _) => {
1844                 self.prefer_mutable = true;
1845                 self.visit_expr(lhs);
1846                 self.prefer_mutable = false;
1847                 self.visit_expr(rhs);
1848             },
1849             ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutbl, ref expr) => {
1850                 if mutbl == Mutability::Mut {
1851                     self.prefer_mutable = true;
1852                 }
1853                 self.visit_expr(expr);
1854             },
1855             ExprKind::Call(ref f, args) => {
1856                 self.visit_expr(f);
1857                 for expr in args {
1858                     let ty = self.cx.tables.expr_ty_adjusted(expr);
1859                     self.prefer_mutable = false;
1860                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = ty.kind {
1861                         if mutbl == Mutability::Mut {
1862                             self.prefer_mutable = true;
1863                         }
1864                     }
1865                     self.visit_expr(expr);
1866                 }
1867             },
1868             ExprKind::MethodCall(_, _, args) => {
1869                 let def_id = self.cx.tables.type_dependent_def_id(expr.hir_id).unwrap();
1870                 for (ty, expr) in self.cx.tcx.fn_sig(def_id).inputs().skip_binder().iter().zip(args) {
1871                     self.prefer_mutable = false;
1872                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = ty.kind {
1873                         if mutbl == Mutability::Mut {
1874                             self.prefer_mutable = true;
1875                         }
1876                     }
1877                     self.visit_expr(expr);
1878                 }
1879             },
1880             ExprKind::Closure(_, _, body_id, ..) => {
1881                 let body = self.cx.tcx.hir().body(body_id);
1882                 self.visit_expr(&body.value);
1883             },
1884             _ => walk_expr(self, expr),
1885         }
1886         self.prefer_mutable = old;
1887     }
1888     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1889         NestedVisitorMap::None
1890     }
1891 }
1892
1893 fn is_used_inside<'a, 'tcx>(cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr<'_>, container: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
1894     let def_id = match var_def_id(cx, expr) {
1895         Some(id) => id,
1896         None => return false,
1897     };
1898     if let Some(used_mutably) = mutated_variables(container, cx) {
1899         if used_mutably.contains(&def_id) {
1900             return true;
1901         }
1902     }
1903     false
1904 }
1905
1906 fn is_iterator_used_after_while_let<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, iter_expr: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
1907     let def_id = match var_def_id(cx, iter_expr) {
1908         Some(id) => id,
1909         None => return false,
1910     };
1911     let mut visitor = VarUsedAfterLoopVisitor {
1912         cx,
1913         def_id,
1914         iter_expr_id: iter_expr.hir_id,
1915         past_while_let: false,
1916         var_used_after_while_let: false,
1917     };
1918     if let Some(enclosing_block) = get_enclosing_block(cx, def_id) {
1919         walk_block(&mut visitor, enclosing_block);
1920     }
1921     visitor.var_used_after_while_let
1922 }
1923
1924 struct VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx> {
1925     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1926     def_id: HirId,
1927     iter_expr_id: HirId,
1928     past_while_let: bool,
1929     var_used_after_while_let: bool,
1930 }
1931
1932 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx> {
1933     type Map = Map<'tcx>;
1934
1935     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
1936         if self.past_while_let {
1937             if Some(self.def_id) == var_def_id(self.cx, expr) {
1938                 self.var_used_after_while_let = true;
1939             }
1940         } else if self.iter_expr_id == expr.hir_id {
1941             self.past_while_let = true;
1942         }
1943         walk_expr(self, expr);
1944     }
1945     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1946         NestedVisitorMap::None
1947     }
1948 }
1949
1950 /// Returns `true` if the type of expr is one that provides `IntoIterator` impls
1951 /// for `&T` and `&mut T`, such as `Vec`.
1952 #[rustfmt::skip]
1953 fn is_ref_iterable_type(cx: &LateContext<'_, '_>, e: &Expr<'_>) -> bool {
1954     // no walk_ptrs_ty: calling iter() on a reference can make sense because it
1955     // will allow further borrows afterwards
1956     let ty = cx.tables.expr_ty(e);
1957     is_iterable_array(ty, cx) ||
1958     is_type_diagnostic_item(cx, ty, Symbol::intern("vec_type")) ||
1959     match_type(cx, ty, &paths::LINKED_LIST) ||
1960     match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) ||
1961     match_type(cx, ty, &paths::HASHSET) ||
1962     match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE) ||
1963     match_type(cx, ty, &paths::BINARY_HEAP) ||
1964     match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
1965     match_type(cx, ty, &paths::BTREESET)
1966 }
1967
1968 fn is_iterable_array<'tcx>(ty: Ty<'tcx>, cx: &LateContext<'_, 'tcx>) -> bool {
1969     // IntoIterator is currently only implemented for array sizes <= 32 in rustc
1970     match ty.kind {
1971         ty::Array(_, n) => {
1972             if let Some(val) = n.try_eval_usize(cx.tcx, cx.param_env) {
1973                 (0..=32).contains(&val)
1974             } else {
1975                 false
1976             }
1977         },
1978         _ => false,
1979     }
1980 }
1981
1982 /// If a block begins with a statement (possibly a `let` binding) and has an
1983 /// expression, return it.
1984 fn extract_expr_from_first_stmt<'tcx>(block: &Block<'tcx>) -> Option<&'tcx Expr<'tcx>> {
1985     if block.stmts.is_empty() {
1986         return None;
1987     }
1988     if let StmtKind::Local(ref local) = block.stmts[0].kind {
1989         if let Some(expr) = local.init {
1990             Some(expr)
1991         } else {
1992             None
1993         }
1994     } else {
1995         None
1996     }
1997 }
1998
1999 /// If a block begins with an expression (with or without semicolon), return it.
2000 fn extract_first_expr<'tcx>(block: &Block<'tcx>) -> Option<&'tcx Expr<'tcx>> {
2001     match block.expr {
2002         Some(ref expr) if block.stmts.is_empty() => Some(expr),
2003         None if !block.stmts.is_empty() => match block.stmts[0].kind {
2004             StmtKind::Expr(ref expr) | StmtKind::Semi(ref expr) => Some(expr),
2005             StmtKind::Local(..) | StmtKind::Item(..) => None,
2006         },
2007         _ => None,
2008     }
2009 }
2010
2011 /// Returns `true` if expr contains a single break expr without destination label
2012 /// and
2013 /// passed expression. The expression may be within a block.
2014 fn is_simple_break_expr(expr: &Expr<'_>) -> bool {
2015     match expr.kind {
2016         ExprKind::Break(dest, ref passed_expr) if dest.label.is_none() && passed_expr.is_none() => true,
2017         ExprKind::Block(ref b, _) => extract_first_expr(b).map_or(false, |subexpr| is_simple_break_expr(subexpr)),
2018         _ => false,
2019     }
2020 }
2021
2022 // To trigger the EXPLICIT_COUNTER_LOOP lint, a variable must be
2023 // incremented exactly once in the loop body, and initialized to zero
2024 // at the start of the loop.
2025 #[derive(Debug, PartialEq)]
2026 enum VarState {
2027     Initial,  // Not examined yet
2028     IncrOnce, // Incremented exactly once, may be a loop counter
2029     Declared, // Declared but not (yet) initialized to zero
2030     Warn,
2031     DontWarn,
2032 }
2033
2034 /// Scan a for loop for variables that are incremented exactly once.
2035 struct IncrementVisitor<'a, 'tcx> {
2036     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,      // context reference
2037     states: FxHashMap<HirId, VarState>, // incremented variables
2038     depth: u32,                         // depth of conditional expressions
2039     done: bool,
2040 }
2041
2042 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IncrementVisitor<'a, 'tcx> {
2043     type Map = Map<'tcx>;
2044
2045     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2046         if self.done {
2047             return;
2048         }
2049
2050         // If node is a variable
2051         if let Some(def_id) = var_def_id(self.cx, expr) {
2052             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2053                 let state = self.states.entry(def_id).or_insert(VarState::Initial);
2054
2055                 match parent.kind {
2056                     ExprKind::AssignOp(op, ref lhs, ref rhs) => {
2057                         if lhs.hir_id == expr.hir_id {
2058                             if op.node == BinOpKind::Add && is_integer_const(self.cx, rhs, 1) {
2059                                 *state = match *state {
2060                                     VarState::Initial if self.depth == 0 => VarState::IncrOnce,
2061                                     _ => VarState::DontWarn,
2062                                 };
2063                             } else {
2064                                 // Assigned some other value
2065                                 *state = VarState::DontWarn;
2066                             }
2067                         }
2068                     },
2069                     ExprKind::Assign(ref lhs, _, _) if lhs.hir_id == expr.hir_id => *state = VarState::DontWarn,
2070                     ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutability, _) if mutability == Mutability::Mut => {
2071                         *state = VarState::DontWarn
2072                     },
2073                     _ => (),
2074                 }
2075             }
2076         } else if is_loop(expr) || is_conditional(expr) {
2077             self.depth += 1;
2078             walk_expr(self, expr);
2079             self.depth -= 1;
2080             return;
2081         } else if let ExprKind::Continue(_) = expr.kind {
2082             self.done = true;
2083             return;
2084         }
2085         walk_expr(self, expr);
2086     }
2087     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2088         NestedVisitorMap::None
2089     }
2090 }
2091
2092 /// Checks whether a variable is initialized to zero at the start of a loop.
2093 struct InitializeVisitor<'a, 'tcx> {
2094     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>, // context reference
2095     end_expr: &'tcx Expr<'tcx>,    // the for loop. Stop scanning here.
2096     var_id: HirId,
2097     state: VarState,
2098     name: Option<Name>,
2099     depth: u32, // depth of conditional expressions
2100     past_loop: bool,
2101 }
2102
2103 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for InitializeVisitor<'a, 'tcx> {
2104     type Map = Map<'tcx>;
2105
2106     fn visit_stmt(&mut self, stmt: &'tcx Stmt<'_>) {
2107         // Look for declarations of the variable
2108         if let StmtKind::Local(ref local) = stmt.kind {
2109             if local.pat.hir_id == self.var_id {
2110                 if let PatKind::Binding(.., ident, _) = local.pat.kind {
2111                     self.name = Some(ident.name);
2112
2113                     self.state = if let Some(ref init) = local.init {
2114                         if is_integer_const(&self.cx, init, 0) {
2115                             VarState::Warn
2116                         } else {
2117                             VarState::Declared
2118                         }
2119                     } else {
2120                         VarState::Declared
2121                     }
2122                 }
2123             }
2124         }
2125         walk_stmt(self, stmt);
2126     }
2127
2128     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2129         if self.state == VarState::DontWarn {
2130             return;
2131         }
2132         if SpanlessEq::new(self.cx).eq_expr(&expr, self.end_expr) {
2133             self.past_loop = true;
2134             return;
2135         }
2136         // No need to visit expressions before the variable is
2137         // declared
2138         if self.state == VarState::IncrOnce {
2139             return;
2140         }
2141
2142         // If node is the desired variable, see how it's used
2143         if var_def_id(self.cx, expr) == Some(self.var_id) {
2144             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2145                 match parent.kind {
2146                     ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, _) if lhs.hir_id == expr.hir_id => {
2147                         self.state = VarState::DontWarn;
2148                     },
2149                     ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs, _) if lhs.hir_id == expr.hir_id => {
2150                         self.state = if is_integer_const(&self.cx, rhs, 0) && self.depth == 0 {
2151                             VarState::Warn
2152                         } else {
2153                             VarState::DontWarn
2154                         }
2155                     },
2156                     ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutability, _) if mutability == Mutability::Mut => {
2157                         self.state = VarState::DontWarn
2158                     },
2159                     _ => (),
2160                 }
2161             }
2162
2163             if self.past_loop {
2164                 self.state = VarState::DontWarn;
2165                 return;
2166             }
2167         } else if !self.past_loop && is_loop(expr) {
2168             self.state = VarState::DontWarn;
2169             return;
2170         } else if is_conditional(expr) {
2171             self.depth += 1;
2172             walk_expr(self, expr);
2173             self.depth -= 1;
2174             return;
2175         }
2176         walk_expr(self, expr);
2177     }
2178
2179     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2180         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.cx.tcx.hir())
2181     }
2182 }
2183
2184 fn var_def_id(cx: &LateContext<'_, '_>, expr: &Expr<'_>) -> Option<HirId> {
2185     if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.kind {
2186         let path_res = qpath_res(cx, qpath, expr.hir_id);
2187         if let Res::Local(node_id) = path_res {
2188             return Some(node_id);
2189         }
2190     }
2191     None
2192 }
2193
2194 fn is_loop(expr: &Expr<'_>) -> bool {
2195     match expr.kind {
2196         ExprKind::Loop(..) => true,
2197         _ => false,
2198     }
2199 }
2200
2201 fn is_conditional(expr: &Expr<'_>) -> bool {
2202     match expr.kind {
2203         ExprKind::Match(..) => true,
2204         _ => false,
2205     }
2206 }
2207
2208 fn is_nested(cx: &LateContext<'_, '_>, match_expr: &Expr<'_>, iter_expr: &Expr<'_>) -> bool {
2209     if_chain! {
2210         if let Some(loop_block) = get_enclosing_block(cx, match_expr.hir_id);
2211         let parent_node = cx.tcx.hir().get_parent_node(loop_block.hir_id);
2212         if let Some(Node::Expr(loop_expr)) = cx.tcx.hir().find(parent_node);
2213         then {
2214             return is_loop_nested(cx, loop_expr, iter_expr)
2215         }
2216     }
2217     false
2218 }
2219
2220 fn is_loop_nested(cx: &LateContext<'_, '_>, loop_expr: &Expr<'_>, iter_expr: &Expr<'_>) -> bool {
2221     let mut id = loop_expr.hir_id;
2222     let iter_name = if let Some(name) = path_name(iter_expr) {
2223         name
2224     } else {
2225         return true;
2226     };
2227     loop {
2228         let parent = cx.tcx.hir().get_parent_node(id);
2229         if parent == id {
2230             return false;
2231         }
2232         match cx.tcx.hir().find(parent) {
2233             Some(Node::Expr(expr)) => {
2234                 if let ExprKind::Loop(..) = expr.kind {
2235                     return true;
2236                 };
2237             },
2238             Some(Node::Block(block)) => {
2239                 let mut block_visitor = LoopNestVisitor {
2240                     hir_id: id,
2241                     iterator: iter_name,
2242                     nesting: Unknown,
2243                 };
2244                 walk_block(&mut block_visitor, block);
2245                 if block_visitor.nesting == RuledOut {
2246                     return false;
2247                 }
2248             },
2249             Some(Node::Stmt(_)) => (),
2250             _ => {
2251                 return false;
2252             },
2253         }
2254         id = parent;
2255     }
2256 }
2257
2258 #[derive(PartialEq, Eq)]
2259 enum Nesting {
2260     Unknown,     // no nesting detected yet
2261     RuledOut,    // the iterator is initialized or assigned within scope
2262     LookFurther, // no nesting detected, no further walk required
2263 }
2264
2265 use self::Nesting::{LookFurther, RuledOut, Unknown};
2266
2267 struct LoopNestVisitor {
2268     hir_id: HirId,
2269     iterator: Name,
2270     nesting: Nesting,
2271 }
2272
2273 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for LoopNestVisitor {
2274     type Map = Map<'tcx>;
2275
2276     fn visit_stmt(&mut self, stmt: &'tcx Stmt<'_>) {
2277         if stmt.hir_id == self.hir_id {
2278             self.nesting = LookFurther;
2279         } else if self.nesting == Unknown {
2280             walk_stmt(self, stmt);
2281         }
2282     }
2283
2284     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2285         if self.nesting != Unknown {
2286             return;
2287         }
2288         if expr.hir_id == self.hir_id {
2289             self.nesting = LookFurther;
2290             return;
2291         }
2292         match expr.kind {
2293             ExprKind::Assign(ref path, _, _) | ExprKind::AssignOp(_, ref path, _) => {
2294                 if match_var(path, self.iterator) {
2295                     self.nesting = RuledOut;
2296                 }
2297             },
2298             _ => walk_expr(self, expr),
2299         }
2300     }
2301
2302     fn visit_pat(&mut self, pat: &'tcx Pat<'_>) {
2303         if self.nesting != Unknown {
2304             return;
2305         }
2306         if let PatKind::Binding(.., span_name, _) = pat.kind {
2307             if self.iterator == span_name.name {
2308                 self.nesting = RuledOut;
2309                 return;
2310             }
2311         }
2312         walk_pat(self, pat)
2313     }
2314
2315     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2316         NestedVisitorMap::None
2317     }
2318 }
2319
2320 fn path_name(e: &Expr<'_>) -> Option<Name> {
2321     if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = e.kind {
2322         let segments = &path.segments;
2323         if segments.len() == 1 {
2324             return Some(segments[0].ident.name);
2325         }
2326     };
2327     None
2328 }
2329
2330 fn check_infinite_loop<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, cond: &'tcx Expr<'_>, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2331     if constant(cx, cx.tables, cond).is_some() {
2332         // A pure constant condition (e.g., `while false`) is not linted.
2333         return;
2334     }
2335
2336     let mut var_visitor = VarCollectorVisitor {
2337         cx,
2338         ids: FxHashSet::default(),
2339         def_ids: FxHashMap::default(),
2340         skip: false,
2341     };
2342     var_visitor.visit_expr(cond);
2343     if var_visitor.skip {
2344         return;
2345     }
2346     let used_in_condition = &var_visitor.ids;
2347     let no_cond_variable_mutated = if let Some(used_mutably) = mutated_variables(expr, cx) {
2348         used_in_condition.is_disjoint(&used_mutably)
2349     } else {
2350         return;
2351     };
2352     let mutable_static_in_cond = var_visitor.def_ids.iter().any(|(_, v)| *v);
2353
2354     let mut has_break_or_return_visitor = HasBreakOrReturnVisitor {
2355         has_break_or_return: false,
2356     };
2357     has_break_or_return_visitor.visit_expr(expr);
2358     let has_break_or_return = has_break_or_return_visitor.has_break_or_return;
2359
2360     if no_cond_variable_mutated && !mutable_static_in_cond {
2361         span_lint_and_then(
2362             cx,
2363             WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
2364             cond.span,
2365             "variables in the condition are not mutated in the loop body",
2366             |db| {
2367                 db.note("this may lead to an infinite or to a never running loop");
2368
2369                 if has_break_or_return {
2370                     db.note("this loop contains `return`s or `break`s");
2371                     db.help("rewrite it as `if cond { loop { } }`");
2372                 }
2373             },
2374         );
2375     }
2376 }
2377
2378 struct HasBreakOrReturnVisitor {
2379     has_break_or_return: bool,
2380 }
2381
2382 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for HasBreakOrReturnVisitor {
2383     type Map = Map<'tcx>;
2384
2385     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2386         if self.has_break_or_return {
2387             return;
2388         }
2389
2390         match expr.kind {
2391             ExprKind::Ret(_) | ExprKind::Break(_, _) => {
2392                 self.has_break_or_return = true;
2393                 return;
2394             },
2395             _ => {},
2396         }
2397
2398         walk_expr(self, expr);
2399     }
2400
2401     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2402         NestedVisitorMap::None
2403     }
2404 }
2405
2406 /// Collects the set of variables in an expression
2407 /// Stops analysis if a function call is found
2408 /// Note: In some cases such as `self`, there are no mutable annotation,
2409 /// All variables definition IDs are collected
2410 struct VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2411     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
2412     ids: FxHashSet<HirId>,
2413     def_ids: FxHashMap<def_id::DefId, bool>,
2414     skip: bool,
2415 }
2416
2417 impl<'a, 'tcx> VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2418     fn insert_def_id(&mut self, ex: &'tcx Expr<'_>) {
2419         if_chain! {
2420             if let ExprKind::Path(ref qpath) = ex.kind;
2421             if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
2422             let res = qpath_res(self.cx, qpath, ex.hir_id);
2423             then {
2424                 match res {
2425                     Res::Local(node_id) => {
2426                         self.ids.insert(node_id);
2427                     },
2428                     Res::Def(DefKind::Static, def_id) => {
2429                         let mutable = self.cx.tcx.is_mutable_static(def_id);
2430                         self.def_ids.insert(def_id, mutable);
2431                     },
2432                     _ => {},
2433                 }
2434             }
2435         }
2436     }
2437 }
2438
2439 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2440     type Map = Map<'tcx>;
2441
2442     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'_>) {
2443         match ex.kind {
2444             ExprKind::Path(_) => self.insert_def_id(ex),
2445             // If there is any function/method call… we just stop analysis
2446             ExprKind::Call(..) | ExprKind::MethodCall(..) => self.skip = true,
2447
2448             _ => walk_expr(self, ex),
2449         }
2450     }
2451
2452     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2453         NestedVisitorMap::None
2454     }
2455 }
2456
2457 const NEEDLESS_COLLECT_MSG: &str = "avoid using `collect()` when not needed";
2458
2459 fn check_needless_collect<'a, 'tcx>(expr: &'tcx Expr<'_>, cx: &LateContext<'a, 'tcx>) {
2460     if_chain! {
2461         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.kind;
2462         if let ExprKind::MethodCall(ref chain_method, _, _) = args[0].kind;
2463         if chain_method.ident.name == sym!(collect) && match_trait_method(cx, &args[0], &paths::ITERATOR);
2464         if let Some(ref generic_args) = chain_method.args;
2465         if let Some(GenericArg::Type(ref ty)) = generic_args.args.get(0);
2466         then {
2467             let ty = cx.tables.node_type(ty.hir_id);
2468             if is_type_diagnostic_item(cx, ty, Symbol::intern("vec_type")) ||
2469                 match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE) ||
2470                 match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
2471                 match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) {
2472                 if method.ident.name == sym!(len) {
2473                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2474                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2475                         db.span_suggestion(
2476                             span,
2477                             "replace with",
2478                             ".count()".to_string(),
2479                             Applicability::MachineApplicable,
2480                         );
2481                     });
2482                 }
2483                 if method.ident.name == sym!(is_empty) {
2484                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2485                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2486                         db.span_suggestion(
2487                             span,
2488                             "replace with",
2489                             ".next().is_none()".to_string(),
2490                             Applicability::MachineApplicable,
2491                         );
2492                     });
2493                 }
2494                 if method.ident.name == sym!(contains) {
2495                     let contains_arg = snippet(cx, args[1].span, "??");
2496                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2497                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2498                         let (arg, pred) = if contains_arg.starts_with('&') {
2499                             ("x", &contains_arg[1..])
2500                         } else {
2501                             ("&x", &*contains_arg)
2502                         };
2503                         db.span_suggestion(
2504                             span,
2505                             "replace with",
2506                             format!(
2507                                 ".any(|{}| x == {})",
2508                                 arg, pred
2509                             ),
2510                             Applicability::MachineApplicable,
2511                         );
2512                     });
2513                 }
2514             }
2515         }
2516     }
2517 }
2518
2519 fn shorten_needless_collect_span(expr: &Expr<'_>) -> Span {
2520     if_chain! {
2521         if let ExprKind::MethodCall(_, _, ref args) = expr.kind;
2522         if let ExprKind::MethodCall(_, ref span, _) = args[0].kind;
2523         then {
2524             return expr.span.with_lo(span.lo() - BytePos(1));
2525         }
2526     }
2527     unreachable!()
2528 }