]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - clippy_lints/src/loops.rs
Auto merge of #3597 - xfix:match-ergonomics, r=phansch
[rust.git] / clippy_lints / src / loops.rs
1 // Copyright 2014-2018 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution.
3 //
4 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
5 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
6 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
7 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
8 // except according to those terms.
9
10 use crate::reexport::*;
11 use if_chain::if_chain;
12 use itertools::Itertools;
13 use rustc::hir::def::Def;
14 use rustc::hir::def_id;
15 use rustc::hir::intravisit::{walk_block, walk_decl, walk_expr, walk_pat, walk_stmt, NestedVisitorMap, Visitor};
16 use rustc::hir::*;
17 use rustc::lint::{in_external_macro, LateContext, LateLintPass, LintArray, LintContext, LintPass};
18 use rustc::middle::region;
19 use rustc::{declare_tool_lint, lint_array};
20 // use rustc::middle::region::CodeExtent;
21 use crate::consts::{constant, Constant};
22 use crate::utils::usage::mutated_variables;
23 use crate::utils::{in_macro, sext, sugg};
24 use rustc::middle::expr_use_visitor::*;
25 use rustc::middle::mem_categorization::cmt_;
26 use rustc::middle::mem_categorization::Categorization;
27 use rustc::ty::subst::Subst;
28 use rustc::ty::{self, Ty};
29 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
30 use rustc_errors::Applicability;
31 use std::iter::{once, Iterator};
32 use std::mem;
33 use syntax::ast;
34 use syntax::source_map::Span;
35 use syntax_pos::BytePos;
36
37 use crate::utils::paths;
38 use crate::utils::{
39     get_enclosing_block, get_parent_expr, higher, is_integer_literal, is_refutable, last_path_segment,
40     match_trait_method, match_type, match_var, multispan_sugg, snippet, snippet_opt, snippet_with_applicability,
41     span_help_and_lint, span_lint, span_lint_and_sugg, span_lint_and_then, SpanlessEq,
42 };
43
44 /// **What it does:** Checks for for-loops that manually copy items between
45 /// slices that could be optimized by having a memcpy.
46 ///
47 /// **Why is this bad?** It is not as fast as a memcpy.
48 ///
49 /// **Known problems:** None.
50 ///
51 /// **Example:**
52 /// ```rust
53 /// for i in 0..src.len() {
54 ///     dst[i + 64] = src[i];
55 /// }
56 /// ```
57 declare_clippy_lint! {
58     pub MANUAL_MEMCPY,
59     perf,
60     "manually copying items between slices"
61 }
62
63 /// **What it does:** Checks for looping over the range of `0..len` of some
64 /// collection just to get the values by index.
65 ///
66 /// **Why is this bad?** Just iterating the collection itself makes the intent
67 /// more clear and is probably faster.
68 ///
69 /// **Known problems:** None.
70 ///
71 /// **Example:**
72 /// ```rust
73 /// for i in 0..vec.len() {
74 ///     println!("{}", vec[i]);
75 /// }
76 /// ```
77 declare_clippy_lint! {
78     pub NEEDLESS_RANGE_LOOP,
79     style,
80     "for-looping over a range of indices where an iterator over items would do"
81 }
82
83 /// **What it does:** Checks for loops on `x.iter()` where `&x` will do, and
84 /// suggests the latter.
85 ///
86 /// **Why is this bad?** Readability.
87 ///
88 /// **Known problems:** False negatives. We currently only warn on some known
89 /// types.
90 ///
91 /// **Example:**
92 /// ```rust
93 /// // with `y` a `Vec` or slice:
94 /// for x in y.iter() {
95 ///     ..
96 /// }
97 /// ```
98 /// can be rewritten to
99 /// ```rust
100 /// for x in &y {
101 ///     ..
102 /// }
103 /// ```
104 declare_clippy_lint! {
105     pub EXPLICIT_ITER_LOOP,
106     pedantic,
107     "for-looping over `_.iter()` or `_.iter_mut()` when `&_` or `&mut _` would do"
108 }
109
110 /// **What it does:** Checks for loops on `y.into_iter()` where `y` will do, and
111 /// suggests the latter.
112 ///
113 /// **Why is this bad?** Readability.
114 ///
115 /// **Known problems:** None
116 ///
117 /// **Example:**
118 /// ```rust
119 /// // with `y` a `Vec` or slice:
120 /// for x in y.into_iter() {
121 ///     ..
122 /// }
123 /// ```
124 /// can be rewritten to
125 /// ```rust
126 /// for x in y {
127 ///     ..
128 /// }
129 /// ```
130 declare_clippy_lint! {
131     pub EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
132     pedantic,
133     "for-looping over `_.into_iter()` when `_` would do"
134 }
135
136 /// **What it does:** Checks for loops on `x.next()`.
137 ///
138 /// **Why is this bad?** `next()` returns either `Some(value)` if there was a
139 /// value, or `None` otherwise. The insidious thing is that `Option<_>`
140 /// implements `IntoIterator`, so that possibly one value will be iterated,
141 /// leading to some hard to find bugs. No one will want to write such code
142 /// [except to win an Underhanded Rust
143 /// Contest](https://www.reddit.com/r/rust/comments/3hb0wm/underhanded_rust_contest/cu5yuhr).
144 ///
145 /// **Known problems:** None.
146 ///
147 /// **Example:**
148 /// ```rust
149 /// for x in y.next() {
150 ///     ..
151 /// }
152 /// ```
153 declare_clippy_lint! {
154     pub ITER_NEXT_LOOP,
155     correctness,
156     "for-looping over `_.next()` which is probably not intended"
157 }
158
159 /// **What it does:** Checks for `for` loops over `Option` values.
160 ///
161 /// **Why is this bad?** Readability. This is more clearly expressed as an `if
162 /// let`.
163 ///
164 /// **Known problems:** None.
165 ///
166 /// **Example:**
167 /// ```rust
168 /// for x in option {
169 ///     ..
170 /// }
171 /// ```
172 ///
173 /// This should be
174 /// ```rust
175 /// if let Some(x) = option {
176 ///     ..
177 /// }
178 /// ```
179 declare_clippy_lint! {
180     pub FOR_LOOP_OVER_OPTION,
181     correctness,
182     "for-looping over an `Option`, which is more clearly expressed as an `if let`"
183 }
184
185 /// **What it does:** Checks for `for` loops over `Result` values.
186 ///
187 /// **Why is this bad?** Readability. This is more clearly expressed as an `if
188 /// let`.
189 ///
190 /// **Known problems:** None.
191 ///
192 /// **Example:**
193 /// ```rust
194 /// for x in result {
195 ///     ..
196 /// }
197 /// ```
198 ///
199 /// This should be
200 /// ```rust
201 /// if let Ok(x) = result {
202 ///     ..
203 /// }
204 /// ```
205 declare_clippy_lint! {
206     pub FOR_LOOP_OVER_RESULT,
207     correctness,
208     "for-looping over a `Result`, which is more clearly expressed as an `if let`"
209 }
210
211 /// **What it does:** Detects `loop + match` combinations that are easier
212 /// written as a `while let` loop.
213 ///
214 /// **Why is this bad?** The `while let` loop is usually shorter and more
215 /// readable.
216 ///
217 /// **Known problems:** Sometimes the wrong binding is displayed (#383).
218 ///
219 /// **Example:**
220 /// ```rust
221 /// loop {
222 ///     let x = match y {
223 ///         Some(x) => x,
224 ///         None => break,
225 ///     }
226 ///     // .. do something with x
227 /// }
228 /// // is easier written as
229 /// while let Some(x) = y {
230 ///     // .. do something with x
231 /// }
232 /// ```
233 declare_clippy_lint! {
234     pub WHILE_LET_LOOP,
235     complexity,
236     "`loop { if let { ... } else break }`, which can be written as a `while let` loop"
237 }
238
239 /// **What it does:** Checks for using `collect()` on an iterator without using
240 /// the result.
241 ///
242 /// **Why is this bad?** It is more idiomatic to use a `for` loop over the
243 /// iterator instead.
244 ///
245 /// **Known problems:** None.
246 ///
247 /// **Example:**
248 /// ```rust
249 /// vec.iter().map(|x| /* some operation returning () */).collect::<Vec<_>>();
250 /// ```
251 declare_clippy_lint! {
252     pub UNUSED_COLLECT,
253     perf,
254     "`collect()`ing an iterator without using the result; this is usually better written as a for loop"
255 }
256
257 /// **What it does:** Checks for functions collecting an iterator when collect
258 /// is not needed.
259 ///
260 /// **Why is this bad?** `collect` causes the allocation of a new data structure,
261 /// when this allocation may not be needed.
262 ///
263 /// **Known problems:**
264 /// None
265 ///
266 /// **Example:**
267 /// ```rust
268 /// let len = iterator.collect::<Vec<_>>().len();
269 /// // should be
270 /// let len = iterator.count();
271 /// ```
272 declare_clippy_lint! {
273     pub NEEDLESS_COLLECT,
274     perf,
275     "collecting an iterator when collect is not needed"
276 }
277
278 /// **What it does:** Checks for loops over ranges `x..y` where both `x` and `y`
279 /// are constant and `x` is greater or equal to `y`, unless the range is
280 /// reversed or has a negative `.step_by(_)`.
281 ///
282 /// **Why is it bad?** Such loops will either be skipped or loop until
283 /// wrap-around (in debug code, this may `panic!()`). Both options are probably
284 /// not intended.
285 ///
286 /// **Known problems:** The lint cannot catch loops over dynamically defined
287 /// ranges. Doing this would require simulating all possible inputs and code
288 /// paths through the program, which would be complex and error-prone.
289 ///
290 /// **Example:**
291 /// ```rust
292 /// for x in 5..10 - 5 {
293 ///     ..
294 /// } // oops, stray `-`
295 /// ```
296 declare_clippy_lint! {
297     pub REVERSE_RANGE_LOOP,
298     correctness,
299     "iteration over an empty range, such as `10..0` or `5..5`"
300 }
301
302 /// **What it does:** Checks `for` loops over slices with an explicit counter
303 /// and suggests the use of `.enumerate()`.
304 ///
305 /// **Why is it bad?** Not only is the version using `.enumerate()` more
306 /// readable, the compiler is able to remove bounds checks which can lead to
307 /// faster code in some instances.
308 ///
309 /// **Known problems:** None.
310 ///
311 /// **Example:**
312 /// ```rust
313 /// for i in 0..v.len() { foo(v[i]);
314 /// for i in 0..v.len() { bar(i, v[i]); }
315 /// ```
316 declare_clippy_lint! {
317     pub EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
318     complexity,
319     "for-looping with an explicit counter when `_.enumerate()` would do"
320 }
321
322 /// **What it does:** Checks for empty `loop` expressions.
323 ///
324 /// **Why is this bad?** Those busy loops burn CPU cycles without doing
325 /// anything. Think of the environment and either block on something or at least
326 /// make the thread sleep for some microseconds.
327 ///
328 /// **Known problems:** None.
329 ///
330 /// **Example:**
331 /// ```rust
332 /// loop {}
333 /// ```
334 declare_clippy_lint! {
335     pub EMPTY_LOOP,
336     style,
337     "empty `loop {}`, which should block or sleep"
338 }
339
340 /// **What it does:** Checks for `while let` expressions on iterators.
341 ///
342 /// **Why is this bad?** Readability. A simple `for` loop is shorter and conveys
343 /// the intent better.
344 ///
345 /// **Known problems:** None.
346 ///
347 /// **Example:**
348 /// ```rust
349 /// while let Some(val) = iter() {
350 ///     ..
351 /// }
352 /// ```
353 declare_clippy_lint! {
354     pub WHILE_LET_ON_ITERATOR,
355     style,
356     "using a while-let loop instead of a for loop on an iterator"
357 }
358
359 /// **What it does:** Checks for iterating a map (`HashMap` or `BTreeMap`) and
360 /// ignoring either the keys or values.
361 ///
362 /// **Why is this bad?** Readability. There are `keys` and `values` methods that
363 /// can be used to express that don't need the values or keys.
364 ///
365 /// **Known problems:** None.
366 ///
367 /// **Example:**
368 /// ```rust
369 /// for (k, _) in &map {
370 ///     ..
371 /// }
372 /// ```
373 ///
374 /// could be replaced by
375 ///
376 /// ```rust
377 /// for k in map.keys() {
378 ///     ..
379 /// }
380 /// ```
381 declare_clippy_lint! {
382     pub FOR_KV_MAP,
383     style,
384     "looping on a map using `iter` when `keys` or `values` would do"
385 }
386
387 /// **What it does:** Checks for loops that will always `break`, `return` or
388 /// `continue` an outer loop.
389 ///
390 /// **Why is this bad?** This loop never loops, all it does is obfuscating the
391 /// code.
392 ///
393 /// **Known problems:** None
394 ///
395 /// **Example:**
396 /// ```rust
397 /// loop {
398 ///     ..;
399 ///     break;
400 /// }
401 /// ```
402 declare_clippy_lint! {
403     pub NEVER_LOOP,
404     correctness,
405     "any loop that will always `break` or `return`"
406 }
407
408 /// **What it does:** Checks for loops which have a range bound that is a mutable variable
409 ///
410 /// **Why is this bad?** One might think that modifying the mutable variable changes the loop bounds
411 ///
412 /// **Known problems:** None
413 ///
414 /// **Example:**
415 /// ```rust
416 /// let mut foo = 42;
417 /// for i in 0..foo {
418 ///     foo -= 1;
419 ///     println!("{}", i); // prints numbers from 0 to 42, not 0 to 21
420 /// }
421 /// ```
422 declare_clippy_lint! {
423     pub MUT_RANGE_BOUND,
424     complexity,
425     "for loop over a range where one of the bounds is a mutable variable"
426 }
427
428 /// **What it does:** Checks whether variables used within while loop condition
429 /// can be (and are) mutated in the body.
430 ///
431 /// **Why is this bad?** If the condition is unchanged, entering the body of the loop
432 /// will lead to an infinite loop.
433 ///
434 /// **Known problems:** If the `while`-loop is in a closure, the check for mutation of the
435 /// condition variables in the body can cause false negatives. For example when only `Upvar` `a` is
436 /// in the condition and only `Upvar` `b` gets mutated in the body, the lint will not trigger.
437 ///
438 /// **Example:**
439 /// ```rust
440 /// let i = 0;
441 /// while i > 10 {
442 ///     println!("let me loop forever!");
443 /// }
444 /// ```
445 declare_clippy_lint! {
446     pub WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
447     correctness,
448     "variables used within while expression are not mutated in the body"
449 }
450
451 #[derive(Copy, Clone)]
452 pub struct Pass;
453
454 impl LintPass for Pass {
455     fn get_lints(&self) -> LintArray {
456         lint_array!(
457             MANUAL_MEMCPY,
458             NEEDLESS_RANGE_LOOP,
459             EXPLICIT_ITER_LOOP,
460             EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
461             ITER_NEXT_LOOP,
462             FOR_LOOP_OVER_RESULT,
463             FOR_LOOP_OVER_OPTION,
464             WHILE_LET_LOOP,
465             UNUSED_COLLECT,
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 }
478
479 impl<'a, 'tcx> LateLintPass<'a, 'tcx> for Pass {
480     fn check_expr(&mut self, cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
481         // we don't want to check expanded macros
482         if in_macro(expr.span) {
483             return;
484         }
485
486         if let Some((pat, arg, body)) = higher::for_loop(expr) {
487             check_for_loop(cx, pat, arg, body, expr);
488         }
489
490         // check for never_loop
491         match expr.node {
492             ExprKind::While(_, ref block, _) | ExprKind::Loop(ref block, _, _) => {
493                 match never_loop_block(block, expr.id) {
494                     NeverLoopResult::AlwaysBreak => {
495                         span_lint(cx, NEVER_LOOP, expr.span, "this loop never actually loops")
496                     },
497                     NeverLoopResult::MayContinueMainLoop | NeverLoopResult::Otherwise => (),
498                 }
499             },
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.node {
507             // also check for empty `loop {}` statements
508             if block.stmts.is_empty() && block.expr.is_none() {
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.node {
523                     // ensure "if let" compatible match structure
524                     match *source {
525                         MatchSource::Normal | MatchSource::IfLetDesugar { .. } => {
526                             if arms.len() == 2
527                                 && arms[0].pats.len() == 1
528                                 && arms[0].guard.is_none()
529                                 && arms[1].pats.len() == 1
530                                 && arms[1].guard.is_none()
531                                 && is_simple_break_expr(&arms[1].body)
532                             {
533                                 if in_external_macro(cx.sess(), expr.span) {
534                                     return;
535                                 }
536
537                                 // NOTE: we used to make build a body here instead of using
538                                 // ellipsis, this was removed because:
539                                 // 1) it was ugly with big bodies;
540                                 // 2) it was not indented properly;
541                                 // 3) it wasn’t very smart (see #675).
542                                 let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
543                                 span_lint_and_sugg(
544                                     cx,
545                                     WHILE_LET_LOOP,
546                                     expr.span,
547                                     "this loop could be written as a `while let` loop",
548                                     "try",
549                                     format!(
550                                         "while let {} = {} {{ .. }}",
551                                         snippet_with_applicability(cx, arms[0].pats[0].span, "..", &mut applicability),
552                                         snippet_with_applicability(cx, matchexpr.span, "..", &mut applicability),
553                                     ),
554                                     applicability,
555                                 );
556                             }
557                         },
558                         _ => (),
559                     }
560                 }
561             }
562         }
563         if let ExprKind::Match(ref match_expr, ref arms, MatchSource::WhileLetDesugar) = expr.node {
564             let pat = &arms[0].pats[0].node;
565             if let (
566                 &PatKind::TupleStruct(ref qpath, ref pat_args, _),
567                 &ExprKind::MethodCall(ref method_path, _, ref method_args),
568             ) = (pat, &match_expr.node)
569             {
570                 let iter_expr = &method_args[0];
571                 let lhs_constructor = last_path_segment(qpath);
572                 if method_path.ident.name == "next"
573                     && match_trait_method(cx, match_expr, &paths::ITERATOR)
574                     && lhs_constructor.ident.name == "Some"
575                     && (pat_args.is_empty()
576                         || !is_refutable(cx, &pat_args[0])
577                             && !is_iterator_used_after_while_let(cx, iter_expr)
578                             && !is_nested(cx, expr, &method_args[0]))
579                 {
580                     let iterator = snippet(cx, method_args[0].span, "_");
581                     let loop_var = if pat_args.is_empty() {
582                         "_".to_string()
583                     } else {
584                         snippet(cx, pat_args[0].span, "_").into_owned()
585                     };
586                     span_lint_and_sugg(
587                         cx,
588                         WHILE_LET_ON_ITERATOR,
589                         expr.span,
590                         "this loop could be written as a `for` loop",
591                         "try",
592                         format!("for {} in {} {{ .. }}", loop_var, iterator),
593                         Applicability::HasPlaceholders,
594                     );
595                 }
596             }
597         }
598
599         // check for while loops which conditions never change
600         if let ExprKind::While(ref cond, _, _) = expr.node {
601             check_infinite_loop(cx, cond, expr);
602         }
603
604         check_needless_collect(expr, cx);
605     }
606
607     fn check_stmt(&mut self, cx: &LateContext<'a, 'tcx>, stmt: &'tcx Stmt) {
608         if let StmtKind::Semi(ref expr, _) = stmt.node {
609             if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.node {
610                 if args.len() == 1 && method.ident.name == "collect" && match_trait_method(cx, expr, &paths::ITERATOR) {
611                     span_lint(
612                         cx,
613                         UNUSED_COLLECT,
614                         expr.span,
615                         "you are collect()ing an iterator and throwing away the result. \
616                          Consider using an explicit for loop to exhaust the iterator",
617                     );
618                 }
619             }
620         }
621     }
622 }
623
624 enum NeverLoopResult {
625     // A break/return always get triggered but not necessarily for the main loop.
626     AlwaysBreak,
627     // A continue may occur for the main loop.
628     MayContinueMainLoop,
629     Otherwise,
630 }
631
632 fn absorb_break(arg: &NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
633     match *arg {
634         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::Otherwise => NeverLoopResult::Otherwise,
635         NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => NeverLoopResult::MayContinueMainLoop,
636     }
637 }
638
639 // Combine two results for parts that are called in order.
640 fn combine_seq(first: NeverLoopResult, second: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
641     match first {
642         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => first,
643         NeverLoopResult::Otherwise => second,
644     }
645 }
646
647 // Combine two results where both parts are called but not necessarily in order.
648 fn combine_both(left: NeverLoopResult, right: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
649     match (left, right) {
650         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
651             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
652         },
653         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, _) | (_, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
654         (NeverLoopResult::Otherwise, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
655     }
656 }
657
658 // Combine two results where only one of the part may have been executed.
659 fn combine_branches(b1: NeverLoopResult, b2: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
660     match (b1, b2) {
661         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
662         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
663             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
664         },
665         (NeverLoopResult::Otherwise, _) | (_, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
666     }
667 }
668
669 fn never_loop_block(block: &Block, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
670     let stmts = block.stmts.iter().map(stmt_to_expr);
671     let expr = once(block.expr.as_ref().map(|p| &**p));
672     let mut iter = stmts.chain(expr).filter_map(|e| e);
673     never_loop_expr_seq(&mut iter, main_loop_id)
674 }
675
676 fn stmt_to_expr(stmt: &Stmt) -> Option<&Expr> {
677     match stmt.node {
678         StmtKind::Semi(ref e, ..) | StmtKind::Expr(ref e, ..) => Some(e),
679         StmtKind::Decl(ref d, ..) => decl_to_expr(d),
680     }
681 }
682
683 fn decl_to_expr(decl: &Decl) -> Option<&Expr> {
684     match decl.node {
685         DeclKind::Local(ref local) => local.init.as_ref().map(|p| &**p),
686         _ => None,
687     }
688 }
689
690 fn never_loop_expr(expr: &Expr, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
691     match expr.node {
692         ExprKind::Box(ref e)
693         | ExprKind::Unary(_, ref e)
694         | ExprKind::Cast(ref e, _)
695         | ExprKind::Type(ref e, _)
696         | ExprKind::Field(ref e, _)
697         | ExprKind::AddrOf(_, ref e)
698         | ExprKind::Struct(_, _, Some(ref e))
699         | ExprKind::Repeat(ref e, _) => never_loop_expr(e, main_loop_id),
700         ExprKind::Array(ref es) | ExprKind::MethodCall(_, _, ref es) | ExprKind::Tup(ref es) => {
701             never_loop_expr_all(&mut es.iter(), main_loop_id)
702         },
703         ExprKind::Call(ref e, ref es) => never_loop_expr_all(&mut once(&**e).chain(es.iter()), main_loop_id),
704         ExprKind::Binary(_, ref e1, ref e2)
705         | ExprKind::Assign(ref e1, ref e2)
706         | ExprKind::AssignOp(_, ref e1, ref e2)
707         | ExprKind::Index(ref e1, ref e2) => never_loop_expr_all(&mut [&**e1, &**e2].iter().cloned(), main_loop_id),
708         ExprKind::If(ref e, ref e2, ref e3) => {
709             let e1 = never_loop_expr(e, main_loop_id);
710             let e2 = never_loop_expr(e2, main_loop_id);
711             let e3 = e3
712                 .as_ref()
713                 .map_or(NeverLoopResult::Otherwise, |e| never_loop_expr(e, main_loop_id));
714             combine_seq(e1, combine_branches(e2, e3))
715         },
716         ExprKind::Loop(ref b, _, _) => {
717             // Break can come from the inner loop so remove them.
718             absorb_break(&never_loop_block(b, main_loop_id))
719         },
720         ExprKind::While(ref e, ref b, _) => {
721             let e = never_loop_expr(e, main_loop_id);
722             let result = never_loop_block(b, main_loop_id);
723             // Break can come from the inner loop so remove them.
724             combine_seq(e, absorb_break(&result))
725         },
726         ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
727             let e = never_loop_expr(e, main_loop_id);
728             if arms.is_empty() {
729                 e
730             } else {
731                 let arms = never_loop_expr_branch(&mut arms.iter().map(|a| &*a.body), main_loop_id);
732                 combine_seq(e, arms)
733             }
734         },
735         ExprKind::Block(ref b, _) => never_loop_block(b, main_loop_id),
736         ExprKind::Continue(d) => {
737             let id = d
738                 .target_id
739                 .expect("target id can only be missing in the presence of compilation errors");
740             if id == main_loop_id {
741                 NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
742             } else {
743                 NeverLoopResult::AlwaysBreak
744             }
745         },
746         ExprKind::Break(_, _) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
747         ExprKind::Ret(ref e) => {
748             if let Some(ref e) = *e {
749                 combine_seq(never_loop_expr(e, main_loop_id), NeverLoopResult::AlwaysBreak)
750             } else {
751                 NeverLoopResult::AlwaysBreak
752             }
753         },
754         ExprKind::Struct(_, _, None)
755         | ExprKind::Yield(_)
756         | ExprKind::Closure(_, _, _, _, _)
757         | ExprKind::InlineAsm(_, _, _)
758         | ExprKind::Path(_)
759         | ExprKind::Lit(_)
760         | ExprKind::Err => NeverLoopResult::Otherwise,
761     }
762 }
763
764 fn never_loop_expr_seq<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr>>(es: &mut T, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
765     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
766         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_seq)
767 }
768
769 fn never_loop_expr_all<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr>>(es: &mut T, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
770     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
771         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_both)
772 }
773
774 fn never_loop_expr_branch<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr>>(e: &mut T, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
775     e.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
776         .fold(NeverLoopResult::AlwaysBreak, combine_branches)
777 }
778
779 fn check_for_loop<'a, 'tcx>(
780     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
781     pat: &'tcx Pat,
782     arg: &'tcx Expr,
783     body: &'tcx Expr,
784     expr: &'tcx Expr,
785 ) {
786     check_for_loop_range(cx, pat, arg, body, expr);
787     check_for_loop_reverse_range(cx, arg, expr);
788     check_for_loop_arg(cx, pat, arg, expr);
789     check_for_loop_explicit_counter(cx, arg, body, expr);
790     check_for_loop_over_map_kv(cx, pat, arg, body, expr);
791     check_for_mut_range_bound(cx, arg, body);
792     detect_manual_memcpy(cx, pat, arg, body, expr);
793 }
794
795 fn same_var<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &Expr, var: ast::NodeId) -> bool {
796     if_chain! {
797         if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.node;
798         if let QPath::Resolved(None, ref path) = *qpath;
799         if path.segments.len() == 1;
800         if let Def::Local(local_id) = cx.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id);
801         // our variable!
802         if local_id == var;
803         then {
804             return true;
805         }
806     }
807
808     false
809 }
810
811 struct Offset {
812     value: String,
813     negate: bool,
814 }
815
816 impl Offset {
817     fn negative(s: String) -> Self {
818         Self { value: s, negate: true }
819     }
820
821     fn positive(s: String) -> Self {
822         Self {
823             value: s,
824             negate: false,
825         }
826     }
827 }
828
829 struct FixedOffsetVar {
830     var_name: String,
831     offset: Offset,
832 }
833
834 fn is_slice_like<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, ty: Ty<'_>) -> bool {
835     let is_slice = match ty.sty {
836         ty::Ref(_, subty, _) => is_slice_like(cx, subty),
837         ty::Slice(..) | ty::Array(..) => true,
838         _ => false,
839     };
840
841     is_slice || match_type(cx, ty, &paths::VEC) || match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE)
842 }
843
844 fn get_fixed_offset_var<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &Expr, var: ast::NodeId) -> Option<FixedOffsetVar> {
845     fn extract_offset<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, e: &Expr, var: ast::NodeId) -> Option<String> {
846         match e.node {
847             ExprKind::Lit(ref l) => match l.node {
848                 ast::LitKind::Int(x, _ty) => Some(x.to_string()),
849                 _ => None,
850             },
851             ExprKind::Path(..) if !same_var(cx, e, var) => Some(snippet_opt(cx, e.span).unwrap_or_else(|| "??".into())),
852             _ => None,
853         }
854     }
855
856     if let ExprKind::Index(ref seqexpr, ref idx) = expr.node {
857         let ty = cx.tables.expr_ty(seqexpr);
858         if !is_slice_like(cx, ty) {
859             return None;
860         }
861
862         let offset = match idx.node {
863             ExprKind::Binary(op, ref lhs, ref rhs) => match op.node {
864                 BinOpKind::Add => {
865                     let offset_opt = if same_var(cx, lhs, var) {
866                         extract_offset(cx, rhs, var)
867                     } else if same_var(cx, rhs, var) {
868                         extract_offset(cx, lhs, var)
869                     } else {
870                         None
871                     };
872
873                     offset_opt.map(Offset::positive)
874                 },
875                 BinOpKind::Sub if same_var(cx, lhs, var) => extract_offset(cx, rhs, var).map(Offset::negative),
876                 _ => None,
877             },
878             ExprKind::Path(..) => {
879                 if same_var(cx, idx, var) {
880                     Some(Offset::positive("0".into()))
881                 } else {
882                     None
883                 }
884             },
885             _ => None,
886         };
887
888         offset.map(|o| FixedOffsetVar {
889             var_name: snippet_opt(cx, seqexpr.span).unwrap_or_else(|| "???".into()),
890             offset: o,
891         })
892     } else {
893         None
894     }
895 }
896
897 fn fetch_cloned_fixed_offset_var<'a, 'tcx>(
898     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
899     expr: &Expr,
900     var: ast::NodeId,
901 ) -> Option<FixedOffsetVar> {
902     if_chain! {
903         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.node;
904         if method.ident.name == "clone";
905         if args.len() == 1;
906         if let Some(arg) = args.get(0);
907         then {
908             return get_fixed_offset_var(cx, arg, var);
909         }
910     }
911
912     get_fixed_offset_var(cx, expr, var)
913 }
914
915 fn get_indexed_assignments<'a, 'tcx>(
916     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
917     body: &Expr,
918     var: ast::NodeId,
919 ) -> Vec<(FixedOffsetVar, FixedOffsetVar)> {
920     fn get_assignment<'a, 'tcx>(
921         cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
922         e: &Expr,
923         var: ast::NodeId,
924     ) -> Option<(FixedOffsetVar, FixedOffsetVar)> {
925         if let ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs) = e.node {
926             match (
927                 get_fixed_offset_var(cx, lhs, var),
928                 fetch_cloned_fixed_offset_var(cx, rhs, var),
929             ) {
930                 (Some(offset_left), Some(offset_right)) => {
931                     // Source and destination must be different
932                     if offset_left.var_name == offset_right.var_name {
933                         None
934                     } else {
935                         Some((offset_left, offset_right))
936                     }
937                 },
938                 _ => None,
939             }
940         } else {
941             None
942         }
943     }
944
945     if let ExprKind::Block(ref b, _) = body.node {
946         let Block {
947             ref stmts, ref expr, ..
948         } = **b;
949
950         stmts
951             .iter()
952             .map(|stmt| match stmt.node {
953                 StmtKind::Decl(..) => None,
954                 StmtKind::Expr(ref e, _node_id) | StmtKind::Semi(ref e, _node_id) => Some(get_assignment(cx, e, var)),
955             })
956             .chain(expr.as_ref().into_iter().map(|e| Some(get_assignment(cx, &*e, var))))
957             .filter_map(|op| op)
958             .collect::<Option<Vec<_>>>()
959             .unwrap_or_else(|| vec![])
960     } else {
961         get_assignment(cx, body, var).into_iter().collect()
962     }
963 }
964
965 /// Check for for loops that sequentially copy items from one slice-like
966 /// object to another.
967 fn detect_manual_memcpy<'a, 'tcx>(
968     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
969     pat: &'tcx Pat,
970     arg: &'tcx Expr,
971     body: &'tcx Expr,
972     expr: &'tcx Expr,
973 ) {
974     if let Some(higher::Range {
975         start: Some(start),
976         ref end,
977         limits,
978     }) = higher::range(cx, arg)
979     {
980         // the var must be a single name
981         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, _, _) = pat.node {
982             let print_sum = |arg1: &Offset, arg2: &Offset| -> String {
983                 match (&arg1.value[..], arg1.negate, &arg2.value[..], arg2.negate) {
984                     ("0", _, "0", _) => "".into(),
985                     ("0", _, x, false) | (x, false, "0", false) => x.into(),
986                     ("0", _, x, true) | (x, false, "0", true) => format!("-{}", x),
987                     (x, false, y, false) => format!("({} + {})", x, y),
988                     (x, false, y, true) => {
989                         if x == y {
990                             "0".into()
991                         } else {
992                             format!("({} - {})", x, y)
993                         }
994                     },
995                     (x, true, y, false) => {
996                         if x == y {
997                             "0".into()
998                         } else {
999                             format!("({} - {})", y, x)
1000                         }
1001                     },
1002                     (x, true, y, true) => format!("-({} + {})", x, y),
1003                 }
1004             };
1005
1006             let print_limit = |end: &Option<&Expr>, offset: Offset, var_name: &str| {
1007                 if let Some(end) = *end {
1008                     if_chain! {
1009                         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref len_args) = end.node;
1010                         if method.ident.name == "len";
1011                         if len_args.len() == 1;
1012                         if let Some(arg) = len_args.get(0);
1013                         if snippet(cx, arg.span, "??") == var_name;
1014                         then {
1015                             return if offset.negate {
1016                                 format!("({} - {})", snippet(cx, end.span, "<src>.len()"), offset.value)
1017                             } else {
1018                                 String::new()
1019                             };
1020                         }
1021                     }
1022
1023                     let end_str = match limits {
1024                         ast::RangeLimits::Closed => {
1025                             let end = sugg::Sugg::hir(cx, end, "<count>");
1026                             format!("{}", end + sugg::ONE)
1027                         },
1028                         ast::RangeLimits::HalfOpen => format!("{}", snippet(cx, end.span, "..")),
1029                     };
1030
1031                     print_sum(&Offset::positive(end_str), &offset)
1032                 } else {
1033                     "..".into()
1034                 }
1035             };
1036
1037             // The only statements in the for loops can be indexed assignments from
1038             // indexed retrievals.
1039             let manual_copies = get_indexed_assignments(cx, body, canonical_id);
1040
1041             let big_sugg = manual_copies
1042                 .into_iter()
1043                 .map(|(dst_var, src_var)| {
1044                     let start_str = Offset::positive(snippet(cx, start.span, "").to_string());
1045                     let dst_offset = print_sum(&start_str, &dst_var.offset);
1046                     let dst_limit = print_limit(end, dst_var.offset, &dst_var.var_name);
1047                     let src_offset = print_sum(&start_str, &src_var.offset);
1048                     let src_limit = print_limit(end, src_var.offset, &src_var.var_name);
1049                     let dst = if dst_offset == "" && dst_limit == "" {
1050                         dst_var.var_name
1051                     } else {
1052                         format!("{}[{}..{}]", dst_var.var_name, dst_offset, dst_limit)
1053                     };
1054
1055                     format!(
1056                         "{}.clone_from_slice(&{}[{}..{}])",
1057                         dst, src_var.var_name, src_offset, src_limit
1058                     )
1059                 })
1060                 .join("\n    ");
1061
1062             if !big_sugg.is_empty() {
1063                 span_lint_and_sugg(
1064                     cx,
1065                     MANUAL_MEMCPY,
1066                     expr.span,
1067                     "it looks like you're manually copying between slices",
1068                     "try replacing the loop by",
1069                     big_sugg,
1070                     Applicability::Unspecified,
1071                 );
1072             }
1073         }
1074     }
1075 }
1076
1077 /// Check for looping over a range and then indexing a sequence with it.
1078 /// The iteratee must be a range literal.
1079 fn check_for_loop_range<'a, 'tcx>(
1080     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1081     pat: &'tcx Pat,
1082     arg: &'tcx Expr,
1083     body: &'tcx Expr,
1084     expr: &'tcx Expr,
1085 ) {
1086     if in_macro(expr.span) {
1087         return;
1088     }
1089
1090     if let Some(higher::Range {
1091         start: Some(start),
1092         ref end,
1093         limits,
1094     }) = higher::range(cx, arg)
1095     {
1096         // the var must be a single name
1097         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, ident, _) = pat.node {
1098             let mut visitor = VarVisitor {
1099                 cx,
1100                 var: canonical_id,
1101                 indexed_mut: FxHashSet::default(),
1102                 indexed_indirectly: FxHashMap::default(),
1103                 indexed_directly: FxHashMap::default(),
1104                 referenced: FxHashSet::default(),
1105                 nonindex: false,
1106                 prefer_mutable: false,
1107             };
1108             walk_expr(&mut visitor, body);
1109
1110             // linting condition: we only indexed one variable, and indexed it directly
1111             if visitor.indexed_indirectly.is_empty() && visitor.indexed_directly.len() == 1 {
1112                 let (indexed, (indexed_extent, indexed_ty)) = visitor
1113                     .indexed_directly
1114                     .into_iter()
1115                     .next()
1116                     .expect("already checked that we have exactly 1 element");
1117
1118                 // ensure that the indexed variable was declared before the loop, see #601
1119                 if let Some(indexed_extent) = indexed_extent {
1120                     let parent_id = cx.tcx.hir().get_parent(expr.id);
1121                     let parent_def_id = cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
1122                     let region_scope_tree = cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id);
1123                     let pat_extent = region_scope_tree.var_scope(pat.hir_id.local_id);
1124                     if region_scope_tree.is_subscope_of(indexed_extent, pat_extent) {
1125                         return;
1126                     }
1127                 }
1128
1129                 // don't lint if the container that is indexed into is also used without
1130                 // indexing
1131                 if visitor.referenced.contains(&indexed) {
1132                     return;
1133                 }
1134
1135                 let starts_at_zero = is_integer_literal(start, 0);
1136
1137                 let skip = if starts_at_zero {
1138                     String::new()
1139                 } else {
1140                     format!(".skip({})", snippet(cx, start.span, ".."))
1141                 };
1142
1143                 let mut end_is_start_plus_val = false;
1144
1145                 let take = if let Some(end) = *end {
1146                     let mut take_expr = end;
1147
1148                     if let ExprKind::Binary(ref op, ref left, ref right) = end.node {
1149                         if let BinOpKind::Add = op.node {
1150                             let start_equal_left = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, left);
1151                             let start_equal_right = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, right);
1152
1153                             if start_equal_left {
1154                                 take_expr = right;
1155                             } else if start_equal_right {
1156                                 take_expr = left;
1157                             }
1158
1159                             end_is_start_plus_val = start_equal_left | start_equal_right;
1160                         }
1161                     }
1162
1163                     if is_len_call(end, indexed) || is_end_eq_array_len(cx, end, limits, indexed_ty) {
1164                         String::new()
1165                     } else {
1166                         match limits {
1167                             ast::RangeLimits::Closed => {
1168                                 let take_expr = sugg::Sugg::hir(cx, take_expr, "<count>");
1169                                 format!(".take({})", take_expr + sugg::ONE)
1170                             },
1171                             ast::RangeLimits::HalfOpen => format!(".take({})", snippet(cx, take_expr.span, "..")),
1172                         }
1173                     }
1174                 } else {
1175                     String::new()
1176                 };
1177
1178                 let (ref_mut, method) = if visitor.indexed_mut.contains(&indexed) {
1179                     ("mut ", "iter_mut")
1180                 } else {
1181                     ("", "iter")
1182                 };
1183
1184                 let take_is_empty = take.is_empty();
1185                 let mut method_1 = take;
1186                 let mut method_2 = skip;
1187
1188                 if end_is_start_plus_val {
1189                     mem::swap(&mut method_1, &mut method_2);
1190                 }
1191
1192                 if visitor.nonindex {
1193                     span_lint_and_then(
1194                         cx,
1195                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1196                         expr.span,
1197                         &format!("the loop variable `{}` is used to index `{}`", ident.name, indexed),
1198                         |db| {
1199                             multispan_sugg(
1200                                 db,
1201                                 "consider using an iterator".to_string(),
1202                                 vec![
1203                                     (pat.span, format!("({}, <item>)", ident.name)),
1204                                     (
1205                                         arg.span,
1206                                         format!("{}.{}().enumerate(){}{}", indexed, method, method_1, method_2),
1207                                     ),
1208                                 ],
1209                             );
1210                         },
1211                     );
1212                 } else {
1213                     let repl = if starts_at_zero && take_is_empty {
1214                         format!("&{}{}", ref_mut, indexed)
1215                     } else {
1216                         format!("{}.{}(){}{}", indexed, method, method_1, method_2)
1217                     };
1218
1219                     span_lint_and_then(
1220                         cx,
1221                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1222                         expr.span,
1223                         &format!(
1224                             "the loop variable `{}` is only used to index `{}`.",
1225                             ident.name, indexed
1226                         ),
1227                         |db| {
1228                             multispan_sugg(
1229                                 db,
1230                                 "consider using an iterator".to_string(),
1231                                 vec![(pat.span, "<item>".to_string()), (arg.span, repl)],
1232                             );
1233                         },
1234                     );
1235                 }
1236             }
1237         }
1238     }
1239 }
1240
1241 fn is_len_call(expr: &Expr, var: Name) -> bool {
1242     if_chain! {
1243         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref len_args) = expr.node;
1244         if len_args.len() == 1;
1245         if method.ident.name == "len";
1246         if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = len_args[0].node;
1247         if path.segments.len() == 1;
1248         if path.segments[0].ident.name == var;
1249         then {
1250             return true;
1251         }
1252     }
1253
1254     false
1255 }
1256
1257 fn is_end_eq_array_len(cx: &LateContext<'_, '_>, end: &Expr, limits: ast::RangeLimits, indexed_ty: Ty<'_>) -> bool {
1258     if_chain! {
1259         if let ExprKind::Lit(ref lit) = end.node;
1260         if let ast::LitKind::Int(end_int, _) = lit.node;
1261         if let ty::Array(_, arr_len_const) = indexed_ty.sty;
1262         if let Some(arr_len) = arr_len_const.assert_usize(cx.tcx);
1263         then {
1264             return match limits {
1265                 ast::RangeLimits::Closed => end_int + 1 >= arr_len.into(),
1266                 ast::RangeLimits::HalfOpen => end_int >= arr_len.into(),
1267             };
1268         }
1269     }
1270
1271     false
1272 }
1273
1274 fn check_for_loop_reverse_range<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, arg: &'tcx Expr, expr: &'tcx Expr) {
1275     // if this for loop is iterating over a two-sided range...
1276     if let Some(higher::Range {
1277         start: Some(start),
1278         end: Some(end),
1279         limits,
1280     }) = higher::range(cx, arg)
1281     {
1282         // ...and both sides are compile-time constant integers...
1283         if let Some((start_idx, _)) = constant(cx, cx.tables, start) {
1284             if let Some((end_idx, _)) = constant(cx, cx.tables, end) {
1285                 // ...and the start index is greater than the end index,
1286                 // this loop will never run. This is often confusing for developers
1287                 // who think that this will iterate from the larger value to the
1288                 // smaller value.
1289                 let ty = cx.tables.expr_ty(start);
1290                 let (sup, eq) = match (start_idx, end_idx) {
1291                     (Constant::Int(start_idx), Constant::Int(end_idx)) => (
1292                         match ty.sty {
1293                             ty::Int(ity) => sext(cx.tcx, start_idx, ity) > sext(cx.tcx, end_idx, ity),
1294                             ty::Uint(_) => start_idx > end_idx,
1295                             _ => false,
1296                         },
1297                         start_idx == end_idx,
1298                     ),
1299                     _ => (false, false),
1300                 };
1301
1302                 if sup {
1303                     let start_snippet = snippet(cx, start.span, "_");
1304                     let end_snippet = snippet(cx, end.span, "_");
1305                     let dots = if limits == ast::RangeLimits::Closed {
1306                         "..."
1307                     } else {
1308                         ".."
1309                     };
1310
1311                     span_lint_and_then(
1312                         cx,
1313                         REVERSE_RANGE_LOOP,
1314                         expr.span,
1315                         "this range is empty so this for loop will never run",
1316                         |db| {
1317                             db.span_suggestion_with_applicability(
1318                                 arg.span,
1319                                 "consider using the following if you are attempting to iterate over this \
1320                                  range in reverse",
1321                                 format!(
1322                                     "({end}{dots}{start}).rev()",
1323                                     end = end_snippet,
1324                                     dots = dots,
1325                                     start = start_snippet
1326                                 ),
1327                                 Applicability::MaybeIncorrect,
1328                             );
1329                         },
1330                     );
1331                 } else if eq && limits != ast::RangeLimits::Closed {
1332                     // if they are equal, it's also problematic - this loop
1333                     // will never run.
1334                     span_lint(
1335                         cx,
1336                         REVERSE_RANGE_LOOP,
1337                         expr.span,
1338                         "this range is empty so this for loop will never run",
1339                     );
1340                 }
1341             }
1342         }
1343     }
1344 }
1345
1346 fn lint_iter_method(cx: &LateContext<'_, '_>, args: &[Expr], arg: &Expr, method_name: &str) {
1347     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1348     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1349     let muta = if method_name == "iter_mut" { "mut " } else { "" };
1350     span_lint_and_sugg(
1351         cx,
1352         EXPLICIT_ITER_LOOP,
1353         arg.span,
1354         "it is more concise to loop over references to containers instead of using explicit \
1355          iteration methods",
1356         "to write this more concisely, try",
1357         format!("&{}{}", muta, object),
1358         applicability,
1359     )
1360 }
1361
1362 fn check_for_loop_arg(cx: &LateContext<'_, '_>, pat: &Pat, arg: &Expr, expr: &Expr) {
1363     let mut next_loop_linted = false; // whether or not ITER_NEXT_LOOP lint was used
1364     if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = arg.node {
1365         // just the receiver, no arguments
1366         if args.len() == 1 {
1367             let method_name = &*method.ident.as_str();
1368             // check for looping over x.iter() or x.iter_mut(), could use &x or &mut x
1369             if method_name == "iter" || method_name == "iter_mut" {
1370                 if is_ref_iterable_type(cx, &args[0]) {
1371                     lint_iter_method(cx, args, arg, method_name);
1372                 }
1373             } else if method_name == "into_iter" && match_trait_method(cx, arg, &paths::INTO_ITERATOR) {
1374                 let def_id = cx.tables.type_dependent_defs()[arg.hir_id].def_id();
1375                 let substs = cx.tables.node_substs(arg.hir_id);
1376                 let method_type = cx.tcx.type_of(def_id).subst(cx.tcx, substs);
1377
1378                 let fn_arg_tys = method_type.fn_sig(cx.tcx).inputs();
1379                 assert_eq!(fn_arg_tys.skip_binder().len(), 1);
1380                 if fn_arg_tys.skip_binder()[0].is_region_ptr() {
1381                     match cx.tables.expr_ty(&args[0]).sty {
1382                         // If the length is greater than 32 no traits are implemented for array and
1383                         // therefore we cannot use `&`.
1384                         ty::Array(_, size) if size.assert_usize(cx.tcx).expect("array size") > 32 => (),
1385                         _ => lint_iter_method(cx, args, arg, method_name),
1386                     };
1387                 } else {
1388                     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1389                     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1390                     span_lint_and_sugg(
1391                         cx,
1392                         EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
1393                         arg.span,
1394                         "it is more concise to loop over containers instead of using explicit \
1395                          iteration methods`",
1396                         "to write this more concisely, try",
1397                         object.to_string(),
1398                         applicability,
1399                     );
1400                 }
1401             } else if method_name == "next" && match_trait_method(cx, arg, &paths::ITERATOR) {
1402                 span_lint(
1403                     cx,
1404                     ITER_NEXT_LOOP,
1405                     expr.span,
1406                     "you are iterating over `Iterator::next()` which is an Option; this will compile but is \
1407                      probably not what you want",
1408                 );
1409                 next_loop_linted = true;
1410             }
1411         }
1412     }
1413     if !next_loop_linted {
1414         check_arg_type(cx, pat, arg);
1415     }
1416 }
1417
1418 /// Check for `for` loops over `Option`s and `Results`
1419 fn check_arg_type(cx: &LateContext<'_, '_>, pat: &Pat, arg: &Expr) {
1420     let ty = cx.tables.expr_ty(arg);
1421     if match_type(cx, ty, &paths::OPTION) {
1422         span_help_and_lint(
1423             cx,
1424             FOR_LOOP_OVER_OPTION,
1425             arg.span,
1426             &format!(
1427                 "for loop over `{0}`, which is an `Option`. This is more readably written as an \
1428                  `if let` statement.",
1429                 snippet(cx, arg.span, "_")
1430             ),
1431             &format!(
1432                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Some({0}) = {1}`",
1433                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1434                 snippet(cx, arg.span, "_")
1435             ),
1436         );
1437     } else if match_type(cx, ty, &paths::RESULT) {
1438         span_help_and_lint(
1439             cx,
1440             FOR_LOOP_OVER_RESULT,
1441             arg.span,
1442             &format!(
1443                 "for loop over `{0}`, which is a `Result`. This is more readably written as an \
1444                  `if let` statement.",
1445                 snippet(cx, arg.span, "_")
1446             ),
1447             &format!(
1448                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Ok({0}) = {1}`",
1449                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1450                 snippet(cx, arg.span, "_")
1451             ),
1452         );
1453     }
1454 }
1455
1456 fn check_for_loop_explicit_counter<'a, 'tcx>(
1457     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1458     arg: &'tcx Expr,
1459     body: &'tcx Expr,
1460     expr: &'tcx Expr,
1461 ) {
1462     // Look for variables that are incremented once per loop iteration.
1463     let mut visitor = IncrementVisitor {
1464         cx,
1465         states: FxHashMap::default(),
1466         depth: 0,
1467         done: false,
1468     };
1469     walk_expr(&mut visitor, body);
1470
1471     // For each candidate, check the parent block to see if
1472     // it's initialized to zero at the start of the loop.
1473     let map = &cx.tcx.hir();
1474     let parent_scope = map
1475         .get_enclosing_scope(expr.id)
1476         .and_then(|id| map.get_enclosing_scope(id));
1477     if let Some(parent_id) = parent_scope {
1478         if let Node::Block(block) = map.get(parent_id) {
1479             for (id, _) in visitor.states.iter().filter(|&(_, v)| *v == VarState::IncrOnce) {
1480                 let mut visitor2 = InitializeVisitor {
1481                     cx,
1482                     end_expr: expr,
1483                     var_id: *id,
1484                     state: VarState::IncrOnce,
1485                     name: None,
1486                     depth: 0,
1487                     past_loop: false,
1488                 };
1489                 walk_block(&mut visitor2, block);
1490
1491                 if visitor2.state == VarState::Warn {
1492                     if let Some(name) = visitor2.name {
1493                         span_lint(
1494                             cx,
1495                             EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
1496                             expr.span,
1497                             &format!(
1498                                 "the variable `{0}` is used as a loop counter. Consider using `for ({0}, \
1499                                  item) in {1}.enumerate()` or similar iterators",
1500                                 name,
1501                                 snippet(cx, arg.span, "_")
1502                             ),
1503                         );
1504                     }
1505                 }
1506             }
1507         }
1508     }
1509 }
1510
1511 /// Check for the `FOR_KV_MAP` lint.
1512 fn check_for_loop_over_map_kv<'a, 'tcx>(
1513     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1514     pat: &'tcx Pat,
1515     arg: &'tcx Expr,
1516     body: &'tcx Expr,
1517     expr: &'tcx Expr,
1518 ) {
1519     let pat_span = pat.span;
1520
1521     if let PatKind::Tuple(ref pat, _) = pat.node {
1522         if pat.len() == 2 {
1523             let arg_span = arg.span;
1524             let (new_pat_span, kind, ty, mutbl) = match cx.tables.expr_ty(arg).sty {
1525                 ty::Ref(_, ty, mutbl) => match (&pat[0].node, &pat[1].node) {
1526                     (key, _) if pat_is_wild(key, body) => (pat[1].span, "value", ty, mutbl),
1527                     (_, value) if pat_is_wild(value, body) => (pat[0].span, "key", ty, MutImmutable),
1528                     _ => return,
1529                 },
1530                 _ => return,
1531             };
1532             let mutbl = match mutbl {
1533                 MutImmutable => "",
1534                 MutMutable => "_mut",
1535             };
1536             let arg = match arg.node {
1537                 ExprKind::AddrOf(_, ref expr) => &**expr,
1538                 _ => arg,
1539             };
1540
1541             if match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) || match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) {
1542                 span_lint_and_then(
1543                     cx,
1544                     FOR_KV_MAP,
1545                     expr.span,
1546                     &format!("you seem to want to iterate on a map's {}s", kind),
1547                     |db| {
1548                         let map = sugg::Sugg::hir(cx, arg, "map");
1549                         multispan_sugg(
1550                             db,
1551                             "use the corresponding method".into(),
1552                             vec![
1553                                 (pat_span, snippet(cx, new_pat_span, kind).into_owned()),
1554                                 (arg_span, format!("{}.{}s{}()", map.maybe_par(), kind, mutbl)),
1555                             ],
1556                         );
1557                     },
1558                 );
1559             }
1560         }
1561     }
1562 }
1563
1564 struct MutatePairDelegate {
1565     node_id_low: Option<NodeId>,
1566     node_id_high: Option<NodeId>,
1567     span_low: Option<Span>,
1568     span_high: Option<Span>,
1569 }
1570
1571 impl<'tcx> Delegate<'tcx> for MutatePairDelegate {
1572     fn consume(&mut self, _: NodeId, _: Span, _: &cmt_<'tcx>, _: ConsumeMode) {}
1573
1574     fn matched_pat(&mut self, _: &Pat, _: &cmt_<'tcx>, _: MatchMode) {}
1575
1576     fn consume_pat(&mut self, _: &Pat, _: &cmt_<'tcx>, _: ConsumeMode) {}
1577
1578     fn borrow(&mut self, _: NodeId, sp: Span, cmt: &cmt_<'tcx>, _: ty::Region<'_>, bk: ty::BorrowKind, _: LoanCause) {
1579         if let ty::BorrowKind::MutBorrow = bk {
1580             if let Categorization::Local(id) = cmt.cat {
1581                 if Some(id) == self.node_id_low {
1582                     self.span_low = Some(sp)
1583                 }
1584                 if Some(id) == self.node_id_high {
1585                     self.span_high = Some(sp)
1586                 }
1587             }
1588         }
1589     }
1590
1591     fn mutate(&mut self, _: NodeId, sp: Span, cmt: &cmt_<'tcx>, _: MutateMode) {
1592         if let Categorization::Local(id) = cmt.cat {
1593             if Some(id) == self.node_id_low {
1594                 self.span_low = Some(sp)
1595             }
1596             if Some(id) == self.node_id_high {
1597                 self.span_high = Some(sp)
1598             }
1599         }
1600     }
1601
1602     fn decl_without_init(&mut self, _: NodeId, _: Span) {}
1603 }
1604
1605 impl<'tcx> MutatePairDelegate {
1606     fn mutation_span(&self) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
1607         (self.span_low, self.span_high)
1608     }
1609 }
1610
1611 fn check_for_mut_range_bound(cx: &LateContext<'_, '_>, arg: &Expr, body: &Expr) {
1612     if let Some(higher::Range {
1613         start: Some(start),
1614         end: Some(end),
1615         ..
1616     }) = higher::range(cx, arg)
1617     {
1618         let mut_ids = vec![check_for_mutability(cx, start), check_for_mutability(cx, end)];
1619         if mut_ids[0].is_some() || mut_ids[1].is_some() {
1620             let (span_low, span_high) = check_for_mutation(cx, body, &mut_ids);
1621             mut_warn_with_span(cx, span_low);
1622             mut_warn_with_span(cx, span_high);
1623         }
1624     }
1625 }
1626
1627 fn mut_warn_with_span(cx: &LateContext<'_, '_>, span: Option<Span>) {
1628     if let Some(sp) = span {
1629         span_lint(
1630             cx,
1631             MUT_RANGE_BOUND,
1632             sp,
1633             "attempt to mutate range bound within loop; note that the range of the loop is unchanged",
1634         );
1635     }
1636 }
1637
1638 fn check_for_mutability(cx: &LateContext<'_, '_>, bound: &Expr) -> Option<NodeId> {
1639     if_chain! {
1640         if let ExprKind::Path(ref qpath) = bound.node;
1641         if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
1642         then {
1643             let def = cx.tables.qpath_def(qpath, bound.hir_id);
1644             if let Def::Local(node_id) = def {
1645                 let node_str = cx.tcx.hir().get(node_id);
1646                 if_chain! {
1647                     if let Node::Binding(pat) = node_str;
1648                     if let PatKind::Binding(bind_ann, _, _, _) = pat.node;
1649                     if let BindingAnnotation::Mutable = bind_ann;
1650                     then {
1651                         return Some(node_id);
1652                     }
1653                 }
1654             }
1655         }
1656     }
1657     None
1658 }
1659
1660 fn check_for_mutation(
1661     cx: &LateContext<'_, '_>,
1662     body: &Expr,
1663     bound_ids: &[Option<NodeId>],
1664 ) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
1665     let mut delegate = MutatePairDelegate {
1666         node_id_low: bound_ids[0],
1667         node_id_high: bound_ids[1],
1668         span_low: None,
1669         span_high: None,
1670     };
1671     let def_id = def_id::DefId::local(body.hir_id.owner);
1672     let region_scope_tree = &cx.tcx.region_scope_tree(def_id);
1673     ExprUseVisitor::new(&mut delegate, cx.tcx, cx.param_env, region_scope_tree, cx.tables, None).walk_expr(body);
1674     delegate.mutation_span()
1675 }
1676
1677 /// Return true if the pattern is a `PatWild` or an ident prefixed with `'_'`.
1678 fn pat_is_wild<'tcx>(pat: &'tcx PatKind, body: &'tcx Expr) -> bool {
1679     match *pat {
1680         PatKind::Wild => true,
1681         PatKind::Binding(_, _, ident, None) if ident.as_str().starts_with('_') => {
1682             let mut visitor = UsedVisitor {
1683                 var: ident.name,
1684                 used: false,
1685             };
1686             walk_expr(&mut visitor, body);
1687             !visitor.used
1688         },
1689         _ => false,
1690     }
1691 }
1692
1693 struct UsedVisitor {
1694     var: ast::Name, // var to look for
1695     used: bool,     // has the var been used otherwise?
1696 }
1697
1698 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for UsedVisitor {
1699     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1700         if match_var(expr, self.var) {
1701             self.used = true;
1702         } else {
1703             walk_expr(self, expr);
1704         }
1705     }
1706
1707     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1708         NestedVisitorMap::None
1709     }
1710 }
1711
1712 struct LocalUsedVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
1713     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1714     local: ast::NodeId,
1715     used: bool,
1716 }
1717
1718 impl<'a, 'tcx: 'a> Visitor<'tcx> for LocalUsedVisitor<'a, 'tcx> {
1719     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1720         if same_var(self.cx, expr, self.local) {
1721             self.used = true;
1722         } else {
1723             walk_expr(self, expr);
1724         }
1725     }
1726
1727     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1728         NestedVisitorMap::None
1729     }
1730 }
1731
1732 struct VarVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
1733     /// context reference
1734     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1735     /// var name to look for as index
1736     var: ast::NodeId,
1737     /// indexed variables that are used mutably
1738     indexed_mut: FxHashSet<Name>,
1739     /// indirectly indexed variables (`v[(i + 4) % N]`), the extend is `None` for global
1740     indexed_indirectly: FxHashMap<Name, Option<region::Scope>>,
1741     /// subset of `indexed` of vars that are indexed directly: `v[i]`
1742     /// this will not contain cases like `v[calc_index(i)]` or `v[(i + 4) % N]`
1743     indexed_directly: FxHashMap<Name, (Option<region::Scope>, Ty<'tcx>)>,
1744     /// Any names that are used outside an index operation.
1745     /// Used to detect things like `&mut vec` used together with `vec[i]`
1746     referenced: FxHashSet<Name>,
1747     /// has the loop variable been used in expressions other than the index of
1748     /// an index op?
1749     nonindex: bool,
1750     /// Whether we are inside the `$` in `&mut $` or `$ = foo` or `$.bar`, where bar
1751     /// takes `&mut self`
1752     prefer_mutable: bool,
1753 }
1754
1755 impl<'a, 'tcx> VarVisitor<'a, 'tcx> {
1756     fn check(&mut self, idx: &'tcx Expr, seqexpr: &'tcx Expr, expr: &'tcx Expr) -> bool {
1757         if_chain! {
1758             // the indexed container is referenced by a name
1759             if let ExprKind::Path(ref seqpath) = seqexpr.node;
1760             if let QPath::Resolved(None, ref seqvar) = *seqpath;
1761             if seqvar.segments.len() == 1;
1762             then {
1763                 let index_used_directly = same_var(self.cx, idx, self.var);
1764                 let indexed_indirectly = {
1765                     let mut used_visitor = LocalUsedVisitor {
1766                         cx: self.cx,
1767                         local: self.var,
1768                         used: false,
1769                     };
1770                     walk_expr(&mut used_visitor, idx);
1771                     used_visitor.used
1772                 };
1773
1774                 if indexed_indirectly || index_used_directly {
1775                     if self.prefer_mutable {
1776                         self.indexed_mut.insert(seqvar.segments[0].ident.name);
1777                     }
1778                     let def = self.cx.tables.qpath_def(seqpath, seqexpr.hir_id);
1779                     match def {
1780                         Def::Local(node_id) | Def::Upvar(node_id, ..) => {
1781                             let hir_id = self.cx.tcx.hir().node_to_hir_id(node_id);
1782
1783                             let parent_id = self.cx.tcx.hir().get_parent(expr.id);
1784                             let parent_def_id = self.cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
1785                             let extent = self.cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id).var_scope(hir_id.local_id);
1786                             if indexed_indirectly {
1787                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, Some(extent));
1788                             }
1789                             if index_used_directly {
1790                                 self.indexed_directly.insert(
1791                                     seqvar.segments[0].ident.name,
1792                                     (Some(extent), self.cx.tables.node_id_to_type(seqexpr.hir_id)),
1793                                 );
1794                             }
1795                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
1796                         }
1797                         Def::Static(..) | Def::Const(..) => {
1798                             if indexed_indirectly {
1799                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, None);
1800                             }
1801                             if index_used_directly {
1802                                 self.indexed_directly.insert(
1803                                     seqvar.segments[0].ident.name,
1804                                     (None, self.cx.tables.node_id_to_type(seqexpr.hir_id)),
1805                                 );
1806                             }
1807                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
1808                         }
1809                         _ => (),
1810                     }
1811                 }
1812             }
1813         }
1814         true
1815     }
1816 }
1817
1818 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarVisitor<'a, 'tcx> {
1819     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1820         if_chain! {
1821             // a range index op
1822             if let ExprKind::MethodCall(ref meth, _, ref args) = expr.node;
1823             if (meth.ident.name == "index" && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX))
1824                 || (meth.ident.name == "index_mut" && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX_MUT));
1825             if !self.check(&args[1], &args[0], expr);
1826             then { return }
1827         }
1828
1829         if_chain! {
1830             // an index op
1831             if let ExprKind::Index(ref seqexpr, ref idx) = expr.node;
1832             if !self.check(idx, seqexpr, expr);
1833             then { return }
1834         }
1835
1836         if_chain! {
1837             // directly using a variable
1838             if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.node;
1839             if let QPath::Resolved(None, ref path) = *qpath;
1840             if path.segments.len() == 1;
1841             if let Def::Local(local_id) = self.cx.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id);
1842             then {
1843                 if local_id == self.var {
1844                     // we are not indexing anything, record that
1845                     self.nonindex = true;
1846                 } else {
1847                     // not the correct variable, but still a variable
1848                     self.referenced.insert(path.segments[0].ident.name);
1849                 }
1850             }
1851         }
1852         let old = self.prefer_mutable;
1853         match expr.node {
1854             ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, ref rhs) | ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs) => {
1855                 self.prefer_mutable = true;
1856                 self.visit_expr(lhs);
1857                 self.prefer_mutable = false;
1858                 self.visit_expr(rhs);
1859             },
1860             ExprKind::AddrOf(mutbl, ref expr) => {
1861                 if mutbl == MutMutable {
1862                     self.prefer_mutable = true;
1863                 }
1864                 self.visit_expr(expr);
1865             },
1866             ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1867                 self.visit_expr(f);
1868                 for expr in args {
1869                     let ty = self.cx.tables.expr_ty_adjusted(expr);
1870                     self.prefer_mutable = false;
1871                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = ty.sty {
1872                         if mutbl == MutMutable {
1873                             self.prefer_mutable = true;
1874                         }
1875                     }
1876                     self.visit_expr(expr);
1877                 }
1878             },
1879             ExprKind::MethodCall(_, _, ref args) => {
1880                 let def_id = self.cx.tables.type_dependent_defs()[expr.hir_id].def_id();
1881                 for (ty, expr) in self.cx.tcx.fn_sig(def_id).inputs().skip_binder().iter().zip(args) {
1882                     self.prefer_mutable = false;
1883                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = ty.sty {
1884                         if mutbl == MutMutable {
1885                             self.prefer_mutable = true;
1886                         }
1887                     }
1888                     self.visit_expr(expr);
1889                 }
1890             },
1891             _ => walk_expr(self, expr),
1892         }
1893         self.prefer_mutable = old;
1894     }
1895     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1896         NestedVisitorMap::None
1897     }
1898 }
1899
1900 fn is_iterator_used_after_while_let<'a, 'tcx: 'a>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, iter_expr: &'tcx Expr) -> bool {
1901     let def_id = match var_def_id(cx, iter_expr) {
1902         Some(id) => id,
1903         None => return false,
1904     };
1905     let mut visitor = VarUsedAfterLoopVisitor {
1906         cx,
1907         def_id,
1908         iter_expr_id: iter_expr.id,
1909         past_while_let: false,
1910         var_used_after_while_let: false,
1911     };
1912     if let Some(enclosing_block) = get_enclosing_block(cx, def_id) {
1913         walk_block(&mut visitor, enclosing_block);
1914     }
1915     visitor.var_used_after_while_let
1916 }
1917
1918 struct VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
1919     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1920     def_id: NodeId,
1921     iter_expr_id: NodeId,
1922     past_while_let: bool,
1923     var_used_after_while_let: bool,
1924 }
1925
1926 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx> {
1927     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1928         if self.past_while_let {
1929             if Some(self.def_id) == var_def_id(self.cx, expr) {
1930                 self.var_used_after_while_let = true;
1931             }
1932         } else if self.iter_expr_id == expr.id {
1933             self.past_while_let = true;
1934         }
1935         walk_expr(self, expr);
1936     }
1937     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1938         NestedVisitorMap::None
1939     }
1940 }
1941
1942 /// Return true if the type of expr is one that provides `IntoIterator` impls
1943 /// for `&T` and `&mut T`, such as `Vec`.
1944 #[rustfmt::skip]
1945 fn is_ref_iterable_type(cx: &LateContext<'_, '_>, e: &Expr) -> bool {
1946     // no walk_ptrs_ty: calling iter() on a reference can make sense because it
1947     // will allow further borrows afterwards
1948     let ty = cx.tables.expr_ty(e);
1949     is_iterable_array(ty, cx) ||
1950     match_type(cx, ty, &paths::VEC) ||
1951     match_type(cx, ty, &paths::LINKED_LIST) ||
1952     match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) ||
1953     match_type(cx, ty, &paths::HASHSET) ||
1954     match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE) ||
1955     match_type(cx, ty, &paths::BINARY_HEAP) ||
1956     match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
1957     match_type(cx, ty, &paths::BTREESET)
1958 }
1959
1960 fn is_iterable_array(ty: Ty<'_>, cx: &LateContext<'_, '_>) -> bool {
1961     // IntoIterator is currently only implemented for array sizes <= 32 in rustc
1962     match ty.sty {
1963         ty::Array(_, n) => (0..=32).contains(&n.assert_usize(cx.tcx).expect("array length")),
1964         _ => false,
1965     }
1966 }
1967
1968 /// If a block begins with a statement (possibly a `let` binding) and has an
1969 /// expression, return it.
1970 fn extract_expr_from_first_stmt(block: &Block) -> Option<&Expr> {
1971     if block.stmts.is_empty() {
1972         return None;
1973     }
1974     if let StmtKind::Decl(ref decl, _) = block.stmts[0].node {
1975         if let DeclKind::Local(ref local) = decl.node {
1976             if let Some(ref expr) = local.init {
1977                 Some(expr)
1978             } else {
1979                 None
1980             }
1981         } else {
1982             None
1983         }
1984     } else {
1985         None
1986     }
1987 }
1988
1989 /// If a block begins with an expression (with or without semicolon), return it.
1990 fn extract_first_expr(block: &Block) -> Option<&Expr> {
1991     match block.expr {
1992         Some(ref expr) if block.stmts.is_empty() => Some(expr),
1993         None if !block.stmts.is_empty() => match block.stmts[0].node {
1994             StmtKind::Expr(ref expr, _) | StmtKind::Semi(ref expr, _) => Some(expr),
1995             StmtKind::Decl(..) => None,
1996         },
1997         _ => None,
1998     }
1999 }
2000
2001 /// Return true if expr contains a single break expr without destination label
2002 /// and
2003 /// passed expression. The expression may be within a block.
2004 fn is_simple_break_expr(expr: &Expr) -> bool {
2005     match expr.node {
2006         ExprKind::Break(dest, ref passed_expr) if dest.label.is_none() && passed_expr.is_none() => true,
2007         ExprKind::Block(ref b, _) => match extract_first_expr(b) {
2008             Some(subexpr) => is_simple_break_expr(subexpr),
2009             None => false,
2010         },
2011         _ => false,
2012     }
2013 }
2014
2015 // To trigger the EXPLICIT_COUNTER_LOOP lint, a variable must be
2016 // incremented exactly once in the loop body, and initialized to zero
2017 // at the start of the loop.
2018 #[derive(PartialEq)]
2019 enum VarState {
2020     Initial,  // Not examined yet
2021     IncrOnce, // Incremented exactly once, may be a loop counter
2022     Declared, // Declared but not (yet) initialized to zero
2023     Warn,
2024     DontWarn,
2025 }
2026
2027 /// Scan a for loop for variables that are incremented exactly once.
2028 struct IncrementVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
2029     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,       // context reference
2030     states: FxHashMap<NodeId, VarState>, // incremented variables
2031     depth: u32,                          // depth of conditional expressions
2032     done: bool,
2033 }
2034
2035 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IncrementVisitor<'a, 'tcx> {
2036     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
2037         if self.done {
2038             return;
2039         }
2040
2041         // If node is a variable
2042         if let Some(def_id) = var_def_id(self.cx, expr) {
2043             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2044                 let state = self.states.entry(def_id).or_insert(VarState::Initial);
2045
2046                 match parent.node {
2047                     ExprKind::AssignOp(op, ref lhs, ref rhs) => {
2048                         if lhs.id == expr.id {
2049                             if op.node == BinOpKind::Add && is_integer_literal(rhs, 1) {
2050                                 *state = match *state {
2051                                     VarState::Initial if self.depth == 0 => VarState::IncrOnce,
2052                                     _ => VarState::DontWarn,
2053                                 };
2054                             } else {
2055                                 // Assigned some other value
2056                                 *state = VarState::DontWarn;
2057                             }
2058                         }
2059                     },
2060                     ExprKind::Assign(ref lhs, _) if lhs.id == expr.id => *state = VarState::DontWarn,
2061                     ExprKind::AddrOf(mutability, _) if mutability == MutMutable => *state = VarState::DontWarn,
2062                     _ => (),
2063                 }
2064             }
2065         } else if is_loop(expr) || is_conditional(expr) {
2066             self.depth += 1;
2067             walk_expr(self, expr);
2068             self.depth -= 1;
2069             return;
2070         } else if let ExprKind::Continue(_) = expr.node {
2071             self.done = true;
2072             return;
2073         }
2074         walk_expr(self, expr);
2075     }
2076     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2077         NestedVisitorMap::None
2078     }
2079 }
2080
2081 /// Check whether a variable is initialized to zero at the start of a loop.
2082 struct InitializeVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
2083     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>, // context reference
2084     end_expr: &'tcx Expr,          // the for loop. Stop scanning here.
2085     var_id: NodeId,
2086     state: VarState,
2087     name: Option<Name>,
2088     depth: u32, // depth of conditional expressions
2089     past_loop: bool,
2090 }
2091
2092 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for InitializeVisitor<'a, 'tcx> {
2093     fn visit_decl(&mut self, decl: &'tcx Decl) {
2094         // Look for declarations of the variable
2095         if let DeclKind::Local(ref local) = decl.node {
2096             if local.pat.id == self.var_id {
2097                 if let PatKind::Binding(_, _, ident, _) = local.pat.node {
2098                     self.name = Some(ident.name);
2099
2100                     self.state = if let Some(ref init) = local.init {
2101                         if is_integer_literal(init, 0) {
2102                             VarState::Warn
2103                         } else {
2104                             VarState::Declared
2105                         }
2106                     } else {
2107                         VarState::Declared
2108                     }
2109                 }
2110             }
2111         }
2112         walk_decl(self, decl);
2113     }
2114
2115     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
2116         if self.state == VarState::DontWarn {
2117             return;
2118         }
2119         if SpanlessEq::new(self.cx).eq_expr(&expr, self.end_expr) {
2120             self.past_loop = true;
2121             return;
2122         }
2123         // No need to visit expressions before the variable is
2124         // declared
2125         if self.state == VarState::IncrOnce {
2126             return;
2127         }
2128
2129         // If node is the desired variable, see how it's used
2130         if var_def_id(self.cx, expr) == Some(self.var_id) {
2131             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2132                 match parent.node {
2133                     ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, _) if lhs.id == expr.id => {
2134                         self.state = VarState::DontWarn;
2135                     },
2136                     ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs) if lhs.id == expr.id => {
2137                         self.state = if is_integer_literal(rhs, 0) && self.depth == 0 {
2138                             VarState::Warn
2139                         } else {
2140                             VarState::DontWarn
2141                         }
2142                     },
2143                     ExprKind::AddrOf(mutability, _) if mutability == MutMutable => self.state = VarState::DontWarn,
2144                     _ => (),
2145                 }
2146             }
2147
2148             if self.past_loop {
2149                 self.state = VarState::DontWarn;
2150                 return;
2151             }
2152         } else if !self.past_loop && is_loop(expr) {
2153             self.state = VarState::DontWarn;
2154             return;
2155         } else if is_conditional(expr) {
2156             self.depth += 1;
2157             walk_expr(self, expr);
2158             self.depth -= 1;
2159             return;
2160         }
2161         walk_expr(self, expr);
2162     }
2163     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2164         NestedVisitorMap::None
2165     }
2166 }
2167
2168 fn var_def_id(cx: &LateContext<'_, '_>, expr: &Expr) -> Option<NodeId> {
2169     if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.node {
2170         let path_res = cx.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id);
2171         if let Def::Local(node_id) = path_res {
2172             return Some(node_id);
2173         }
2174     }
2175     None
2176 }
2177
2178 fn is_loop(expr: &Expr) -> bool {
2179     match expr.node {
2180         ExprKind::Loop(..) | ExprKind::While(..) => true,
2181         _ => false,
2182     }
2183 }
2184
2185 fn is_conditional(expr: &Expr) -> bool {
2186     match expr.node {
2187         ExprKind::If(..) | ExprKind::Match(..) => true,
2188         _ => false,
2189     }
2190 }
2191
2192 fn is_nested(cx: &LateContext<'_, '_>, match_expr: &Expr, iter_expr: &Expr) -> bool {
2193     if_chain! {
2194         if let Some(loop_block) = get_enclosing_block(cx, match_expr.id);
2195         if let Some(Node::Expr(loop_expr)) = cx.tcx.hir().find(cx.tcx.hir().get_parent_node(loop_block.id));
2196         then {
2197             return is_loop_nested(cx, loop_expr, iter_expr)
2198         }
2199     }
2200     false
2201 }
2202
2203 fn is_loop_nested(cx: &LateContext<'_, '_>, loop_expr: &Expr, iter_expr: &Expr) -> bool {
2204     let mut id = loop_expr.id;
2205     let iter_name = if let Some(name) = path_name(iter_expr) {
2206         name
2207     } else {
2208         return true;
2209     };
2210     loop {
2211         let parent = cx.tcx.hir().get_parent_node(id);
2212         if parent == id {
2213             return false;
2214         }
2215         match cx.tcx.hir().find(parent) {
2216             Some(Node::Expr(expr)) => match expr.node {
2217                 ExprKind::Loop(..) | ExprKind::While(..) => {
2218                     return true;
2219                 },
2220                 _ => (),
2221             },
2222             Some(Node::Block(block)) => {
2223                 let mut block_visitor = LoopNestVisitor {
2224                     id,
2225                     iterator: iter_name,
2226                     nesting: Unknown,
2227                 };
2228                 walk_block(&mut block_visitor, block);
2229                 if block_visitor.nesting == RuledOut {
2230                     return false;
2231                 }
2232             },
2233             Some(Node::Stmt(_)) => (),
2234             _ => {
2235                 return false;
2236             },
2237         }
2238         id = parent;
2239     }
2240 }
2241
2242 #[derive(PartialEq, Eq)]
2243 enum Nesting {
2244     Unknown,     // no nesting detected yet
2245     RuledOut,    // the iterator is initialized or assigned within scope
2246     LookFurther, // no nesting detected, no further walk required
2247 }
2248
2249 use self::Nesting::{LookFurther, RuledOut, Unknown};
2250
2251 struct LoopNestVisitor {
2252     id: NodeId,
2253     iterator: Name,
2254     nesting: Nesting,
2255 }
2256
2257 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for LoopNestVisitor {
2258     fn visit_stmt(&mut self, stmt: &'tcx Stmt) {
2259         if stmt.node.id() == self.id {
2260             self.nesting = LookFurther;
2261         } else if self.nesting == Unknown {
2262             walk_stmt(self, stmt);
2263         }
2264     }
2265
2266     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
2267         if self.nesting != Unknown {
2268             return;
2269         }
2270         if expr.id == self.id {
2271             self.nesting = LookFurther;
2272             return;
2273         }
2274         match expr.node {
2275             ExprKind::Assign(ref path, _) | ExprKind::AssignOp(_, ref path, _) => {
2276                 if match_var(path, self.iterator) {
2277                     self.nesting = RuledOut;
2278                 }
2279             },
2280             _ => walk_expr(self, expr),
2281         }
2282     }
2283
2284     fn visit_pat(&mut self, pat: &'tcx Pat) {
2285         if self.nesting != Unknown {
2286             return;
2287         }
2288         if let PatKind::Binding(_, _, span_name, _) = pat.node {
2289             if self.iterator == span_name.name {
2290                 self.nesting = RuledOut;
2291                 return;
2292             }
2293         }
2294         walk_pat(self, pat)
2295     }
2296
2297     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2298         NestedVisitorMap::None
2299     }
2300 }
2301
2302 fn path_name(e: &Expr) -> Option<Name> {
2303     if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = e.node {
2304         let segments = &path.segments;
2305         if segments.len() == 1 {
2306             return Some(segments[0].ident.name);
2307         }
2308     };
2309     None
2310 }
2311
2312 fn check_infinite_loop<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, cond: &'tcx Expr, expr: &'tcx Expr) {
2313     if constant(cx, cx.tables, cond).is_some() {
2314         // A pure constant condition (e.g. while false) is not linted.
2315         return;
2316     }
2317
2318     let mut var_visitor = VarCollectorVisitor {
2319         cx,
2320         ids: FxHashSet::default(),
2321         def_ids: FxHashMap::default(),
2322         skip: false,
2323     };
2324     var_visitor.visit_expr(cond);
2325     if var_visitor.skip {
2326         return;
2327     }
2328     let used_in_condition = &var_visitor.ids;
2329     let no_cond_variable_mutated = if let Some(used_mutably) = mutated_variables(expr, cx) {
2330         used_in_condition.is_disjoint(&used_mutably)
2331     } else {
2332         return;
2333     };
2334     let mutable_static_in_cond = var_visitor.def_ids.iter().any(|(_, v)| *v);
2335     if no_cond_variable_mutated && !mutable_static_in_cond {
2336         span_lint(
2337             cx,
2338             WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
2339             cond.span,
2340             "Variable in the condition are not mutated in the loop body. \
2341              This either leads to an infinite or to a never running loop.",
2342         );
2343     }
2344 }
2345
2346 /// Collects the set of variables in an expression
2347 /// Stops analysis if a function call is found
2348 /// Note: In some cases such as `self`, there are no mutable annotation,
2349 /// All variables definition IDs are collected
2350 struct VarCollectorVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
2351     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
2352     ids: FxHashSet<NodeId>,
2353     def_ids: FxHashMap<def_id::DefId, bool>,
2354     skip: bool,
2355 }
2356
2357 impl<'a, 'tcx> VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2358     fn insert_def_id(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
2359         if_chain! {
2360             if let ExprKind::Path(ref qpath) = ex.node;
2361             if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
2362             let def = self.cx.tables.qpath_def(qpath, ex.hir_id);
2363             then {
2364                 match def {
2365                     Def::Local(node_id) | Def::Upvar(node_id, ..) => {
2366                         self.ids.insert(node_id);
2367                     },
2368                     Def::Static(def_id, mutable) => {
2369                         self.def_ids.insert(def_id, mutable);
2370                     },
2371                     _ => {},
2372                 }
2373             }
2374         }
2375     }
2376 }
2377
2378 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2379     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
2380         match ex.node {
2381             ExprKind::Path(_) => self.insert_def_id(ex),
2382             // If there is any function/method call… we just stop analysis
2383             ExprKind::Call(..) | ExprKind::MethodCall(..) => self.skip = true,
2384
2385             _ => walk_expr(self, ex),
2386         }
2387     }
2388
2389     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2390         NestedVisitorMap::None
2391     }
2392 }
2393
2394 const NEEDLESS_COLLECT_MSG: &str = "avoid using `collect()` when not needed";
2395
2396 fn check_needless_collect<'a, 'tcx>(expr: &'tcx Expr, cx: &LateContext<'a, 'tcx>) {
2397     if_chain! {
2398         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.node;
2399         if let ExprKind::MethodCall(ref chain_method, _, _) = args[0].node;
2400         if chain_method.ident.name == "collect" && match_trait_method(cx, &args[0], &paths::ITERATOR);
2401         if let Some(ref generic_args) = chain_method.args;
2402         if let Some(GenericArg::Type(ref ty)) = generic_args.args.get(0);
2403         then {
2404             let ty = cx.tables.node_id_to_type(ty.hir_id);
2405             if match_type(cx, ty, &paths::VEC) ||
2406                 match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE) ||
2407                 match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
2408                 match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) {
2409                 if method.ident.name == "len" {
2410                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2411                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2412                         db.span_suggestion_with_applicability(
2413                             span,
2414                             "replace with",
2415                             ".count()".to_string(),
2416                             Applicability::MachineApplicable,
2417                         );
2418                     });
2419                 }
2420                 if method.ident.name == "is_empty" {
2421                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2422                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2423                         db.span_suggestion_with_applicability(
2424                             span,
2425                             "replace with",
2426                             ".next().is_none()".to_string(),
2427                             Applicability::MachineApplicable,
2428                         );
2429                     });
2430                 }
2431                 if method.ident.name == "contains" {
2432                     let contains_arg = snippet(cx, args[1].span, "??");
2433                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2434                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2435                         db.span_suggestion_with_applicability(
2436                             span,
2437                             "replace with",
2438                             format!(
2439                                 ".any(|&x| x == {})",
2440                                 if contains_arg.starts_with('&') { &contains_arg[1..] } else { &contains_arg }
2441                             ),
2442                             Applicability::MachineApplicable,
2443                         );
2444                     });
2445                 }
2446             }
2447         }
2448     }
2449 }
2450
2451 fn shorten_needless_collect_span(expr: &Expr) -> Span {
2452     if_chain! {
2453         if let ExprKind::MethodCall(_, _, ref args) = expr.node;
2454         if let ExprKind::MethodCall(_, ref span, _) = args[0].node;
2455         then {
2456             return expr.span.with_lo(span.lo() - BytePos(1));
2457         }
2458     }
2459     unreachable!()
2460 }