]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - clippy_lints/src/loops.rs
Auto merge of #3808 - mikerite:useless-format-suggestions, r=oli-obk
[rust.git] / clippy_lints / src / loops.rs
1 use crate::reexport::*;
2 use if_chain::if_chain;
3 use itertools::Itertools;
4 use rustc::hir::def::Def;
5 use rustc::hir::def_id;
6 use rustc::hir::intravisit::{walk_block, walk_expr, walk_pat, walk_stmt, NestedVisitorMap, Visitor};
7 use rustc::hir::*;
8 use rustc::lint::{in_external_macro, LateContext, LateLintPass, LintArray, LintContext, LintPass};
9 use rustc::middle::region;
10 use rustc::{declare_tool_lint, lint_array};
11 // use rustc::middle::region::CodeExtent;
12 use crate::consts::{constant, Constant};
13 use crate::utils::usage::mutated_variables;
14 use crate::utils::{in_macro, sext, sugg};
15 use rustc::middle::expr_use_visitor::*;
16 use rustc::middle::mem_categorization::cmt_;
17 use rustc::middle::mem_categorization::Categorization;
18 use rustc::ty::subst::Subst;
19 use rustc::ty::{self, Ty};
20 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
21 use rustc_errors::Applicability;
22 use std::iter::{once, Iterator};
23 use std::mem;
24 use syntax::ast;
25 use syntax::source_map::Span;
26 use syntax_pos::BytePos;
27
28 use crate::utils::paths;
29 use crate::utils::{
30     get_enclosing_block, get_parent_expr, has_iter_method, higher, is_integer_literal, is_refutable, last_path_segment,
31     match_trait_method, match_type, match_var, multispan_sugg, snippet, snippet_opt, snippet_with_applicability,
32     span_help_and_lint, span_lint, span_lint_and_sugg, span_lint_and_then, SpanlessEq,
33 };
34
35 /// **What it does:** Checks for for-loops that manually copy items between
36 /// slices that could be optimized by having a memcpy.
37 ///
38 /// **Why is this bad?** It is not as fast as a memcpy.
39 ///
40 /// **Known problems:** None.
41 ///
42 /// **Example:**
43 /// ```rust
44 /// for i in 0..src.len() {
45 ///     dst[i + 64] = src[i];
46 /// }
47 /// ```
48 declare_clippy_lint! {
49     pub MANUAL_MEMCPY,
50     perf,
51     "manually copying items between slices"
52 }
53
54 /// **What it does:** Checks for looping over the range of `0..len` of some
55 /// collection just to get the values by index.
56 ///
57 /// **Why is this bad?** Just iterating the collection itself makes the intent
58 /// more clear and is probably faster.
59 ///
60 /// **Known problems:** None.
61 ///
62 /// **Example:**
63 /// ```rust
64 /// for i in 0..vec.len() {
65 ///     println!("{}", vec[i]);
66 /// }
67 /// ```
68 declare_clippy_lint! {
69     pub NEEDLESS_RANGE_LOOP,
70     style,
71     "for-looping over a range of indices where an iterator over items would do"
72 }
73
74 /// **What it does:** Checks for loops on `x.iter()` where `&x` will do, and
75 /// suggests the latter.
76 ///
77 /// **Why is this bad?** Readability.
78 ///
79 /// **Known problems:** False negatives. We currently only warn on some known
80 /// types.
81 ///
82 /// **Example:**
83 /// ```rust
84 /// // with `y` a `Vec` or slice:
85 /// for x in y.iter() {
86 ///     ..
87 /// }
88 /// ```
89 /// can be rewritten to
90 /// ```rust
91 /// for x in &y {
92 ///     ..
93 /// }
94 /// ```
95 declare_clippy_lint! {
96     pub EXPLICIT_ITER_LOOP,
97     pedantic,
98     "for-looping over `_.iter()` or `_.iter_mut()` when `&_` or `&mut _` would do"
99 }
100
101 /// **What it does:** Checks for loops on `y.into_iter()` where `y` will do, and
102 /// suggests the latter.
103 ///
104 /// **Why is this bad?** Readability.
105 ///
106 /// **Known problems:** None
107 ///
108 /// **Example:**
109 /// ```rust
110 /// // with `y` a `Vec` or slice:
111 /// for x in y.into_iter() {
112 ///     ..
113 /// }
114 /// ```
115 /// can be rewritten to
116 /// ```rust
117 /// for x in y {
118 ///     ..
119 /// }
120 /// ```
121 declare_clippy_lint! {
122     pub EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
123     pedantic,
124     "for-looping over `_.into_iter()` when `_` would do"
125 }
126
127 /// **What it does:** Checks for loops on `x.next()`.
128 ///
129 /// **Why is this bad?** `next()` returns either `Some(value)` if there was a
130 /// value, or `None` otherwise. The insidious thing is that `Option<_>`
131 /// implements `IntoIterator`, so that possibly one value will be iterated,
132 /// leading to some hard to find bugs. No one will want to write such code
133 /// [except to win an Underhanded Rust
134 /// Contest](https://www.reddit.com/r/rust/comments/3hb0wm/underhanded_rust_contest/cu5yuhr).
135 ///
136 /// **Known problems:** None.
137 ///
138 /// **Example:**
139 /// ```rust
140 /// for x in y.next() {
141 ///     ..
142 /// }
143 /// ```
144 declare_clippy_lint! {
145     pub ITER_NEXT_LOOP,
146     correctness,
147     "for-looping over `_.next()` which is probably not intended"
148 }
149
150 /// **What it does:** Checks for `for` loops over `Option` values.
151 ///
152 /// **Why is this bad?** Readability. This is more clearly expressed as an `if
153 /// let`.
154 ///
155 /// **Known problems:** None.
156 ///
157 /// **Example:**
158 /// ```rust
159 /// for x in option {
160 ///     ..
161 /// }
162 /// ```
163 ///
164 /// This should be
165 /// ```rust
166 /// if let Some(x) = option {
167 ///     ..
168 /// }
169 /// ```
170 declare_clippy_lint! {
171     pub FOR_LOOP_OVER_OPTION,
172     correctness,
173     "for-looping over an `Option`, which is more clearly expressed as an `if let`"
174 }
175
176 /// **What it does:** Checks for `for` loops over `Result` values.
177 ///
178 /// **Why is this bad?** Readability. This is more clearly expressed as an `if
179 /// let`.
180 ///
181 /// **Known problems:** None.
182 ///
183 /// **Example:**
184 /// ```rust
185 /// for x in result {
186 ///     ..
187 /// }
188 /// ```
189 ///
190 /// This should be
191 /// ```rust
192 /// if let Ok(x) = result {
193 ///     ..
194 /// }
195 /// ```
196 declare_clippy_lint! {
197     pub FOR_LOOP_OVER_RESULT,
198     correctness,
199     "for-looping over a `Result`, which is more clearly expressed as an `if let`"
200 }
201
202 /// **What it does:** Detects `loop + match` combinations that are easier
203 /// written as a `while let` loop.
204 ///
205 /// **Why is this bad?** The `while let` loop is usually shorter and more
206 /// readable.
207 ///
208 /// **Known problems:** Sometimes the wrong binding is displayed (#383).
209 ///
210 /// **Example:**
211 /// ```rust
212 /// loop {
213 ///     let x = match y {
214 ///         Some(x) => x,
215 ///         None => break,
216 ///     }
217 ///     // .. do something with x
218 /// }
219 /// // is easier written as
220 /// while let Some(x) = y {
221 ///     // .. do something with x
222 /// }
223 /// ```
224 declare_clippy_lint! {
225     pub WHILE_LET_LOOP,
226     complexity,
227     "`loop { if let { ... } else break }`, which can be written as a `while let` loop"
228 }
229
230 /// **What it does:** Checks for using `collect()` on an iterator without using
231 /// the result.
232 ///
233 /// **Why is this bad?** It is more idiomatic to use a `for` loop over the
234 /// iterator instead.
235 ///
236 /// **Known problems:** None.
237 ///
238 /// **Example:**
239 /// ```rust
240 /// vec.iter().map(|x| /* some operation returning () */).collect::<Vec<_>>();
241 /// ```
242 declare_clippy_lint! {
243     pub UNUSED_COLLECT,
244     perf,
245     "`collect()`ing an iterator without using the result; this is usually better written as a for loop"
246 }
247
248 /// **What it does:** Checks for functions collecting an iterator when collect
249 /// is not needed.
250 ///
251 /// **Why is this bad?** `collect` causes the allocation of a new data structure,
252 /// when this allocation may not be needed.
253 ///
254 /// **Known problems:**
255 /// None
256 ///
257 /// **Example:**
258 /// ```rust
259 /// let len = iterator.collect::<Vec<_>>().len();
260 /// // should be
261 /// let len = iterator.count();
262 /// ```
263 declare_clippy_lint! {
264     pub NEEDLESS_COLLECT,
265     perf,
266     "collecting an iterator when collect is not needed"
267 }
268
269 /// **What it does:** Checks for loops over ranges `x..y` where both `x` and `y`
270 /// are constant and `x` is greater or equal to `y`, unless the range is
271 /// reversed or has a negative `.step_by(_)`.
272 ///
273 /// **Why is it bad?** Such loops will either be skipped or loop until
274 /// wrap-around (in debug code, this may `panic!()`). Both options are probably
275 /// not intended.
276 ///
277 /// **Known problems:** The lint cannot catch loops over dynamically defined
278 /// ranges. Doing this would require simulating all possible inputs and code
279 /// paths through the program, which would be complex and error-prone.
280 ///
281 /// **Example:**
282 /// ```rust
283 /// for x in 5..10 - 5 {
284 ///     ..
285 /// } // oops, stray `-`
286 /// ```
287 declare_clippy_lint! {
288     pub REVERSE_RANGE_LOOP,
289     correctness,
290     "iteration over an empty range, such as `10..0` or `5..5`"
291 }
292
293 /// **What it does:** Checks `for` loops over slices with an explicit counter
294 /// and suggests the use of `.enumerate()`.
295 ///
296 /// **Why is it bad?** Not only is the version using `.enumerate()` more
297 /// readable, the compiler is able to remove bounds checks which can lead to
298 /// faster code in some instances.
299 ///
300 /// **Known problems:** None.
301 ///
302 /// **Example:**
303 /// ```rust
304 /// for i in 0..v.len() { foo(v[i]);
305 /// for i in 0..v.len() { bar(i, v[i]); }
306 /// ```
307 declare_clippy_lint! {
308     pub EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
309     complexity,
310     "for-looping with an explicit counter when `_.enumerate()` would do"
311 }
312
313 /// **What it does:** Checks for empty `loop` expressions.
314 ///
315 /// **Why is this bad?** Those busy loops burn CPU cycles without doing
316 /// anything. Think of the environment and either block on something or at least
317 /// make the thread sleep for some microseconds.
318 ///
319 /// **Known problems:** None.
320 ///
321 /// **Example:**
322 /// ```rust
323 /// loop {}
324 /// ```
325 declare_clippy_lint! {
326     pub EMPTY_LOOP,
327     style,
328     "empty `loop {}`, which should block or sleep"
329 }
330
331 /// **What it does:** Checks for `while let` expressions on iterators.
332 ///
333 /// **Why is this bad?** Readability. A simple `for` loop is shorter and conveys
334 /// the intent better.
335 ///
336 /// **Known problems:** None.
337 ///
338 /// **Example:**
339 /// ```rust
340 /// while let Some(val) = iter() {
341 ///     ..
342 /// }
343 /// ```
344 declare_clippy_lint! {
345     pub WHILE_LET_ON_ITERATOR,
346     style,
347     "using a while-let loop instead of a for loop on an iterator"
348 }
349
350 /// **What it does:** Checks for iterating a map (`HashMap` or `BTreeMap`) and
351 /// ignoring either the keys or values.
352 ///
353 /// **Why is this bad?** Readability. There are `keys` and `values` methods that
354 /// can be used to express that don't need the values or keys.
355 ///
356 /// **Known problems:** None.
357 ///
358 /// **Example:**
359 /// ```rust
360 /// for (k, _) in &map {
361 ///     ..
362 /// }
363 /// ```
364 ///
365 /// could be replaced by
366 ///
367 /// ```rust
368 /// for k in map.keys() {
369 ///     ..
370 /// }
371 /// ```
372 declare_clippy_lint! {
373     pub FOR_KV_MAP,
374     style,
375     "looping on a map using `iter` when `keys` or `values` would do"
376 }
377
378 /// **What it does:** Checks for loops that will always `break`, `return` or
379 /// `continue` an outer loop.
380 ///
381 /// **Why is this bad?** This loop never loops, all it does is obfuscating the
382 /// code.
383 ///
384 /// **Known problems:** None
385 ///
386 /// **Example:**
387 /// ```rust
388 /// loop {
389 ///     ..;
390 ///     break;
391 /// }
392 /// ```
393 declare_clippy_lint! {
394     pub NEVER_LOOP,
395     correctness,
396     "any loop that will always `break` or `return`"
397 }
398
399 /// **What it does:** Checks for loops which have a range bound that is a mutable variable
400 ///
401 /// **Why is this bad?** One might think that modifying the mutable variable changes the loop bounds
402 ///
403 /// **Known problems:** None
404 ///
405 /// **Example:**
406 /// ```rust
407 /// let mut foo = 42;
408 /// for i in 0..foo {
409 ///     foo -= 1;
410 ///     println!("{}", i); // prints numbers from 0 to 42, not 0 to 21
411 /// }
412 /// ```
413 declare_clippy_lint! {
414     pub MUT_RANGE_BOUND,
415     complexity,
416     "for loop over a range where one of the bounds is a mutable variable"
417 }
418
419 /// **What it does:** Checks whether variables used within while loop condition
420 /// can be (and are) mutated in the body.
421 ///
422 /// **Why is this bad?** If the condition is unchanged, entering the body of the loop
423 /// will lead to an infinite loop.
424 ///
425 /// **Known problems:** If the `while`-loop is in a closure, the check for mutation of the
426 /// condition variables in the body can cause false negatives. For example when only `Upvar` `a` is
427 /// in the condition and only `Upvar` `b` gets mutated in the body, the lint will not trigger.
428 ///
429 /// **Example:**
430 /// ```rust
431 /// let i = 0;
432 /// while i > 10 {
433 ///     println!("let me loop forever!");
434 /// }
435 /// ```
436 declare_clippy_lint! {
437     pub WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
438     correctness,
439     "variables used within while expression are not mutated in the body"
440 }
441
442 #[derive(Copy, Clone)]
443 pub struct Pass;
444
445 impl LintPass for Pass {
446     fn get_lints(&self) -> LintArray {
447         lint_array!(
448             MANUAL_MEMCPY,
449             NEEDLESS_RANGE_LOOP,
450             EXPLICIT_ITER_LOOP,
451             EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
452             ITER_NEXT_LOOP,
453             FOR_LOOP_OVER_RESULT,
454             FOR_LOOP_OVER_OPTION,
455             WHILE_LET_LOOP,
456             UNUSED_COLLECT,
457             NEEDLESS_COLLECT,
458             REVERSE_RANGE_LOOP,
459             EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
460             EMPTY_LOOP,
461             WHILE_LET_ON_ITERATOR,
462             FOR_KV_MAP,
463             NEVER_LOOP,
464             MUT_RANGE_BOUND,
465             WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
466         )
467     }
468
469     fn name(&self) -> &'static str {
470         "Loops"
471     }
472 }
473
474 impl<'a, 'tcx> LateLintPass<'a, 'tcx> for Pass {
475     #[allow(clippy::too_many_lines)]
476     fn check_expr(&mut self, cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr) {
477         // we don't want to check expanded macros
478         if in_macro(expr.span) {
479             return;
480         }
481
482         if let Some((pat, arg, body)) = higher::for_loop(expr) {
483             check_for_loop(cx, pat, arg, body, expr);
484         }
485
486         // check for never_loop
487         match expr.node {
488             ExprKind::While(_, ref block, _) | ExprKind::Loop(ref block, _, _) => {
489                 match never_loop_block(block, expr.id) {
490                     NeverLoopResult::AlwaysBreak => {
491                         span_lint(cx, NEVER_LOOP, expr.span, "this loop never actually loops")
492                     },
493                     NeverLoopResult::MayContinueMainLoop | NeverLoopResult::Otherwise => (),
494                 }
495             },
496             _ => (),
497         }
498
499         // check for `loop { if let {} else break }` that could be `while let`
500         // (also matches an explicit "match" instead of "if let")
501         // (even if the "match" or "if let" is used for declaration)
502         if let ExprKind::Loop(ref block, _, LoopSource::Loop) = expr.node {
503             // also check for empty `loop {}` statements
504             if block.stmts.is_empty() && block.expr.is_none() {
505                 span_lint(
506                     cx,
507                     EMPTY_LOOP,
508                     expr.span,
509                     "empty `loop {}` detected. You may want to either use `panic!()` or add \
510                      `std::thread::sleep(..);` to the loop body.",
511                 );
512             }
513
514             // extract the expression from the first statement (if any) in a block
515             let inner_stmt_expr = extract_expr_from_first_stmt(block);
516             // or extract the first expression (if any) from the block
517             if let Some(inner) = inner_stmt_expr.or_else(|| extract_first_expr(block)) {
518                 if let ExprKind::Match(ref matchexpr, ref arms, ref source) = inner.node {
519                     // ensure "if let" compatible match structure
520                     match *source {
521                         MatchSource::Normal | MatchSource::IfLetDesugar { .. } => {
522                             if arms.len() == 2
523                                 && arms[0].pats.len() == 1
524                                 && arms[0].guard.is_none()
525                                 && arms[1].pats.len() == 1
526                                 && arms[1].guard.is_none()
527                                 && is_simple_break_expr(&arms[1].body)
528                             {
529                                 if in_external_macro(cx.sess(), expr.span) {
530                                     return;
531                                 }
532
533                                 // NOTE: we used to make build a body here instead of using
534                                 // ellipsis, this was removed because:
535                                 // 1) it was ugly with big bodies;
536                                 // 2) it was not indented properly;
537                                 // 3) it wasn’t very smart (see #675).
538                                 let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
539                                 span_lint_and_sugg(
540                                     cx,
541                                     WHILE_LET_LOOP,
542                                     expr.span,
543                                     "this loop could be written as a `while let` loop",
544                                     "try",
545                                     format!(
546                                         "while let {} = {} {{ .. }}",
547                                         snippet_with_applicability(cx, arms[0].pats[0].span, "..", &mut applicability),
548                                         snippet_with_applicability(cx, matchexpr.span, "..", &mut applicability),
549                                     ),
550                                     applicability,
551                                 );
552                             }
553                         },
554                         _ => (),
555                     }
556                 }
557             }
558         }
559         if let ExprKind::Match(ref match_expr, ref arms, MatchSource::WhileLetDesugar) = expr.node {
560             let pat = &arms[0].pats[0].node;
561             if let (
562                 &PatKind::TupleStruct(ref qpath, ref pat_args, _),
563                 &ExprKind::MethodCall(ref method_path, _, ref method_args),
564             ) = (pat, &match_expr.node)
565             {
566                 let iter_expr = &method_args[0];
567                 let lhs_constructor = last_path_segment(qpath);
568                 if method_path.ident.name == "next"
569                     && match_trait_method(cx, match_expr, &paths::ITERATOR)
570                     && lhs_constructor.ident.name == "Some"
571                     && (pat_args.is_empty()
572                         || !is_refutable(cx, &pat_args[0])
573                             && !is_used_inside(cx, iter_expr, &arms[0].body)
574                             && !is_iterator_used_after_while_let(cx, iter_expr)
575                             && !is_nested(cx, expr, &method_args[0]))
576                 {
577                     let iterator = snippet(cx, method_args[0].span, "_");
578                     let loop_var = if pat_args.is_empty() {
579                         "_".to_string()
580                     } else {
581                         snippet(cx, pat_args[0].span, "_").into_owned()
582                     };
583                     span_lint_and_sugg(
584                         cx,
585                         WHILE_LET_ON_ITERATOR,
586                         expr.span,
587                         "this loop could be written as a `for` loop",
588                         "try",
589                         format!("for {} in {} {{ .. }}", loop_var, iterator),
590                         Applicability::HasPlaceholders,
591                     );
592                 }
593             }
594         }
595
596         // check for while loops which conditions never change
597         if let ExprKind::While(ref cond, _, _) = expr.node {
598             check_infinite_loop(cx, cond, expr);
599         }
600
601         check_needless_collect(expr, cx);
602     }
603
604     fn check_stmt(&mut self, cx: &LateContext<'a, 'tcx>, stmt: &'tcx Stmt) {
605         if let StmtKind::Semi(ref expr) = stmt.node {
606             if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.node {
607                 if args.len() == 1 && method.ident.name == "collect" && match_trait_method(cx, expr, &paths::ITERATOR) {
608                     span_lint(
609                         cx,
610                         UNUSED_COLLECT,
611                         expr.span,
612                         "you are collect()ing an iterator and throwing away the result. \
613                          Consider using an explicit for loop to exhaust the iterator",
614                     );
615                 }
616             }
617         }
618     }
619 }
620
621 enum NeverLoopResult {
622     // A break/return always get triggered but not necessarily for the main loop.
623     AlwaysBreak,
624     // A continue may occur for the main loop.
625     MayContinueMainLoop,
626     Otherwise,
627 }
628
629 fn absorb_break(arg: &NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
630     match *arg {
631         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::Otherwise => NeverLoopResult::Otherwise,
632         NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => NeverLoopResult::MayContinueMainLoop,
633     }
634 }
635
636 // Combine two results for parts that are called in order.
637 fn combine_seq(first: NeverLoopResult, second: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
638     match first {
639         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => first,
640         NeverLoopResult::Otherwise => second,
641     }
642 }
643
644 // Combine two results where both parts are called but not necessarily in order.
645 fn combine_both(left: NeverLoopResult, right: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
646     match (left, right) {
647         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
648             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
649         },
650         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, _) | (_, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
651         (NeverLoopResult::Otherwise, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
652     }
653 }
654
655 // Combine two results where only one of the part may have been executed.
656 fn combine_branches(b1: NeverLoopResult, b2: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
657     match (b1, b2) {
658         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
659         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
660             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
661         },
662         (NeverLoopResult::Otherwise, _) | (_, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
663     }
664 }
665
666 fn never_loop_block(block: &Block, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
667     let stmts = block.stmts.iter().map(stmt_to_expr);
668     let expr = once(block.expr.as_ref().map(|p| &**p));
669     let mut iter = stmts.chain(expr).filter_map(|e| e);
670     never_loop_expr_seq(&mut iter, main_loop_id)
671 }
672
673 fn stmt_to_expr(stmt: &Stmt) -> Option<&Expr> {
674     match stmt.node {
675         StmtKind::Semi(ref e, ..) | StmtKind::Expr(ref e, ..) => Some(e),
676         StmtKind::Local(ref local) => local.init.as_ref().map(|p| &**p),
677         _ => None,
678     }
679 }
680
681 fn never_loop_expr(expr: &Expr, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
682     match expr.node {
683         ExprKind::Box(ref e)
684         | ExprKind::Unary(_, ref e)
685         | ExprKind::Cast(ref e, _)
686         | ExprKind::Type(ref e, _)
687         | ExprKind::Field(ref e, _)
688         | ExprKind::AddrOf(_, ref e)
689         | ExprKind::Struct(_, _, Some(ref e))
690         | ExprKind::Repeat(ref e, _) => never_loop_expr(e, main_loop_id),
691         ExprKind::Array(ref es) | ExprKind::MethodCall(_, _, ref es) | ExprKind::Tup(ref es) => {
692             never_loop_expr_all(&mut es.iter(), main_loop_id)
693         },
694         ExprKind::Call(ref e, ref es) => never_loop_expr_all(&mut once(&**e).chain(es.iter()), main_loop_id),
695         ExprKind::Binary(_, ref e1, ref e2)
696         | ExprKind::Assign(ref e1, ref e2)
697         | ExprKind::AssignOp(_, ref e1, ref e2)
698         | ExprKind::Index(ref e1, ref e2) => never_loop_expr_all(&mut [&**e1, &**e2].iter().cloned(), main_loop_id),
699         ExprKind::If(ref e, ref e2, ref e3) => {
700             let e1 = never_loop_expr(e, main_loop_id);
701             let e2 = never_loop_expr(e2, main_loop_id);
702             let e3 = e3
703                 .as_ref()
704                 .map_or(NeverLoopResult::Otherwise, |e| never_loop_expr(e, main_loop_id));
705             combine_seq(e1, combine_branches(e2, e3))
706         },
707         ExprKind::Loop(ref b, _, _) => {
708             // Break can come from the inner loop so remove them.
709             absorb_break(&never_loop_block(b, main_loop_id))
710         },
711         ExprKind::While(ref e, ref b, _) => {
712             let e = never_loop_expr(e, main_loop_id);
713             let result = never_loop_block(b, main_loop_id);
714             // Break can come from the inner loop so remove them.
715             combine_seq(e, absorb_break(&result))
716         },
717         ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
718             let e = never_loop_expr(e, main_loop_id);
719             if arms.is_empty() {
720                 e
721             } else {
722                 let arms = never_loop_expr_branch(&mut arms.iter().map(|a| &*a.body), main_loop_id);
723                 combine_seq(e, arms)
724             }
725         },
726         ExprKind::Block(ref b, _) => never_loop_block(b, main_loop_id),
727         ExprKind::Continue(d) => {
728             let id = d
729                 .target_id
730                 .expect("target id can only be missing in the presence of compilation errors");
731             if id == main_loop_id {
732                 NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
733             } else {
734                 NeverLoopResult::AlwaysBreak
735             }
736         },
737         ExprKind::Break(_, _) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
738         ExprKind::Ret(ref e) => {
739             if let Some(ref e) = *e {
740                 combine_seq(never_loop_expr(e, main_loop_id), NeverLoopResult::AlwaysBreak)
741             } else {
742                 NeverLoopResult::AlwaysBreak
743             }
744         },
745         ExprKind::Struct(_, _, None)
746         | ExprKind::Yield(_)
747         | ExprKind::Closure(_, _, _, _, _)
748         | ExprKind::InlineAsm(_, _, _)
749         | ExprKind::Path(_)
750         | ExprKind::Lit(_)
751         | ExprKind::Err => NeverLoopResult::Otherwise,
752     }
753 }
754
755 fn never_loop_expr_seq<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr>>(es: &mut T, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
756     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
757         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_seq)
758 }
759
760 fn never_loop_expr_all<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr>>(es: &mut T, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
761     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
762         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_both)
763 }
764
765 fn never_loop_expr_branch<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr>>(e: &mut T, main_loop_id: NodeId) -> NeverLoopResult {
766     e.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
767         .fold(NeverLoopResult::AlwaysBreak, combine_branches)
768 }
769
770 fn check_for_loop<'a, 'tcx>(
771     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
772     pat: &'tcx Pat,
773     arg: &'tcx Expr,
774     body: &'tcx Expr,
775     expr: &'tcx Expr,
776 ) {
777     check_for_loop_range(cx, pat, arg, body, expr);
778     check_for_loop_reverse_range(cx, arg, expr);
779     check_for_loop_arg(cx, pat, arg, expr);
780     check_for_loop_explicit_counter(cx, arg, body, expr);
781     check_for_loop_over_map_kv(cx, pat, arg, body, expr);
782     check_for_mut_range_bound(cx, arg, body);
783     detect_manual_memcpy(cx, pat, arg, body, expr);
784 }
785
786 fn same_var<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &Expr, var: ast::NodeId) -> bool {
787     if_chain! {
788         if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.node;
789         if let QPath::Resolved(None, ref path) = *qpath;
790         if path.segments.len() == 1;
791         if let Def::Local(local_id) = cx.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id);
792         // our variable!
793         if local_id == var;
794         then {
795             return true;
796         }
797     }
798
799     false
800 }
801
802 struct Offset {
803     value: String,
804     negate: bool,
805 }
806
807 impl Offset {
808     fn negative(s: String) -> Self {
809         Self { value: s, negate: true }
810     }
811
812     fn positive(s: String) -> Self {
813         Self {
814             value: s,
815             negate: false,
816         }
817     }
818 }
819
820 struct FixedOffsetVar {
821     var_name: String,
822     offset: Offset,
823 }
824
825 fn is_slice_like<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, ty: Ty<'_>) -> bool {
826     let is_slice = match ty.sty {
827         ty::Ref(_, subty, _) => is_slice_like(cx, subty),
828         ty::Slice(..) | ty::Array(..) => true,
829         _ => false,
830     };
831
832     is_slice || match_type(cx, ty, &paths::VEC) || match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE)
833 }
834
835 fn get_fixed_offset_var<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, expr: &Expr, var: ast::NodeId) -> Option<FixedOffsetVar> {
836     fn extract_offset<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, e: &Expr, var: ast::NodeId) -> Option<String> {
837         match e.node {
838             ExprKind::Lit(ref l) => match l.node {
839                 ast::LitKind::Int(x, _ty) => Some(x.to_string()),
840                 _ => None,
841             },
842             ExprKind::Path(..) if !same_var(cx, e, var) => Some(snippet_opt(cx, e.span).unwrap_or_else(|| "??".into())),
843             _ => None,
844         }
845     }
846
847     if let ExprKind::Index(ref seqexpr, ref idx) = expr.node {
848         let ty = cx.tables.expr_ty(seqexpr);
849         if !is_slice_like(cx, ty) {
850             return None;
851         }
852
853         let offset = match idx.node {
854             ExprKind::Binary(op, ref lhs, ref rhs) => match op.node {
855                 BinOpKind::Add => {
856                     let offset_opt = if same_var(cx, lhs, var) {
857                         extract_offset(cx, rhs, var)
858                     } else if same_var(cx, rhs, var) {
859                         extract_offset(cx, lhs, var)
860                     } else {
861                         None
862                     };
863
864                     offset_opt.map(Offset::positive)
865                 },
866                 BinOpKind::Sub if same_var(cx, lhs, var) => extract_offset(cx, rhs, var).map(Offset::negative),
867                 _ => None,
868             },
869             ExprKind::Path(..) => {
870                 if same_var(cx, idx, var) {
871                     Some(Offset::positive("0".into()))
872                 } else {
873                     None
874                 }
875             },
876             _ => None,
877         };
878
879         offset.map(|o| FixedOffsetVar {
880             var_name: snippet_opt(cx, seqexpr.span).unwrap_or_else(|| "???".into()),
881             offset: o,
882         })
883     } else {
884         None
885     }
886 }
887
888 fn fetch_cloned_fixed_offset_var<'a, 'tcx>(
889     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
890     expr: &Expr,
891     var: ast::NodeId,
892 ) -> Option<FixedOffsetVar> {
893     if_chain! {
894         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.node;
895         if method.ident.name == "clone";
896         if args.len() == 1;
897         if let Some(arg) = args.get(0);
898         then {
899             return get_fixed_offset_var(cx, arg, var);
900         }
901     }
902
903     get_fixed_offset_var(cx, expr, var)
904 }
905
906 fn get_indexed_assignments<'a, 'tcx>(
907     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
908     body: &Expr,
909     var: ast::NodeId,
910 ) -> Vec<(FixedOffsetVar, FixedOffsetVar)> {
911     fn get_assignment<'a, 'tcx>(
912         cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
913         e: &Expr,
914         var: ast::NodeId,
915     ) -> Option<(FixedOffsetVar, FixedOffsetVar)> {
916         if let ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs) = e.node {
917             match (
918                 get_fixed_offset_var(cx, lhs, var),
919                 fetch_cloned_fixed_offset_var(cx, rhs, var),
920             ) {
921                 (Some(offset_left), Some(offset_right)) => {
922                     // Source and destination must be different
923                     if offset_left.var_name == offset_right.var_name {
924                         None
925                     } else {
926                         Some((offset_left, offset_right))
927                     }
928                 },
929                 _ => None,
930             }
931         } else {
932             None
933         }
934     }
935
936     if let ExprKind::Block(ref b, _) = body.node {
937         let Block {
938             ref stmts, ref expr, ..
939         } = **b;
940
941         stmts
942             .iter()
943             .map(|stmt| match stmt.node {
944                 StmtKind::Local(..) | StmtKind::Item(..) => None,
945                 StmtKind::Expr(ref e) | StmtKind::Semi(ref e) => Some(get_assignment(cx, e, var)),
946             })
947             .chain(expr.as_ref().into_iter().map(|e| Some(get_assignment(cx, &*e, var))))
948             .filter_map(|op| op)
949             .collect::<Option<Vec<_>>>()
950             .unwrap_or_else(|| vec![])
951     } else {
952         get_assignment(cx, body, var).into_iter().collect()
953     }
954 }
955
956 /// Check for for loops that sequentially copy items from one slice-like
957 /// object to another.
958 fn detect_manual_memcpy<'a, 'tcx>(
959     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
960     pat: &'tcx Pat,
961     arg: &'tcx Expr,
962     body: &'tcx Expr,
963     expr: &'tcx Expr,
964 ) {
965     if let Some(higher::Range {
966         start: Some(start),
967         ref end,
968         limits,
969     }) = higher::range(cx, arg)
970     {
971         // the var must be a single name
972         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, _, _, _) = pat.node {
973             let print_sum = |arg1: &Offset, arg2: &Offset| -> String {
974                 match (&arg1.value[..], arg1.negate, &arg2.value[..], arg2.negate) {
975                     ("0", _, "0", _) => "".into(),
976                     ("0", _, x, false) | (x, false, "0", false) => x.into(),
977                     ("0", _, x, true) | (x, false, "0", true) => format!("-{}", x),
978                     (x, false, y, false) => format!("({} + {})", x, y),
979                     (x, false, y, true) => {
980                         if x == y {
981                             "0".into()
982                         } else {
983                             format!("({} - {})", x, y)
984                         }
985                     },
986                     (x, true, y, false) => {
987                         if x == y {
988                             "0".into()
989                         } else {
990                             format!("({} - {})", y, x)
991                         }
992                     },
993                     (x, true, y, true) => format!("-({} + {})", x, y),
994                 }
995             };
996
997             let print_limit = |end: &Option<&Expr>, offset: Offset, var_name: &str| {
998                 if let Some(end) = *end {
999                     if_chain! {
1000                         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref len_args) = end.node;
1001                         if method.ident.name == "len";
1002                         if len_args.len() == 1;
1003                         if let Some(arg) = len_args.get(0);
1004                         if snippet(cx, arg.span, "??") == var_name;
1005                         then {
1006                             return if offset.negate {
1007                                 format!("({} - {})", snippet(cx, end.span, "<src>.len()"), offset.value)
1008                             } else {
1009                                 String::new()
1010                             };
1011                         }
1012                     }
1013
1014                     let end_str = match limits {
1015                         ast::RangeLimits::Closed => {
1016                             let end = sugg::Sugg::hir(cx, end, "<count>");
1017                             format!("{}", end + sugg::ONE)
1018                         },
1019                         ast::RangeLimits::HalfOpen => format!("{}", snippet(cx, end.span, "..")),
1020                     };
1021
1022                     print_sum(&Offset::positive(end_str), &offset)
1023                 } else {
1024                     "..".into()
1025                 }
1026             };
1027
1028             // The only statements in the for loops can be indexed assignments from
1029             // indexed retrievals.
1030             let manual_copies = get_indexed_assignments(cx, body, canonical_id);
1031
1032             let big_sugg = manual_copies
1033                 .into_iter()
1034                 .map(|(dst_var, src_var)| {
1035                     let start_str = Offset::positive(snippet(cx, start.span, "").to_string());
1036                     let dst_offset = print_sum(&start_str, &dst_var.offset);
1037                     let dst_limit = print_limit(end, dst_var.offset, &dst_var.var_name);
1038                     let src_offset = print_sum(&start_str, &src_var.offset);
1039                     let src_limit = print_limit(end, src_var.offset, &src_var.var_name);
1040                     let dst = if dst_offset == "" && dst_limit == "" {
1041                         dst_var.var_name
1042                     } else {
1043                         format!("{}[{}..{}]", dst_var.var_name, dst_offset, dst_limit)
1044                     };
1045
1046                     format!(
1047                         "{}.clone_from_slice(&{}[{}..{}])",
1048                         dst, src_var.var_name, src_offset, src_limit
1049                     )
1050                 })
1051                 .join("\n    ");
1052
1053             if !big_sugg.is_empty() {
1054                 span_lint_and_sugg(
1055                     cx,
1056                     MANUAL_MEMCPY,
1057                     expr.span,
1058                     "it looks like you're manually copying between slices",
1059                     "try replacing the loop by",
1060                     big_sugg,
1061                     Applicability::Unspecified,
1062                 );
1063             }
1064         }
1065     }
1066 }
1067
1068 /// Check for looping over a range and then indexing a sequence with it.
1069 /// The iteratee must be a range literal.
1070 #[allow(clippy::too_many_lines)]
1071 fn check_for_loop_range<'a, 'tcx>(
1072     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1073     pat: &'tcx Pat,
1074     arg: &'tcx Expr,
1075     body: &'tcx Expr,
1076     expr: &'tcx Expr,
1077 ) {
1078     if in_macro(expr.span) {
1079         return;
1080     }
1081
1082     if let Some(higher::Range {
1083         start: Some(start),
1084         ref end,
1085         limits,
1086     }) = higher::range(cx, arg)
1087     {
1088         // the var must be a single name
1089         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, _, ident, _) = pat.node {
1090             let mut visitor = VarVisitor {
1091                 cx,
1092                 var: canonical_id,
1093                 indexed_mut: FxHashSet::default(),
1094                 indexed_indirectly: FxHashMap::default(),
1095                 indexed_directly: FxHashMap::default(),
1096                 referenced: FxHashSet::default(),
1097                 nonindex: false,
1098                 prefer_mutable: false,
1099             };
1100             walk_expr(&mut visitor, body);
1101
1102             // linting condition: we only indexed one variable, and indexed it directly
1103             if visitor.indexed_indirectly.is_empty() && visitor.indexed_directly.len() == 1 {
1104                 let (indexed, (indexed_extent, indexed_ty)) = visitor
1105                     .indexed_directly
1106                     .into_iter()
1107                     .next()
1108                     .expect("already checked that we have exactly 1 element");
1109
1110                 // ensure that the indexed variable was declared before the loop, see #601
1111                 if let Some(indexed_extent) = indexed_extent {
1112                     let parent_id = cx.tcx.hir().get_parent(expr.id);
1113                     let parent_def_id = cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
1114                     let region_scope_tree = cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id);
1115                     let pat_extent = region_scope_tree.var_scope(pat.hir_id.local_id);
1116                     if region_scope_tree.is_subscope_of(indexed_extent, pat_extent) {
1117                         return;
1118                     }
1119                 }
1120
1121                 // don't lint if the container that is indexed does not have .iter() method
1122                 let has_iter = has_iter_method(cx, indexed_ty);
1123                 if has_iter.is_none() {
1124                     return;
1125                 }
1126
1127                 // don't lint if the container that is indexed into is also used without
1128                 // indexing
1129                 if visitor.referenced.contains(&indexed) {
1130                     return;
1131                 }
1132
1133                 let starts_at_zero = is_integer_literal(start, 0);
1134
1135                 let skip = if starts_at_zero {
1136                     String::new()
1137                 } else {
1138                     format!(".skip({})", snippet(cx, start.span, ".."))
1139                 };
1140
1141                 let mut end_is_start_plus_val = false;
1142
1143                 let take = if let Some(end) = *end {
1144                     let mut take_expr = end;
1145
1146                     if let ExprKind::Binary(ref op, ref left, ref right) = end.node {
1147                         if let BinOpKind::Add = op.node {
1148                             let start_equal_left = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, left);
1149                             let start_equal_right = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, right);
1150
1151                             if start_equal_left {
1152                                 take_expr = right;
1153                             } else if start_equal_right {
1154                                 take_expr = left;
1155                             }
1156
1157                             end_is_start_plus_val = start_equal_left | start_equal_right;
1158                         }
1159                     }
1160
1161                     if is_len_call(end, indexed) || is_end_eq_array_len(cx, end, limits, indexed_ty) {
1162                         String::new()
1163                     } else {
1164                         match limits {
1165                             ast::RangeLimits::Closed => {
1166                                 let take_expr = sugg::Sugg::hir(cx, take_expr, "<count>");
1167                                 format!(".take({})", take_expr + sugg::ONE)
1168                             },
1169                             ast::RangeLimits::HalfOpen => format!(".take({})", snippet(cx, take_expr.span, "..")),
1170                         }
1171                     }
1172                 } else {
1173                     String::new()
1174                 };
1175
1176                 let (ref_mut, method) = if visitor.indexed_mut.contains(&indexed) {
1177                     ("mut ", "iter_mut")
1178                 } else {
1179                     ("", "iter")
1180                 };
1181
1182                 let take_is_empty = take.is_empty();
1183                 let mut method_1 = take;
1184                 let mut method_2 = skip;
1185
1186                 if end_is_start_plus_val {
1187                     mem::swap(&mut method_1, &mut method_2);
1188                 }
1189
1190                 if visitor.nonindex {
1191                     span_lint_and_then(
1192                         cx,
1193                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1194                         expr.span,
1195                         &format!("the loop variable `{}` is used to index `{}`", ident.name, indexed),
1196                         |db| {
1197                             multispan_sugg(
1198                                 db,
1199                                 "consider using an iterator".to_string(),
1200                                 vec![
1201                                     (pat.span, format!("({}, <item>)", ident.name)),
1202                                     (
1203                                         arg.span,
1204                                         format!("{}.{}().enumerate(){}{}", indexed, method, method_1, method_2),
1205                                     ),
1206                                 ],
1207                             );
1208                         },
1209                     );
1210                 } else {
1211                     let repl = if starts_at_zero && take_is_empty {
1212                         format!("&{}{}", ref_mut, indexed)
1213                     } else {
1214                         format!("{}.{}(){}{}", indexed, method, method_1, method_2)
1215                     };
1216
1217                     span_lint_and_then(
1218                         cx,
1219                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1220                         expr.span,
1221                         &format!(
1222                             "the loop variable `{}` is only used to index `{}`.",
1223                             ident.name, indexed
1224                         ),
1225                         |db| {
1226                             multispan_sugg(
1227                                 db,
1228                                 "consider using an iterator".to_string(),
1229                                 vec![(pat.span, "<item>".to_string()), (arg.span, repl)],
1230                             );
1231                         },
1232                     );
1233                 }
1234             }
1235         }
1236     }
1237 }
1238
1239 fn is_len_call(expr: &Expr, var: Name) -> bool {
1240     if_chain! {
1241         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref len_args) = expr.node;
1242         if len_args.len() == 1;
1243         if method.ident.name == "len";
1244         if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = len_args[0].node;
1245         if path.segments.len() == 1;
1246         if path.segments[0].ident.name == var;
1247         then {
1248             return true;
1249         }
1250     }
1251
1252     false
1253 }
1254
1255 fn is_end_eq_array_len(cx: &LateContext<'_, '_>, end: &Expr, limits: ast::RangeLimits, indexed_ty: Ty<'_>) -> bool {
1256     if_chain! {
1257         if let ExprKind::Lit(ref lit) = end.node;
1258         if let ast::LitKind::Int(end_int, _) = lit.node;
1259         if let ty::Array(_, arr_len_const) = indexed_ty.sty;
1260         if let Some(arr_len) = arr_len_const.assert_usize(cx.tcx);
1261         then {
1262             return match limits {
1263                 ast::RangeLimits::Closed => end_int + 1 >= arr_len.into(),
1264                 ast::RangeLimits::HalfOpen => end_int >= arr_len.into(),
1265             };
1266         }
1267     }
1268
1269     false
1270 }
1271
1272 fn check_for_loop_reverse_range<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, arg: &'tcx Expr, expr: &'tcx Expr) {
1273     // if this for loop is iterating over a two-sided range...
1274     if let Some(higher::Range {
1275         start: Some(start),
1276         end: Some(end),
1277         limits,
1278     }) = higher::range(cx, arg)
1279     {
1280         // ...and both sides are compile-time constant integers...
1281         if let Some((start_idx, _)) = constant(cx, cx.tables, start) {
1282             if let Some((end_idx, _)) = constant(cx, cx.tables, end) {
1283                 // ...and the start index is greater than the end index,
1284                 // this loop will never run. This is often confusing for developers
1285                 // who think that this will iterate from the larger value to the
1286                 // smaller value.
1287                 let ty = cx.tables.expr_ty(start);
1288                 let (sup, eq) = match (start_idx, end_idx) {
1289                     (Constant::Int(start_idx), Constant::Int(end_idx)) => (
1290                         match ty.sty {
1291                             ty::Int(ity) => sext(cx.tcx, start_idx, ity) > sext(cx.tcx, end_idx, ity),
1292                             ty::Uint(_) => start_idx > end_idx,
1293                             _ => false,
1294                         },
1295                         start_idx == end_idx,
1296                     ),
1297                     _ => (false, false),
1298                 };
1299
1300                 if sup {
1301                     let start_snippet = snippet(cx, start.span, "_");
1302                     let end_snippet = snippet(cx, end.span, "_");
1303                     let dots = if limits == ast::RangeLimits::Closed {
1304                         "..."
1305                     } else {
1306                         ".."
1307                     };
1308
1309                     span_lint_and_then(
1310                         cx,
1311                         REVERSE_RANGE_LOOP,
1312                         expr.span,
1313                         "this range is empty so this for loop will never run",
1314                         |db| {
1315                             db.span_suggestion(
1316                                 arg.span,
1317                                 "consider using the following if you are attempting to iterate over this \
1318                                  range in reverse",
1319                                 format!(
1320                                     "({end}{dots}{start}).rev()",
1321                                     end = end_snippet,
1322                                     dots = dots,
1323                                     start = start_snippet
1324                                 ),
1325                                 Applicability::MaybeIncorrect,
1326                             );
1327                         },
1328                     );
1329                 } else if eq && limits != ast::RangeLimits::Closed {
1330                     // if they are equal, it's also problematic - this loop
1331                     // will never run.
1332                     span_lint(
1333                         cx,
1334                         REVERSE_RANGE_LOOP,
1335                         expr.span,
1336                         "this range is empty so this for loop will never run",
1337                     );
1338                 }
1339             }
1340         }
1341     }
1342 }
1343
1344 fn lint_iter_method(cx: &LateContext<'_, '_>, args: &[Expr], arg: &Expr, method_name: &str) {
1345     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1346     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1347     let muta = if method_name == "iter_mut" { "mut " } else { "" };
1348     span_lint_and_sugg(
1349         cx,
1350         EXPLICIT_ITER_LOOP,
1351         arg.span,
1352         "it is more concise to loop over references to containers instead of using explicit \
1353          iteration methods",
1354         "to write this more concisely, try",
1355         format!("&{}{}", muta, object),
1356         applicability,
1357     )
1358 }
1359
1360 fn check_for_loop_arg(cx: &LateContext<'_, '_>, pat: &Pat, arg: &Expr, expr: &Expr) {
1361     let mut next_loop_linted = false; // whether or not ITER_NEXT_LOOP lint was used
1362     if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = arg.node {
1363         // just the receiver, no arguments
1364         if args.len() == 1 {
1365             let method_name = &*method.ident.as_str();
1366             // check for looping over x.iter() or x.iter_mut(), could use &x or &mut x
1367             if method_name == "iter" || method_name == "iter_mut" {
1368                 if is_ref_iterable_type(cx, &args[0]) {
1369                     lint_iter_method(cx, args, arg, method_name);
1370                 }
1371             } else if method_name == "into_iter" && match_trait_method(cx, arg, &paths::INTO_ITERATOR) {
1372                 let def_id = cx.tables.type_dependent_defs()[arg.hir_id].def_id();
1373                 let substs = cx.tables.node_substs(arg.hir_id);
1374                 let method_type = cx.tcx.type_of(def_id).subst(cx.tcx, substs);
1375
1376                 let fn_arg_tys = method_type.fn_sig(cx.tcx).inputs();
1377                 assert_eq!(fn_arg_tys.skip_binder().len(), 1);
1378                 if fn_arg_tys.skip_binder()[0].is_region_ptr() {
1379                     match cx.tables.expr_ty(&args[0]).sty {
1380                         // If the length is greater than 32 no traits are implemented for array and
1381                         // therefore we cannot use `&`.
1382                         ty::Array(_, size) if size.assert_usize(cx.tcx).expect("array size") > 32 => (),
1383                         _ => lint_iter_method(cx, args, arg, method_name),
1384                     };
1385                 } else {
1386                     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1387                     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1388                     span_lint_and_sugg(
1389                         cx,
1390                         EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
1391                         arg.span,
1392                         "it is more concise to loop over containers instead of using explicit \
1393                          iteration methods`",
1394                         "to write this more concisely, try",
1395                         object.to_string(),
1396                         applicability,
1397                     );
1398                 }
1399             } else if method_name == "next" && match_trait_method(cx, arg, &paths::ITERATOR) {
1400                 span_lint(
1401                     cx,
1402                     ITER_NEXT_LOOP,
1403                     expr.span,
1404                     "you are iterating over `Iterator::next()` which is an Option; this will compile but is \
1405                      probably not what you want",
1406                 );
1407                 next_loop_linted = true;
1408             }
1409         }
1410     }
1411     if !next_loop_linted {
1412         check_arg_type(cx, pat, arg);
1413     }
1414 }
1415
1416 /// Check for `for` loops over `Option`s and `Results`
1417 fn check_arg_type(cx: &LateContext<'_, '_>, pat: &Pat, arg: &Expr) {
1418     let ty = cx.tables.expr_ty(arg);
1419     if match_type(cx, ty, &paths::OPTION) {
1420         span_help_and_lint(
1421             cx,
1422             FOR_LOOP_OVER_OPTION,
1423             arg.span,
1424             &format!(
1425                 "for loop over `{0}`, which is an `Option`. This is more readably written as an \
1426                  `if let` statement.",
1427                 snippet(cx, arg.span, "_")
1428             ),
1429             &format!(
1430                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Some({0}) = {1}`",
1431                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1432                 snippet(cx, arg.span, "_")
1433             ),
1434         );
1435     } else if match_type(cx, ty, &paths::RESULT) {
1436         span_help_and_lint(
1437             cx,
1438             FOR_LOOP_OVER_RESULT,
1439             arg.span,
1440             &format!(
1441                 "for loop over `{0}`, which is a `Result`. This is more readably written as an \
1442                  `if let` statement.",
1443                 snippet(cx, arg.span, "_")
1444             ),
1445             &format!(
1446                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Ok({0}) = {1}`",
1447                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1448                 snippet(cx, arg.span, "_")
1449             ),
1450         );
1451     }
1452 }
1453
1454 fn check_for_loop_explicit_counter<'a, 'tcx>(
1455     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1456     arg: &'tcx Expr,
1457     body: &'tcx Expr,
1458     expr: &'tcx Expr,
1459 ) {
1460     // Look for variables that are incremented once per loop iteration.
1461     let mut visitor = IncrementVisitor {
1462         cx,
1463         states: FxHashMap::default(),
1464         depth: 0,
1465         done: false,
1466     };
1467     walk_expr(&mut visitor, body);
1468
1469     // For each candidate, check the parent block to see if
1470     // it's initialized to zero at the start of the loop.
1471     let map = &cx.tcx.hir();
1472     let parent_scope = map
1473         .get_enclosing_scope(expr.id)
1474         .and_then(|id| map.get_enclosing_scope(id));
1475     if let Some(parent_id) = parent_scope {
1476         if let Node::Block(block) = map.get(parent_id) {
1477             for (id, _) in visitor.states.iter().filter(|&(_, v)| *v == VarState::IncrOnce) {
1478                 let mut visitor2 = InitializeVisitor {
1479                     cx,
1480                     end_expr: expr,
1481                     var_id: *id,
1482                     state: VarState::IncrOnce,
1483                     name: None,
1484                     depth: 0,
1485                     past_loop: false,
1486                 };
1487                 walk_block(&mut visitor2, block);
1488
1489                 if visitor2.state == VarState::Warn {
1490                     if let Some(name) = visitor2.name {
1491                         span_lint(
1492                             cx,
1493                             EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
1494                             expr.span,
1495                             &format!(
1496                                 "the variable `{0}` is used as a loop counter. Consider using `for ({0}, \
1497                                  item) in {1}.enumerate()` or similar iterators",
1498                                 name,
1499                                 snippet(cx, arg.span, "_")
1500                             ),
1501                         );
1502                     }
1503                 }
1504             }
1505         }
1506     }
1507 }
1508
1509 /// Check for the `FOR_KV_MAP` lint.
1510 fn check_for_loop_over_map_kv<'a, 'tcx>(
1511     cx: &LateContext<'a, 'tcx>,
1512     pat: &'tcx Pat,
1513     arg: &'tcx Expr,
1514     body: &'tcx Expr,
1515     expr: &'tcx Expr,
1516 ) {
1517     let pat_span = pat.span;
1518
1519     if let PatKind::Tuple(ref pat, _) = pat.node {
1520         if pat.len() == 2 {
1521             let arg_span = arg.span;
1522             let (new_pat_span, kind, ty, mutbl) = match cx.tables.expr_ty(arg).sty {
1523                 ty::Ref(_, ty, mutbl) => match (&pat[0].node, &pat[1].node) {
1524                     (key, _) if pat_is_wild(key, body) => (pat[1].span, "value", ty, mutbl),
1525                     (_, value) if pat_is_wild(value, body) => (pat[0].span, "key", ty, MutImmutable),
1526                     _ => return,
1527                 },
1528                 _ => return,
1529             };
1530             let mutbl = match mutbl {
1531                 MutImmutable => "",
1532                 MutMutable => "_mut",
1533             };
1534             let arg = match arg.node {
1535                 ExprKind::AddrOf(_, ref expr) => &**expr,
1536                 _ => arg,
1537             };
1538
1539             if match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) || match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) {
1540                 span_lint_and_then(
1541                     cx,
1542                     FOR_KV_MAP,
1543                     expr.span,
1544                     &format!("you seem to want to iterate on a map's {}s", kind),
1545                     |db| {
1546                         let map = sugg::Sugg::hir(cx, arg, "map");
1547                         multispan_sugg(
1548                             db,
1549                             "use the corresponding method".into(),
1550                             vec![
1551                                 (pat_span, snippet(cx, new_pat_span, kind).into_owned()),
1552                                 (arg_span, format!("{}.{}s{}()", map.maybe_par(), kind, mutbl)),
1553                             ],
1554                         );
1555                     },
1556                 );
1557             }
1558         }
1559     }
1560 }
1561
1562 struct MutatePairDelegate {
1563     node_id_low: Option<NodeId>,
1564     node_id_high: Option<NodeId>,
1565     span_low: Option<Span>,
1566     span_high: Option<Span>,
1567 }
1568
1569 impl<'tcx> Delegate<'tcx> for MutatePairDelegate {
1570     fn consume(&mut self, _: NodeId, _: Span, _: &cmt_<'tcx>, _: ConsumeMode) {}
1571
1572     fn matched_pat(&mut self, _: &Pat, _: &cmt_<'tcx>, _: MatchMode) {}
1573
1574     fn consume_pat(&mut self, _: &Pat, _: &cmt_<'tcx>, _: ConsumeMode) {}
1575
1576     fn borrow(&mut self, _: NodeId, sp: Span, cmt: &cmt_<'tcx>, _: ty::Region<'_>, bk: ty::BorrowKind, _: LoanCause) {
1577         if let ty::BorrowKind::MutBorrow = bk {
1578             if let Categorization::Local(id) = cmt.cat {
1579                 if Some(id) == self.node_id_low {
1580                     self.span_low = Some(sp)
1581                 }
1582                 if Some(id) == self.node_id_high {
1583                     self.span_high = Some(sp)
1584                 }
1585             }
1586         }
1587     }
1588
1589     fn mutate(&mut self, _: NodeId, sp: Span, cmt: &cmt_<'tcx>, _: MutateMode) {
1590         if let Categorization::Local(id) = cmt.cat {
1591             if Some(id) == self.node_id_low {
1592                 self.span_low = Some(sp)
1593             }
1594             if Some(id) == self.node_id_high {
1595                 self.span_high = Some(sp)
1596             }
1597         }
1598     }
1599
1600     fn decl_without_init(&mut self, _: NodeId, _: Span) {}
1601 }
1602
1603 impl<'tcx> MutatePairDelegate {
1604     fn mutation_span(&self) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
1605         (self.span_low, self.span_high)
1606     }
1607 }
1608
1609 fn check_for_mut_range_bound(cx: &LateContext<'_, '_>, arg: &Expr, body: &Expr) {
1610     if let Some(higher::Range {
1611         start: Some(start),
1612         end: Some(end),
1613         ..
1614     }) = higher::range(cx, arg)
1615     {
1616         let mut_ids = vec![check_for_mutability(cx, start), check_for_mutability(cx, end)];
1617         if mut_ids[0].is_some() || mut_ids[1].is_some() {
1618             let (span_low, span_high) = check_for_mutation(cx, body, &mut_ids);
1619             mut_warn_with_span(cx, span_low);
1620             mut_warn_with_span(cx, span_high);
1621         }
1622     }
1623 }
1624
1625 fn mut_warn_with_span(cx: &LateContext<'_, '_>, span: Option<Span>) {
1626     if let Some(sp) = span {
1627         span_lint(
1628             cx,
1629             MUT_RANGE_BOUND,
1630             sp,
1631             "attempt to mutate range bound within loop; note that the range of the loop is unchanged",
1632         );
1633     }
1634 }
1635
1636 fn check_for_mutability(cx: &LateContext<'_, '_>, bound: &Expr) -> Option<NodeId> {
1637     if_chain! {
1638         if let ExprKind::Path(ref qpath) = bound.node;
1639         if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
1640         then {
1641             let def = cx.tables.qpath_def(qpath, bound.hir_id);
1642             if let Def::Local(node_id) = def {
1643                 let node_str = cx.tcx.hir().get(node_id);
1644                 if_chain! {
1645                     if let Node::Binding(pat) = node_str;
1646                     if let PatKind::Binding(bind_ann, ..) = pat.node;
1647                     if let BindingAnnotation::Mutable = bind_ann;
1648                     then {
1649                         return Some(node_id);
1650                     }
1651                 }
1652             }
1653         }
1654     }
1655     None
1656 }
1657
1658 fn check_for_mutation(
1659     cx: &LateContext<'_, '_>,
1660     body: &Expr,
1661     bound_ids: &[Option<NodeId>],
1662 ) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
1663     let mut delegate = MutatePairDelegate {
1664         node_id_low: bound_ids[0],
1665         node_id_high: bound_ids[1],
1666         span_low: None,
1667         span_high: None,
1668     };
1669     let def_id = def_id::DefId::local(body.hir_id.owner);
1670     let region_scope_tree = &cx.tcx.region_scope_tree(def_id);
1671     ExprUseVisitor::new(&mut delegate, cx.tcx, cx.param_env, region_scope_tree, cx.tables, None).walk_expr(body);
1672     delegate.mutation_span()
1673 }
1674
1675 /// Return true if the pattern is a `PatWild` or an ident prefixed with `'_'`.
1676 fn pat_is_wild<'tcx>(pat: &'tcx PatKind, body: &'tcx Expr) -> bool {
1677     match *pat {
1678         PatKind::Wild => true,
1679         PatKind::Binding(.., ident, None) if ident.as_str().starts_with('_') => {
1680             let mut visitor = UsedVisitor {
1681                 var: ident.name,
1682                 used: false,
1683             };
1684             walk_expr(&mut visitor, body);
1685             !visitor.used
1686         },
1687         _ => false,
1688     }
1689 }
1690
1691 struct UsedVisitor {
1692     var: ast::Name, // var to look for
1693     used: bool,     // has the var been used otherwise?
1694 }
1695
1696 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for UsedVisitor {
1697     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1698         if match_var(expr, self.var) {
1699             self.used = true;
1700         } else {
1701             walk_expr(self, expr);
1702         }
1703     }
1704
1705     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1706         NestedVisitorMap::None
1707     }
1708 }
1709
1710 struct LocalUsedVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
1711     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1712     local: ast::NodeId,
1713     used: bool,
1714 }
1715
1716 impl<'a, 'tcx: 'a> Visitor<'tcx> for LocalUsedVisitor<'a, 'tcx> {
1717     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1718         if same_var(self.cx, expr, self.local) {
1719             self.used = true;
1720         } else {
1721             walk_expr(self, expr);
1722         }
1723     }
1724
1725     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1726         NestedVisitorMap::None
1727     }
1728 }
1729
1730 struct VarVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
1731     /// context reference
1732     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1733     /// var name to look for as index
1734     var: ast::NodeId,
1735     /// indexed variables that are used mutably
1736     indexed_mut: FxHashSet<Name>,
1737     /// indirectly indexed variables (`v[(i + 4) % N]`), the extend is `None` for global
1738     indexed_indirectly: FxHashMap<Name, Option<region::Scope>>,
1739     /// subset of `indexed` of vars that are indexed directly: `v[i]`
1740     /// this will not contain cases like `v[calc_index(i)]` or `v[(i + 4) % N]`
1741     indexed_directly: FxHashMap<Name, (Option<region::Scope>, Ty<'tcx>)>,
1742     /// Any names that are used outside an index operation.
1743     /// Used to detect things like `&mut vec` used together with `vec[i]`
1744     referenced: FxHashSet<Name>,
1745     /// has the loop variable been used in expressions other than the index of
1746     /// an index op?
1747     nonindex: bool,
1748     /// Whether we are inside the `$` in `&mut $` or `$ = foo` or `$.bar`, where bar
1749     /// takes `&mut self`
1750     prefer_mutable: bool,
1751 }
1752
1753 impl<'a, 'tcx> VarVisitor<'a, 'tcx> {
1754     fn check(&mut self, idx: &'tcx Expr, seqexpr: &'tcx Expr, expr: &'tcx Expr) -> bool {
1755         if_chain! {
1756             // the indexed container is referenced by a name
1757             if let ExprKind::Path(ref seqpath) = seqexpr.node;
1758             if let QPath::Resolved(None, ref seqvar) = *seqpath;
1759             if seqvar.segments.len() == 1;
1760             then {
1761                 let index_used_directly = same_var(self.cx, idx, self.var);
1762                 let indexed_indirectly = {
1763                     let mut used_visitor = LocalUsedVisitor {
1764                         cx: self.cx,
1765                         local: self.var,
1766                         used: false,
1767                     };
1768                     walk_expr(&mut used_visitor, idx);
1769                     used_visitor.used
1770                 };
1771
1772                 if indexed_indirectly || index_used_directly {
1773                     if self.prefer_mutable {
1774                         self.indexed_mut.insert(seqvar.segments[0].ident.name);
1775                     }
1776                     let def = self.cx.tables.qpath_def(seqpath, seqexpr.hir_id);
1777                     match def {
1778                         Def::Local(node_id) | Def::Upvar(node_id, ..) => {
1779                             let hir_id = self.cx.tcx.hir().node_to_hir_id(node_id);
1780
1781                             let parent_id = self.cx.tcx.hir().get_parent(expr.id);
1782                             let parent_def_id = self.cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
1783                             let extent = self.cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id).var_scope(hir_id.local_id);
1784                             if indexed_indirectly {
1785                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, Some(extent));
1786                             }
1787                             if index_used_directly {
1788                                 self.indexed_directly.insert(
1789                                     seqvar.segments[0].ident.name,
1790                                     (Some(extent), self.cx.tables.node_type(seqexpr.hir_id)),
1791                                 );
1792                             }
1793                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
1794                         }
1795                         Def::Static(..) | Def::Const(..) => {
1796                             if indexed_indirectly {
1797                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, None);
1798                             }
1799                             if index_used_directly {
1800                                 self.indexed_directly.insert(
1801                                     seqvar.segments[0].ident.name,
1802                                     (None, self.cx.tables.node_type(seqexpr.hir_id)),
1803                                 );
1804                             }
1805                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
1806                         }
1807                         _ => (),
1808                     }
1809                 }
1810             }
1811         }
1812         true
1813     }
1814 }
1815
1816 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarVisitor<'a, 'tcx> {
1817     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1818         if_chain! {
1819             // a range index op
1820             if let ExprKind::MethodCall(ref meth, _, ref args) = expr.node;
1821             if (meth.ident.name == "index" && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX))
1822                 || (meth.ident.name == "index_mut" && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX_MUT));
1823             if !self.check(&args[1], &args[0], expr);
1824             then { return }
1825         }
1826
1827         if_chain! {
1828             // an index op
1829             if let ExprKind::Index(ref seqexpr, ref idx) = expr.node;
1830             if !self.check(idx, seqexpr, expr);
1831             then { return }
1832         }
1833
1834         if_chain! {
1835             // directly using a variable
1836             if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.node;
1837             if let QPath::Resolved(None, ref path) = *qpath;
1838             if path.segments.len() == 1;
1839             then {
1840                 match self.cx.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id) {
1841                     Def::Upvar(local_id, ..) => {
1842                         if local_id == self.var {
1843                             // we are not indexing anything, record that
1844                             self.nonindex = true;
1845                         }
1846                     }
1847                     Def::Local(local_id) =>
1848                     {
1849
1850                         if local_id == self.var {
1851                             self.nonindex = true;
1852                         } else {
1853                             // not the correct variable, but still a variable
1854                             self.referenced.insert(path.segments[0].ident.name);
1855                         }
1856                     }
1857                     _ => {}
1858                 }
1859             }
1860         }
1861
1862         let old = self.prefer_mutable;
1863         match expr.node {
1864             ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, ref rhs) | ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs) => {
1865                 self.prefer_mutable = true;
1866                 self.visit_expr(lhs);
1867                 self.prefer_mutable = false;
1868                 self.visit_expr(rhs);
1869             },
1870             ExprKind::AddrOf(mutbl, ref expr) => {
1871                 if mutbl == MutMutable {
1872                     self.prefer_mutable = true;
1873                 }
1874                 self.visit_expr(expr);
1875             },
1876             ExprKind::Call(ref f, ref args) => {
1877                 self.visit_expr(f);
1878                 for expr in args {
1879                     let ty = self.cx.tables.expr_ty_adjusted(expr);
1880                     self.prefer_mutable = false;
1881                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = ty.sty {
1882                         if mutbl == MutMutable {
1883                             self.prefer_mutable = true;
1884                         }
1885                     }
1886                     self.visit_expr(expr);
1887                 }
1888             },
1889             ExprKind::MethodCall(_, _, ref args) => {
1890                 let def_id = self.cx.tables.type_dependent_defs()[expr.hir_id].def_id();
1891                 for (ty, expr) in self.cx.tcx.fn_sig(def_id).inputs().skip_binder().iter().zip(args) {
1892                     self.prefer_mutable = false;
1893                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = ty.sty {
1894                         if mutbl == MutMutable {
1895                             self.prefer_mutable = true;
1896                         }
1897                     }
1898                     self.visit_expr(expr);
1899                 }
1900             },
1901             ExprKind::Closure(_, _, body_id, ..) => {
1902                 let body = self.cx.tcx.hir().body(body_id);
1903                 self.visit_expr(&body.value);
1904             },
1905             _ => walk_expr(self, expr),
1906         }
1907         self.prefer_mutable = old;
1908     }
1909     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1910         NestedVisitorMap::None
1911     }
1912 }
1913
1914 fn is_used_inside<'a, 'tcx: 'a>(cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>, expr: &'tcx Expr, container: &'tcx Expr) -> bool {
1915     let def_id = match var_def_id(cx, expr) {
1916         Some(id) => id,
1917         None => return false,
1918     };
1919     if let Some(used_mutably) = mutated_variables(container, cx) {
1920         if used_mutably.contains(&def_id) {
1921             return true;
1922         }
1923     }
1924     false
1925 }
1926
1927 fn is_iterator_used_after_while_let<'a, 'tcx: 'a>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, iter_expr: &'tcx Expr) -> bool {
1928     let def_id = match var_def_id(cx, iter_expr) {
1929         Some(id) => id,
1930         None => return false,
1931     };
1932     let mut visitor = VarUsedAfterLoopVisitor {
1933         cx,
1934         def_id,
1935         iter_expr_id: iter_expr.id,
1936         past_while_let: false,
1937         var_used_after_while_let: false,
1938     };
1939     if let Some(enclosing_block) = get_enclosing_block(cx, def_id) {
1940         walk_block(&mut visitor, enclosing_block);
1941     }
1942     visitor.var_used_after_while_let
1943 }
1944
1945 struct VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
1946     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
1947     def_id: NodeId,
1948     iter_expr_id: NodeId,
1949     past_while_let: bool,
1950     var_used_after_while_let: bool,
1951 }
1952
1953 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx> {
1954     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
1955         if self.past_while_let {
1956             if Some(self.def_id) == var_def_id(self.cx, expr) {
1957                 self.var_used_after_while_let = true;
1958             }
1959         } else if self.iter_expr_id == expr.id {
1960             self.past_while_let = true;
1961         }
1962         walk_expr(self, expr);
1963     }
1964     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
1965         NestedVisitorMap::None
1966     }
1967 }
1968
1969 /// Return true if the type of expr is one that provides `IntoIterator` impls
1970 /// for `&T` and `&mut T`, such as `Vec`.
1971 #[rustfmt::skip]
1972 fn is_ref_iterable_type(cx: &LateContext<'_, '_>, e: &Expr) -> bool {
1973     // no walk_ptrs_ty: calling iter() on a reference can make sense because it
1974     // will allow further borrows afterwards
1975     let ty = cx.tables.expr_ty(e);
1976     is_iterable_array(ty, cx) ||
1977     match_type(cx, ty, &paths::VEC) ||
1978     match_type(cx, ty, &paths::LINKED_LIST) ||
1979     match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) ||
1980     match_type(cx, ty, &paths::HASHSET) ||
1981     match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE) ||
1982     match_type(cx, ty, &paths::BINARY_HEAP) ||
1983     match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
1984     match_type(cx, ty, &paths::BTREESET)
1985 }
1986
1987 fn is_iterable_array(ty: Ty<'_>, cx: &LateContext<'_, '_>) -> bool {
1988     // IntoIterator is currently only implemented for array sizes <= 32 in rustc
1989     match ty.sty {
1990         ty::Array(_, n) => (0..=32).contains(&n.assert_usize(cx.tcx).expect("array length")),
1991         _ => false,
1992     }
1993 }
1994
1995 /// If a block begins with a statement (possibly a `let` binding) and has an
1996 /// expression, return it.
1997 fn extract_expr_from_first_stmt(block: &Block) -> Option<&Expr> {
1998     if block.stmts.is_empty() {
1999         return None;
2000     }
2001     if let StmtKind::Local(ref local) = block.stmts[0].node {
2002         if let Some(ref expr) = local.init {
2003             Some(expr)
2004         } else {
2005             None
2006         }
2007     } else {
2008         None
2009     }
2010 }
2011
2012 /// If a block begins with an expression (with or without semicolon), return it.
2013 fn extract_first_expr(block: &Block) -> Option<&Expr> {
2014     match block.expr {
2015         Some(ref expr) if block.stmts.is_empty() => Some(expr),
2016         None if !block.stmts.is_empty() => match block.stmts[0].node {
2017             StmtKind::Expr(ref expr) | StmtKind::Semi(ref expr) => Some(expr),
2018             StmtKind::Local(..) | StmtKind::Item(..) => None,
2019         },
2020         _ => None,
2021     }
2022 }
2023
2024 /// Return true if expr contains a single break expr without destination label
2025 /// and
2026 /// passed expression. The expression may be within a block.
2027 fn is_simple_break_expr(expr: &Expr) -> bool {
2028     match expr.node {
2029         ExprKind::Break(dest, ref passed_expr) if dest.label.is_none() && passed_expr.is_none() => true,
2030         ExprKind::Block(ref b, _) => match extract_first_expr(b) {
2031             Some(subexpr) => is_simple_break_expr(subexpr),
2032             None => false,
2033         },
2034         _ => false,
2035     }
2036 }
2037
2038 // To trigger the EXPLICIT_COUNTER_LOOP lint, a variable must be
2039 // incremented exactly once in the loop body, and initialized to zero
2040 // at the start of the loop.
2041 #[derive(PartialEq)]
2042 enum VarState {
2043     Initial,  // Not examined yet
2044     IncrOnce, // Incremented exactly once, may be a loop counter
2045     Declared, // Declared but not (yet) initialized to zero
2046     Warn,
2047     DontWarn,
2048 }
2049
2050 /// Scan a for loop for variables that are incremented exactly once.
2051 struct IncrementVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
2052     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,       // context reference
2053     states: FxHashMap<NodeId, VarState>, // incremented variables
2054     depth: u32,                          // depth of conditional expressions
2055     done: bool,
2056 }
2057
2058 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IncrementVisitor<'a, 'tcx> {
2059     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
2060         if self.done {
2061             return;
2062         }
2063
2064         // If node is a variable
2065         if let Some(def_id) = var_def_id(self.cx, expr) {
2066             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2067                 let state = self.states.entry(def_id).or_insert(VarState::Initial);
2068
2069                 match parent.node {
2070                     ExprKind::AssignOp(op, ref lhs, ref rhs) => {
2071                         if lhs.id == expr.id {
2072                             if op.node == BinOpKind::Add && is_integer_literal(rhs, 1) {
2073                                 *state = match *state {
2074                                     VarState::Initial if self.depth == 0 => VarState::IncrOnce,
2075                                     _ => VarState::DontWarn,
2076                                 };
2077                             } else {
2078                                 // Assigned some other value
2079                                 *state = VarState::DontWarn;
2080                             }
2081                         }
2082                     },
2083                     ExprKind::Assign(ref lhs, _) if lhs.id == expr.id => *state = VarState::DontWarn,
2084                     ExprKind::AddrOf(mutability, _) if mutability == MutMutable => *state = VarState::DontWarn,
2085                     _ => (),
2086                 }
2087             }
2088         } else if is_loop(expr) || is_conditional(expr) {
2089             self.depth += 1;
2090             walk_expr(self, expr);
2091             self.depth -= 1;
2092             return;
2093         } else if let ExprKind::Continue(_) = expr.node {
2094             self.done = true;
2095             return;
2096         }
2097         walk_expr(self, expr);
2098     }
2099     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2100         NestedVisitorMap::None
2101     }
2102 }
2103
2104 /// Check whether a variable is initialized to zero at the start of a loop.
2105 struct InitializeVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
2106     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>, // context reference
2107     end_expr: &'tcx Expr,          // the for loop. Stop scanning here.
2108     var_id: NodeId,
2109     state: VarState,
2110     name: Option<Name>,
2111     depth: u32, // depth of conditional expressions
2112     past_loop: bool,
2113 }
2114
2115 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for InitializeVisitor<'a, 'tcx> {
2116     fn visit_stmt(&mut self, stmt: &'tcx Stmt) {
2117         // Look for declarations of the variable
2118         if let StmtKind::Local(ref local) = stmt.node {
2119             if local.pat.id == self.var_id {
2120                 if let PatKind::Binding(.., ident, _) = local.pat.node {
2121                     self.name = Some(ident.name);
2122
2123                     self.state = if let Some(ref init) = local.init {
2124                         if is_integer_literal(init, 0) {
2125                             VarState::Warn
2126                         } else {
2127                             VarState::Declared
2128                         }
2129                     } else {
2130                         VarState::Declared
2131                     }
2132                 }
2133             }
2134         }
2135         walk_stmt(self, stmt);
2136     }
2137
2138     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
2139         if self.state == VarState::DontWarn {
2140             return;
2141         }
2142         if SpanlessEq::new(self.cx).eq_expr(&expr, self.end_expr) {
2143             self.past_loop = true;
2144             return;
2145         }
2146         // No need to visit expressions before the variable is
2147         // declared
2148         if self.state == VarState::IncrOnce {
2149             return;
2150         }
2151
2152         // If node is the desired variable, see how it's used
2153         if var_def_id(self.cx, expr) == Some(self.var_id) {
2154             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2155                 match parent.node {
2156                     ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, _) if lhs.id == expr.id => {
2157                         self.state = VarState::DontWarn;
2158                     },
2159                     ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs) if lhs.id == expr.id => {
2160                         self.state = if is_integer_literal(rhs, 0) && self.depth == 0 {
2161                             VarState::Warn
2162                         } else {
2163                             VarState::DontWarn
2164                         }
2165                     },
2166                     ExprKind::AddrOf(mutability, _) if mutability == MutMutable => self.state = VarState::DontWarn,
2167                     _ => (),
2168                 }
2169             }
2170
2171             if self.past_loop {
2172                 self.state = VarState::DontWarn;
2173                 return;
2174             }
2175         } else if !self.past_loop && is_loop(expr) {
2176             self.state = VarState::DontWarn;
2177             return;
2178         } else if is_conditional(expr) {
2179             self.depth += 1;
2180             walk_expr(self, expr);
2181             self.depth -= 1;
2182             return;
2183         }
2184         walk_expr(self, expr);
2185     }
2186     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2187         NestedVisitorMap::None
2188     }
2189 }
2190
2191 fn var_def_id(cx: &LateContext<'_, '_>, expr: &Expr) -> Option<NodeId> {
2192     if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.node {
2193         let path_res = cx.tables.qpath_def(qpath, expr.hir_id);
2194         if let Def::Local(node_id) = path_res {
2195             return Some(node_id);
2196         }
2197     }
2198     None
2199 }
2200
2201 fn is_loop(expr: &Expr) -> bool {
2202     match expr.node {
2203         ExprKind::Loop(..) | ExprKind::While(..) => true,
2204         _ => false,
2205     }
2206 }
2207
2208 fn is_conditional(expr: &Expr) -> bool {
2209     match expr.node {
2210         ExprKind::If(..) | ExprKind::Match(..) => true,
2211         _ => false,
2212     }
2213 }
2214
2215 fn is_nested(cx: &LateContext<'_, '_>, match_expr: &Expr, iter_expr: &Expr) -> bool {
2216     if_chain! {
2217         if let Some(loop_block) = get_enclosing_block(cx, match_expr.id);
2218         if let Some(Node::Expr(loop_expr)) = cx.tcx.hir().find(cx.tcx.hir().get_parent_node(loop_block.id));
2219         then {
2220             return is_loop_nested(cx, loop_expr, iter_expr)
2221         }
2222     }
2223     false
2224 }
2225
2226 fn is_loop_nested(cx: &LateContext<'_, '_>, loop_expr: &Expr, iter_expr: &Expr) -> bool {
2227     let mut id = loop_expr.id;
2228     let iter_name = if let Some(name) = path_name(iter_expr) {
2229         name
2230     } else {
2231         return true;
2232     };
2233     loop {
2234         let parent = cx.tcx.hir().get_parent_node(id);
2235         if parent == id {
2236             return false;
2237         }
2238         match cx.tcx.hir().find(parent) {
2239             Some(Node::Expr(expr)) => match expr.node {
2240                 ExprKind::Loop(..) | ExprKind::While(..) => {
2241                     return true;
2242                 },
2243                 _ => (),
2244             },
2245             Some(Node::Block(block)) => {
2246                 let mut block_visitor = LoopNestVisitor {
2247                     id,
2248                     iterator: iter_name,
2249                     nesting: Unknown,
2250                 };
2251                 walk_block(&mut block_visitor, block);
2252                 if block_visitor.nesting == RuledOut {
2253                     return false;
2254                 }
2255             },
2256             Some(Node::Stmt(_)) => (),
2257             _ => {
2258                 return false;
2259             },
2260         }
2261         id = parent;
2262     }
2263 }
2264
2265 #[derive(PartialEq, Eq)]
2266 enum Nesting {
2267     Unknown,     // no nesting detected yet
2268     RuledOut,    // the iterator is initialized or assigned within scope
2269     LookFurther, // no nesting detected, no further walk required
2270 }
2271
2272 use self::Nesting::{LookFurther, RuledOut, Unknown};
2273
2274 struct LoopNestVisitor {
2275     id: NodeId,
2276     iterator: Name,
2277     nesting: Nesting,
2278 }
2279
2280 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for LoopNestVisitor {
2281     fn visit_stmt(&mut self, stmt: &'tcx Stmt) {
2282         if stmt.id == self.id {
2283             self.nesting = LookFurther;
2284         } else if self.nesting == Unknown {
2285             walk_stmt(self, stmt);
2286         }
2287     }
2288
2289     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr) {
2290         if self.nesting != Unknown {
2291             return;
2292         }
2293         if expr.id == self.id {
2294             self.nesting = LookFurther;
2295             return;
2296         }
2297         match expr.node {
2298             ExprKind::Assign(ref path, _) | ExprKind::AssignOp(_, ref path, _) => {
2299                 if match_var(path, self.iterator) {
2300                     self.nesting = RuledOut;
2301                 }
2302             },
2303             _ => walk_expr(self, expr),
2304         }
2305     }
2306
2307     fn visit_pat(&mut self, pat: &'tcx Pat) {
2308         if self.nesting != Unknown {
2309             return;
2310         }
2311         if let PatKind::Binding(.., span_name, _) = pat.node {
2312             if self.iterator == span_name.name {
2313                 self.nesting = RuledOut;
2314                 return;
2315             }
2316         }
2317         walk_pat(self, pat)
2318     }
2319
2320     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2321         NestedVisitorMap::None
2322     }
2323 }
2324
2325 fn path_name(e: &Expr) -> Option<Name> {
2326     if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = e.node {
2327         let segments = &path.segments;
2328         if segments.len() == 1 {
2329             return Some(segments[0].ident.name);
2330         }
2331     };
2332     None
2333 }
2334
2335 fn check_infinite_loop<'a, 'tcx>(cx: &LateContext<'a, 'tcx>, cond: &'tcx Expr, expr: &'tcx Expr) {
2336     if constant(cx, cx.tables, cond).is_some() {
2337         // A pure constant condition (e.g. while false) is not linted.
2338         return;
2339     }
2340
2341     let mut var_visitor = VarCollectorVisitor {
2342         cx,
2343         ids: FxHashSet::default(),
2344         def_ids: FxHashMap::default(),
2345         skip: false,
2346     };
2347     var_visitor.visit_expr(cond);
2348     if var_visitor.skip {
2349         return;
2350     }
2351     let used_in_condition = &var_visitor.ids;
2352     let no_cond_variable_mutated = if let Some(used_mutably) = mutated_variables(expr, cx) {
2353         used_in_condition.is_disjoint(&used_mutably)
2354     } else {
2355         return;
2356     };
2357     let mutable_static_in_cond = var_visitor.def_ids.iter().any(|(_, v)| *v);
2358     if no_cond_variable_mutated && !mutable_static_in_cond {
2359         span_lint(
2360             cx,
2361             WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
2362             cond.span,
2363             "Variable in the condition are not mutated in the loop body. \
2364              This either leads to an infinite or to a never running loop.",
2365         );
2366     }
2367 }
2368
2369 /// Collects the set of variables in an expression
2370 /// Stops analysis if a function call is found
2371 /// Note: In some cases such as `self`, there are no mutable annotation,
2372 /// All variables definition IDs are collected
2373 struct VarCollectorVisitor<'a, 'tcx: 'a> {
2374     cx: &'a LateContext<'a, 'tcx>,
2375     ids: FxHashSet<NodeId>,
2376     def_ids: FxHashMap<def_id::DefId, bool>,
2377     skip: bool,
2378 }
2379
2380 impl<'a, 'tcx> VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2381     fn insert_def_id(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
2382         if_chain! {
2383             if let ExprKind::Path(ref qpath) = ex.node;
2384             if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
2385             let def = self.cx.tables.qpath_def(qpath, ex.hir_id);
2386             then {
2387                 match def {
2388                     Def::Local(node_id) | Def::Upvar(node_id, ..) => {
2389                         self.ids.insert(node_id);
2390                     },
2391                     Def::Static(def_id, mutable) => {
2392                         self.def_ids.insert(def_id, mutable);
2393                     },
2394                     _ => {},
2395                 }
2396             }
2397         }
2398     }
2399 }
2400
2401 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2402     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr) {
2403         match ex.node {
2404             ExprKind::Path(_) => self.insert_def_id(ex),
2405             // If there is any function/method call… we just stop analysis
2406             ExprKind::Call(..) | ExprKind::MethodCall(..) => self.skip = true,
2407
2408             _ => walk_expr(self, ex),
2409         }
2410     }
2411
2412     fn nested_visit_map<'this>(&'this mut self) -> NestedVisitorMap<'this, 'tcx> {
2413         NestedVisitorMap::None
2414     }
2415 }
2416
2417 const NEEDLESS_COLLECT_MSG: &str = "avoid using `collect()` when not needed";
2418
2419 fn check_needless_collect<'a, 'tcx>(expr: &'tcx Expr, cx: &LateContext<'a, 'tcx>) {
2420     if_chain! {
2421         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args) = expr.node;
2422         if let ExprKind::MethodCall(ref chain_method, _, _) = args[0].node;
2423         if chain_method.ident.name == "collect" && match_trait_method(cx, &args[0], &paths::ITERATOR);
2424         if let Some(ref generic_args) = chain_method.args;
2425         if let Some(GenericArg::Type(ref ty)) = generic_args.args.get(0);
2426         then {
2427             let ty = cx.tables.node_type(ty.hir_id);
2428             if match_type(cx, ty, &paths::VEC) ||
2429                 match_type(cx, ty, &paths::VEC_DEQUE) ||
2430                 match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
2431                 match_type(cx, ty, &paths::HASHMAP) {
2432                 if method.ident.name == "len" {
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(
2436                             span,
2437                             "replace with",
2438                             ".count()".to_string(),
2439                             Applicability::MachineApplicable,
2440                         );
2441                     });
2442                 }
2443                 if method.ident.name == "is_empty" {
2444                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2445                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2446                         db.span_suggestion(
2447                             span,
2448                             "replace with",
2449                             ".next().is_none()".to_string(),
2450                             Applicability::MachineApplicable,
2451                         );
2452                     });
2453                 }
2454                 if method.ident.name == "contains" {
2455                     let contains_arg = snippet(cx, args[1].span, "??");
2456                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2457                     span_lint_and_then(cx, NEEDLESS_COLLECT, span, NEEDLESS_COLLECT_MSG, |db| {
2458                         db.span_suggestion(
2459                             span,
2460                             "replace with",
2461                             format!(
2462                                 ".any(|&x| x == {})",
2463                                 if contains_arg.starts_with('&') { &contains_arg[1..] } else { &contains_arg }
2464                             ),
2465                             Applicability::MachineApplicable,
2466                         );
2467                     });
2468                 }
2469             }
2470         }
2471     }
2472 }
2473
2474 fn shorten_needless_collect_span(expr: &Expr) -> Span {
2475     if_chain! {
2476         if let ExprKind::MethodCall(_, _, ref args) = expr.node;
2477         if let ExprKind::MethodCall(_, ref span, _) = args[0].node;
2478         then {
2479             return expr.span.with_lo(span.lo() - BytePos(1));
2480         }
2481     }
2482     unreachable!()
2483 }