]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - clippy_lints/src/loops.rs
Add linter for a single element for loop
[rust.git] / clippy_lints / src / loops.rs
1 use crate::consts::constant;
2 use crate::utils::paths;
3 use crate::utils::sugg::Sugg;
4 use crate::utils::usage::{is_unused, mutated_variables};
5 use crate::utils::{
6     contains_name, get_enclosing_block, get_parent_expr, get_trait_def_id, has_iter_method, higher, implements_trait,
7     indent_of, is_integer_const, is_no_std_crate, is_refutable, is_type_diagnostic_item, last_path_segment,
8     match_trait_method, match_type, match_var, multispan_sugg, qpath_res, single_segment_path, snippet,
9     snippet_with_applicability, snippet_with_macro_callsite, span_lint, span_lint_and_help, span_lint_and_sugg,
10     span_lint_and_then, sugg, SpanlessEq,
11 };
12 use if_chain::if_chain;
13 use rustc_ast::ast;
14 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
15 use rustc_errors::Applicability;
16 use rustc_hir::def::{DefKind, Res};
17 use rustc_hir::intravisit::{walk_block, walk_expr, walk_pat, walk_stmt, NestedVisitorMap, Visitor};
18 use rustc_hir::{
19     def_id, BinOpKind, BindingAnnotation, Block, BorrowKind, Expr, ExprKind, GenericArg, HirId, InlineAsmOperand,
20     Local, LoopSource, MatchSource, Mutability, Node, Pat, PatKind, QPath, Stmt, StmtKind,
21 };
22 use rustc_infer::infer::TyCtxtInferExt;
23 use rustc_lint::{LateContext, LateLintPass, LintContext};
24 use rustc_middle::hir::map::Map;
25 use rustc_middle::lint::in_external_macro;
26 use rustc_middle::middle::region;
27 use rustc_middle::ty::{self, Ty, TyS};
28 use rustc_session::{declare_lint_pass, declare_tool_lint};
29 use rustc_span::source_map::Span;
30 use rustc_span::symbol::{sym, Ident, Symbol};
31 use rustc_typeck::expr_use_visitor::{ConsumeMode, Delegate, ExprUseVisitor, PlaceBase, PlaceWithHirId};
32 use std::iter::{once, Iterator};
33 use std::mem;
34
35 declare_clippy_lint! {
36     /// **What it does:** Checks for for-loops that manually copy items between
37     /// slices that could be optimized by having a memcpy.
38     ///
39     /// **Why is this bad?** It is not as fast as a memcpy.
40     ///
41     /// **Known problems:** None.
42     ///
43     /// **Example:**
44     /// ```rust
45     /// # let src = vec![1];
46     /// # let mut dst = vec![0; 65];
47     /// for i in 0..src.len() {
48     ///     dst[i + 64] = src[i];
49     /// }
50     /// ```
51     /// Could be written as:
52     /// ```rust
53     /// # let src = vec![1];
54     /// # let mut dst = vec![0; 65];
55     /// dst[64..(src.len() + 64)].clone_from_slice(&src[..]);
56     /// ```
57     pub MANUAL_MEMCPY,
58     perf,
59     "manually copying items between slices"
60 }
61
62 declare_clippy_lint! {
63     /// **What it does:** Checks for looping over the range of `0..len` of some
64     /// collection just to get the values by index.
65     ///
66     /// **Why is this bad?** Just iterating the collection itself makes the intent
67     /// more clear and is probably faster.
68     ///
69     /// **Known problems:** None.
70     ///
71     /// **Example:**
72     /// ```rust
73     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
74     /// for i in 0..vec.len() {
75     ///     println!("{}", vec[i]);
76     /// }
77     /// ```
78     /// Could be written as:
79     /// ```rust
80     /// let vec = vec!['a', 'b', 'c'];
81     /// for i in vec {
82     ///     println!("{}", i);
83     /// }
84     /// ```
85     pub NEEDLESS_RANGE_LOOP,
86     style,
87     "for-looping over a range of indices where an iterator over items would do"
88 }
89
90 declare_clippy_lint! {
91     /// **What it does:** Checks for loops on `x.iter()` where `&x` will do, and
92     /// suggests the latter.
93     ///
94     /// **Why is this bad?** Readability.
95     ///
96     /// **Known problems:** False negatives. We currently only warn on some known
97     /// types.
98     ///
99     /// **Example:**
100     /// ```rust
101     /// // with `y` a `Vec` or slice:
102     /// # let y = vec![1];
103     /// for x in y.iter() {
104     ///     // ..
105     /// }
106     /// ```
107     /// can be rewritten to
108     /// ```rust
109     /// # let y = vec![1];
110     /// for x in &y {
111     ///     // ..
112     /// }
113     /// ```
114     pub EXPLICIT_ITER_LOOP,
115     pedantic,
116     "for-looping over `_.iter()` or `_.iter_mut()` when `&_` or `&mut _` would do"
117 }
118
119 declare_clippy_lint! {
120     /// **What it does:** Checks for loops on `y.into_iter()` where `y` will do, and
121     /// suggests the latter.
122     ///
123     /// **Why is this bad?** Readability.
124     ///
125     /// **Known problems:** None
126     ///
127     /// **Example:**
128     /// ```rust
129     /// # let y = vec![1];
130     /// // with `y` a `Vec` or slice:
131     /// for x in y.into_iter() {
132     ///     // ..
133     /// }
134     /// ```
135     /// can be rewritten to
136     /// ```rust
137     /// # let y = vec![1];
138     /// for x in y {
139     ///     // ..
140     /// }
141     /// ```
142     pub EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
143     pedantic,
144     "for-looping over `_.into_iter()` when `_` would do"
145 }
146
147 declare_clippy_lint! {
148     /// **What it does:** Checks for loops on `x.next()`.
149     ///
150     /// **Why is this bad?** `next()` returns either `Some(value)` if there was a
151     /// value, or `None` otherwise. The insidious thing is that `Option<_>`
152     /// implements `IntoIterator`, so that possibly one value will be iterated,
153     /// leading to some hard to find bugs. No one will want to write such code
154     /// [except to win an Underhanded Rust
155     /// Contest](https://www.reddit.com/r/rust/comments/3hb0wm/underhanded_rust_contest/cu5yuhr).
156     ///
157     /// **Known problems:** None.
158     ///
159     /// **Example:**
160     /// ```ignore
161     /// for x in y.next() {
162     ///     ..
163     /// }
164     /// ```
165     pub ITER_NEXT_LOOP,
166     correctness,
167     "for-looping over `_.next()` which is probably not intended"
168 }
169
170 declare_clippy_lint! {
171     /// **What it does:** Checks for `for` loops over `Option` or `Result` values.
172     ///
173     /// **Why is this bad?** Readability. This is more clearly expressed as an `if
174     /// let`.
175     ///
176     /// **Known problems:** None.
177     ///
178     /// **Example:**
179     /// ```rust
180     /// # let opt = Some(1);
181     ///
182     /// // Bad
183     /// for x in opt {
184     ///     // ..
185     /// }
186     ///
187     /// // Good
188     /// if let Some(x) = opt {
189     ///     // ..
190     /// }
191     /// ```
192     ///
193     /// // or
194     ///
195     /// ```rust
196     /// # let res: Result<i32, std::io::Error> = Ok(1);
197     ///
198     /// // Bad
199     /// for x in &res {
200     ///     // ..
201     /// }
202     ///
203     /// // Good
204     /// if let Ok(x) = res {
205     ///     // ..
206     /// }
207     /// ```
208     pub FOR_LOOPS_OVER_FALLIBLES,
209     correctness,
210     "for-looping over an `Option` or a `Result`, which is more clearly expressed as an `if let`"
211 }
212
213 declare_clippy_lint! {
214     /// **What it does:** Detects `loop + match` combinations that are easier
215     /// written as a `while let` loop.
216     ///
217     /// **Why is this bad?** The `while let` loop is usually shorter and more
218     /// readable.
219     ///
220     /// **Known problems:** Sometimes the wrong binding is displayed (#383).
221     ///
222     /// **Example:**
223     /// ```rust,no_run
224     /// # let y = Some(1);
225     /// loop {
226     ///     let x = match y {
227     ///         Some(x) => x,
228     ///         None => break,
229     ///     };
230     ///     // .. do something with x
231     /// }
232     /// // is easier written as
233     /// while let Some(x) = y {
234     ///     // .. do something with x
235     /// };
236     /// ```
237     pub WHILE_LET_LOOP,
238     complexity,
239     "`loop { if let { ... } else break }`, which can be written as a `while let` loop"
240 }
241
242 declare_clippy_lint! {
243     /// **What it does:** Checks for functions collecting an iterator when collect
244     /// is not needed.
245     ///
246     /// **Why is this bad?** `collect` causes the allocation of a new data structure,
247     /// when this allocation may not be needed.
248     ///
249     /// **Known problems:**
250     /// None
251     ///
252     /// **Example:**
253     /// ```rust
254     /// # let iterator = vec![1].into_iter();
255     /// let len = iterator.clone().collect::<Vec<_>>().len();
256     /// // should be
257     /// let len = iterator.count();
258     /// ```
259     pub NEEDLESS_COLLECT,
260     perf,
261     "collecting an iterator when collect is not needed"
262 }
263
264 declare_clippy_lint! {
265     /// **What it does:** Checks `for` loops over slices with an explicit counter
266     /// and suggests the use of `.enumerate()`.
267     ///
268     /// **Why is it bad?** Using `.enumerate()` makes the intent more clear,
269     /// declutters the code and may be faster in some instances.
270     ///
271     /// **Known problems:** None.
272     ///
273     /// **Example:**
274     /// ```rust
275     /// # let v = vec![1];
276     /// # fn bar(bar: usize, baz: usize) {}
277     /// let mut i = 0;
278     /// for item in &v {
279     ///     bar(i, *item);
280     ///     i += 1;
281     /// }
282     /// ```
283     /// Could be written as
284     /// ```rust
285     /// # let v = vec![1];
286     /// # fn bar(bar: usize, baz: usize) {}
287     /// for (i, item) in v.iter().enumerate() { bar(i, *item); }
288     /// ```
289     pub EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
290     complexity,
291     "for-looping with an explicit counter when `_.enumerate()` would do"
292 }
293
294 declare_clippy_lint! {
295     /// **What it does:** Checks for empty `loop` expressions.
296     ///
297     /// **Why is this bad?** Those busy loops burn CPU cycles without doing
298     /// anything. Think of the environment and either block on something or at least
299     /// make the thread sleep for some microseconds.
300     ///
301     /// **Known problems:** None.
302     ///
303     /// **Example:**
304     /// ```no_run
305     /// loop {}
306     /// ```
307     pub EMPTY_LOOP,
308     style,
309     "empty `loop {}`, which should block or sleep"
310 }
311
312 declare_clippy_lint! {
313     /// **What it does:** Checks for `while let` expressions on iterators.
314     ///
315     /// **Why is this bad?** Readability. A simple `for` loop is shorter and conveys
316     /// the intent better.
317     ///
318     /// **Known problems:** None.
319     ///
320     /// **Example:**
321     /// ```ignore
322     /// while let Some(val) = iter() {
323     ///     ..
324     /// }
325     /// ```
326     pub WHILE_LET_ON_ITERATOR,
327     style,
328     "using a while-let loop instead of a for loop on an iterator"
329 }
330
331 declare_clippy_lint! {
332     /// **What it does:** Checks for iterating a map (`HashMap` or `BTreeMap`) and
333     /// ignoring either the keys or values.
334     ///
335     /// **Why is this bad?** Readability. There are `keys` and `values` methods that
336     /// can be used to express that don't need the values or keys.
337     ///
338     /// **Known problems:** None.
339     ///
340     /// **Example:**
341     /// ```ignore
342     /// for (k, _) in &map {
343     ///     ..
344     /// }
345     /// ```
346     ///
347     /// could be replaced by
348     ///
349     /// ```ignore
350     /// for k in map.keys() {
351     ///     ..
352     /// }
353     /// ```
354     pub FOR_KV_MAP,
355     style,
356     "looping on a map using `iter` when `keys` or `values` would do"
357 }
358
359 declare_clippy_lint! {
360     /// **What it does:** Checks for loops that will always `break`, `return` or
361     /// `continue` an outer loop.
362     ///
363     /// **Why is this bad?** This loop never loops, all it does is obfuscating the
364     /// code.
365     ///
366     /// **Known problems:** None
367     ///
368     /// **Example:**
369     /// ```rust
370     /// loop {
371     ///     ..;
372     ///     break;
373     /// }
374     /// ```
375     pub NEVER_LOOP,
376     correctness,
377     "any loop that will always `break` or `return`"
378 }
379
380 declare_clippy_lint! {
381     /// **What it does:** Checks for loops which have a range bound that is a mutable variable
382     ///
383     /// **Why is this bad?** One might think that modifying the mutable variable changes the loop bounds
384     ///
385     /// **Known problems:** None
386     ///
387     /// **Example:**
388     /// ```rust
389     /// let mut foo = 42;
390     /// for i in 0..foo {
391     ///     foo -= 1;
392     ///     println!("{}", i); // prints numbers from 0 to 42, not 0 to 21
393     /// }
394     /// ```
395     pub MUT_RANGE_BOUND,
396     complexity,
397     "for loop over a range where one of the bounds is a mutable variable"
398 }
399
400 declare_clippy_lint! {
401     /// **What it does:** Checks whether variables used within while loop condition
402     /// can be (and are) mutated in the body.
403     ///
404     /// **Why is this bad?** If the condition is unchanged, entering the body of the loop
405     /// will lead to an infinite loop.
406     ///
407     /// **Known problems:** If the `while`-loop is in a closure, the check for mutation of the
408     /// condition variables in the body can cause false negatives. For example when only `Upvar` `a` is
409     /// in the condition and only `Upvar` `b` gets mutated in the body, the lint will not trigger.
410     ///
411     /// **Example:**
412     /// ```rust
413     /// let i = 0;
414     /// while i > 10 {
415     ///     println!("let me loop forever!");
416     /// }
417     /// ```
418     pub WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
419     correctness,
420     "variables used within while expression are not mutated in the body"
421 }
422
423 declare_clippy_lint! {
424     /// **What it does:** Checks whether a for loop is being used to push a constant
425     /// value into a Vec.
426     ///
427     /// **Why is this bad?** This kind of operation can be expressed more succinctly with
428     /// `vec![item;SIZE]` or `vec.resize(NEW_SIZE, item)` and using these alternatives may also
429     /// have better performance.
430     /// **Known problems:** None
431     ///
432     /// **Example:**
433     /// ```rust
434     /// let item1 = 2;
435     /// let item2 = 3;
436     /// let mut vec: Vec<u8> = Vec::new();
437     /// for _ in 0..20 {
438     ///    vec.push(item1);
439     /// }
440     /// for _ in 0..30 {
441     ///     vec.push(item2);
442     /// }
443     /// ```
444     /// could be written as
445     /// ```rust
446     /// let item1 = 2;
447     /// let item2 = 3;
448     /// let mut vec: Vec<u8> = vec![item1; 20];
449     /// vec.resize(20 + 30, item2);
450     /// ```
451     pub SAME_ITEM_PUSH,
452     style,
453     "the same item is pushed inside of a for loop"
454 }
455
456 declare_clippy_lint! {
457     /// **What it does:** Checks whether a for loop has a single element.
458     ///
459     /// **Why is this bad?** There is no reason to have a loop of a
460     /// single element.
461     /// **Known problems:** None
462     ///
463     /// **Example:**
464     /// ```rust
465     /// let item1 = 2;
466     /// for item in &[item1] {
467     ///     println!("{}", item);
468     /// }
469     /// ```
470     /// could be written as
471     /// ```rust
472     /// let item1 = 2;
473     /// let item = &item1;
474     /// println!("{}", item);
475     /// ```
476     pub SINGLE_ELEMENT_LOOP,
477     complexity,
478     "there is no reason to have a single element loop"
479 }
480
481 declare_lint_pass!(Loops => [
482     MANUAL_MEMCPY,
483     NEEDLESS_RANGE_LOOP,
484     EXPLICIT_ITER_LOOP,
485     EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
486     ITER_NEXT_LOOP,
487     FOR_LOOPS_OVER_FALLIBLES,
488     WHILE_LET_LOOP,
489     NEEDLESS_COLLECT,
490     EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
491     EMPTY_LOOP,
492     WHILE_LET_ON_ITERATOR,
493     FOR_KV_MAP,
494     NEVER_LOOP,
495     MUT_RANGE_BOUND,
496     WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
497     SAME_ITEM_PUSH,
498     SINGLE_ELEMENT_LOOP,
499 ]);
500
501 impl<'tcx> LateLintPass<'tcx> for Loops {
502     #[allow(clippy::too_many_lines)]
503     fn check_expr(&mut self, cx: &LateContext<'tcx>, expr: &'tcx Expr<'_>) {
504         if let Some((pat, arg, body)) = higher::for_loop(expr) {
505             // we don't want to check expanded macros
506             // this check is not at the top of the function
507             // since higher::for_loop expressions are marked as expansions
508             if body.span.from_expansion() {
509                 return;
510             }
511             check_for_loop(cx, pat, arg, body, expr);
512         }
513
514         // we don't want to check expanded macros
515         if expr.span.from_expansion() {
516             return;
517         }
518
519         // check for never_loop
520         if let ExprKind::Loop(ref block, _, _) = expr.kind {
521             match never_loop_block(block, expr.hir_id) {
522                 NeverLoopResult::AlwaysBreak => span_lint(cx, NEVER_LOOP, expr.span, "this loop never actually loops"),
523                 NeverLoopResult::MayContinueMainLoop | NeverLoopResult::Otherwise => (),
524             }
525         }
526
527         // check for `loop { if let {} else break }` that could be `while let`
528         // (also matches an explicit "match" instead of "if let")
529         // (even if the "match" or "if let" is used for declaration)
530         if let ExprKind::Loop(ref block, _, LoopSource::Loop) = expr.kind {
531             // also check for empty `loop {}` statements
532             if block.stmts.is_empty() && block.expr.is_none() && !is_no_std_crate(cx.tcx.hir().krate()) {
533                 span_lint(
534                     cx,
535                     EMPTY_LOOP,
536                     expr.span,
537                     "empty `loop {}` detected. You may want to either use `panic!()` or add \
538                      `std::thread::sleep(..);` to the loop body.",
539                 );
540             }
541
542             // extract the expression from the first statement (if any) in a block
543             let inner_stmt_expr = extract_expr_from_first_stmt(block);
544             // or extract the first expression (if any) from the block
545             if let Some(inner) = inner_stmt_expr.or_else(|| extract_first_expr(block)) {
546                 if let ExprKind::Match(ref matchexpr, ref arms, ref source) = inner.kind {
547                     // ensure "if let" compatible match structure
548                     match *source {
549                         MatchSource::Normal | MatchSource::IfLetDesugar { .. } => {
550                             if arms.len() == 2
551                                 && arms[0].guard.is_none()
552                                 && arms[1].guard.is_none()
553                                 && is_simple_break_expr(&arms[1].body)
554                             {
555                                 if in_external_macro(cx.sess(), expr.span) {
556                                     return;
557                                 }
558
559                                 // NOTE: we used to build a body here instead of using
560                                 // ellipsis, this was removed because:
561                                 // 1) it was ugly with big bodies;
562                                 // 2) it was not indented properly;
563                                 // 3) it wasn’t very smart (see #675).
564                                 let mut applicability = Applicability::HasPlaceholders;
565                                 span_lint_and_sugg(
566                                     cx,
567                                     WHILE_LET_LOOP,
568                                     expr.span,
569                                     "this loop could be written as a `while let` loop",
570                                     "try",
571                                     format!(
572                                         "while let {} = {} {{ .. }}",
573                                         snippet_with_applicability(cx, arms[0].pat.span, "..", &mut applicability),
574                                         snippet_with_applicability(cx, matchexpr.span, "..", &mut applicability),
575                                     ),
576                                     applicability,
577                                 );
578                             }
579                         },
580                         _ => (),
581                     }
582                 }
583             }
584         }
585         if let ExprKind::Match(ref match_expr, ref arms, MatchSource::WhileLetDesugar) = expr.kind {
586             let pat = &arms[0].pat.kind;
587             if let (
588                 &PatKind::TupleStruct(ref qpath, ref pat_args, _),
589                 &ExprKind::MethodCall(ref method_path, _, ref method_args, _),
590             ) = (pat, &match_expr.kind)
591             {
592                 let iter_expr = &method_args[0];
593
594                 // Don't lint when the iterator is recreated on every iteration
595                 if_chain! {
596                     if let ExprKind::MethodCall(..) | ExprKind::Call(..) = iter_expr.kind;
597                     if let Some(iter_def_id) = get_trait_def_id(cx, &paths::ITERATOR);
598                     if implements_trait(cx, cx.typeck_results().expr_ty(iter_expr), iter_def_id, &[]);
599                     then {
600                         return;
601                     }
602                 }
603
604                 let lhs_constructor = last_path_segment(qpath);
605                 if method_path.ident.name == sym!(next)
606                     && match_trait_method(cx, match_expr, &paths::ITERATOR)
607                     && lhs_constructor.ident.name == sym!(Some)
608                     && (pat_args.is_empty()
609                         || !is_refutable(cx, &pat_args[0])
610                             && !is_used_inside(cx, iter_expr, &arms[0].body)
611                             && !is_iterator_used_after_while_let(cx, iter_expr)
612                             && !is_nested(cx, expr, &method_args[0]))
613                 {
614                     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
615                     let iterator = snippet_with_applicability(cx, method_args[0].span, "_", &mut applicability);
616                     let loop_var = if pat_args.is_empty() {
617                         "_".to_string()
618                     } else {
619                         snippet_with_applicability(cx, pat_args[0].span, "_", &mut applicability).into_owned()
620                     };
621                     span_lint_and_sugg(
622                         cx,
623                         WHILE_LET_ON_ITERATOR,
624                         expr.span.with_hi(match_expr.span.hi()),
625                         "this loop could be written as a `for` loop",
626                         "try",
627                         format!("for {} in {}", loop_var, iterator),
628                         applicability,
629                     );
630                 }
631             }
632         }
633
634         if let Some((cond, body)) = higher::while_loop(&expr) {
635             check_infinite_loop(cx, cond, body);
636         }
637
638         check_needless_collect(expr, cx);
639     }
640 }
641
642 enum NeverLoopResult {
643     // A break/return always get triggered but not necessarily for the main loop.
644     AlwaysBreak,
645     // A continue may occur for the main loop.
646     MayContinueMainLoop,
647     Otherwise,
648 }
649
650 #[must_use]
651 fn absorb_break(arg: &NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
652     match *arg {
653         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::Otherwise => NeverLoopResult::Otherwise,
654         NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => NeverLoopResult::MayContinueMainLoop,
655     }
656 }
657
658 // Combine two results for parts that are called in order.
659 #[must_use]
660 fn combine_seq(first: NeverLoopResult, second: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
661     match first {
662         NeverLoopResult::AlwaysBreak | NeverLoopResult::MayContinueMainLoop => first,
663         NeverLoopResult::Otherwise => second,
664     }
665 }
666
667 // Combine two results where both parts are called but not necessarily in order.
668 #[must_use]
669 fn combine_both(left: NeverLoopResult, right: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
670     match (left, right) {
671         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
672             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
673         },
674         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, _) | (_, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
675         (NeverLoopResult::Otherwise, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
676     }
677 }
678
679 // Combine two results where only one of the part may have been executed.
680 #[must_use]
681 fn combine_branches(b1: NeverLoopResult, b2: NeverLoopResult) -> NeverLoopResult {
682     match (b1, b2) {
683         (NeverLoopResult::AlwaysBreak, NeverLoopResult::AlwaysBreak) => NeverLoopResult::AlwaysBreak,
684         (NeverLoopResult::MayContinueMainLoop, _) | (_, NeverLoopResult::MayContinueMainLoop) => {
685             NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
686         },
687         (NeverLoopResult::Otherwise, _) | (_, NeverLoopResult::Otherwise) => NeverLoopResult::Otherwise,
688     }
689 }
690
691 fn never_loop_block(block: &Block<'_>, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
692     let stmts = block.stmts.iter().map(stmt_to_expr);
693     let expr = once(block.expr.as_deref());
694     let mut iter = stmts.chain(expr).filter_map(|e| e);
695     never_loop_expr_seq(&mut iter, main_loop_id)
696 }
697
698 fn stmt_to_expr<'tcx>(stmt: &Stmt<'tcx>) -> Option<&'tcx Expr<'tcx>> {
699     match stmt.kind {
700         StmtKind::Semi(ref e, ..) | StmtKind::Expr(ref e, ..) => Some(e),
701         StmtKind::Local(ref local) => local.init.as_deref(),
702         _ => None,
703     }
704 }
705
706 fn never_loop_expr(expr: &Expr<'_>, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
707     match expr.kind {
708         ExprKind::Box(ref e)
709         | ExprKind::Unary(_, ref e)
710         | ExprKind::Cast(ref e, _)
711         | ExprKind::Type(ref e, _)
712         | ExprKind::Field(ref e, _)
713         | ExprKind::AddrOf(_, _, ref e)
714         | ExprKind::Struct(_, _, Some(ref e))
715         | ExprKind::Repeat(ref e, _)
716         | ExprKind::DropTemps(ref e) => never_loop_expr(e, main_loop_id),
717         ExprKind::Array(ref es) | ExprKind::MethodCall(_, _, ref es, _) | ExprKind::Tup(ref es) => {
718             never_loop_expr_all(&mut es.iter(), main_loop_id)
719         },
720         ExprKind::Call(ref e, ref es) => never_loop_expr_all(&mut once(&**e).chain(es.iter()), main_loop_id),
721         ExprKind::Binary(_, ref e1, ref e2)
722         | ExprKind::Assign(ref e1, ref e2, _)
723         | ExprKind::AssignOp(_, ref e1, ref e2)
724         | ExprKind::Index(ref e1, ref e2) => never_loop_expr_all(&mut [&**e1, &**e2].iter().cloned(), main_loop_id),
725         ExprKind::Loop(ref b, _, _) => {
726             // Break can come from the inner loop so remove them.
727             absorb_break(&never_loop_block(b, main_loop_id))
728         },
729         ExprKind::Match(ref e, ref arms, _) => {
730             let e = never_loop_expr(e, main_loop_id);
731             if arms.is_empty() {
732                 e
733             } else {
734                 let arms = never_loop_expr_branch(&mut arms.iter().map(|a| &*a.body), main_loop_id);
735                 combine_seq(e, arms)
736             }
737         },
738         ExprKind::Block(ref b, _) => never_loop_block(b, main_loop_id),
739         ExprKind::Continue(d) => {
740             let id = d
741                 .target_id
742                 .expect("target ID can only be missing in the presence of compilation errors");
743             if id == main_loop_id {
744                 NeverLoopResult::MayContinueMainLoop
745             } else {
746                 NeverLoopResult::AlwaysBreak
747             }
748         },
749         ExprKind::Break(_, ref e) | ExprKind::Ret(ref e) => e.as_ref().map_or(NeverLoopResult::AlwaysBreak, |e| {
750             combine_seq(never_loop_expr(e, main_loop_id), NeverLoopResult::AlwaysBreak)
751         }),
752         ExprKind::InlineAsm(ref asm) => asm
753             .operands
754             .iter()
755             .map(|o| match o {
756                 InlineAsmOperand::In { expr, .. }
757                 | InlineAsmOperand::InOut { expr, .. }
758                 | InlineAsmOperand::Const { expr }
759                 | InlineAsmOperand::Sym { expr } => never_loop_expr(expr, main_loop_id),
760                 InlineAsmOperand::Out { expr, .. } => never_loop_expr_all(&mut expr.iter(), main_loop_id),
761                 InlineAsmOperand::SplitInOut { in_expr, out_expr, .. } => {
762                     never_loop_expr_all(&mut once(in_expr).chain(out_expr.iter()), main_loop_id)
763                 },
764             })
765             .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_both),
766         ExprKind::Struct(_, _, None)
767         | ExprKind::Yield(_, _)
768         | ExprKind::Closure(_, _, _, _, _)
769         | ExprKind::LlvmInlineAsm(_)
770         | ExprKind::Path(_)
771         | ExprKind::ConstBlock(_)
772         | ExprKind::Lit(_)
773         | ExprKind::Err => NeverLoopResult::Otherwise,
774     }
775 }
776
777 fn never_loop_expr_seq<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr<'a>>>(es: &mut T, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
778     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
779         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_seq)
780 }
781
782 fn never_loop_expr_all<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr<'a>>>(es: &mut T, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
783     es.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
784         .fold(NeverLoopResult::Otherwise, combine_both)
785 }
786
787 fn never_loop_expr_branch<'a, T: Iterator<Item = &'a Expr<'a>>>(e: &mut T, main_loop_id: HirId) -> NeverLoopResult {
788     e.map(|e| never_loop_expr(e, main_loop_id))
789         .fold(NeverLoopResult::AlwaysBreak, combine_branches)
790 }
791
792 fn check_for_loop<'tcx>(
793     cx: &LateContext<'tcx>,
794     pat: &'tcx Pat<'_>,
795     arg: &'tcx Expr<'_>,
796     body: &'tcx Expr<'_>,
797     expr: &'tcx Expr<'_>,
798 ) {
799     let is_manual_memcpy_triggered = detect_manual_memcpy(cx, pat, arg, body, expr);
800     if !is_manual_memcpy_triggered {
801         check_for_loop_range(cx, pat, arg, body, expr);
802         check_for_loop_explicit_counter(cx, pat, arg, body, expr);
803     }
804     check_for_loop_arg(cx, pat, arg, expr);
805     check_for_loop_over_map_kv(cx, pat, arg, body, expr);
806     check_for_mut_range_bound(cx, arg, body);
807     check_for_single_element_loop(cx, pat, arg, body, expr);
808     detect_same_item_push(cx, pat, arg, body, expr);
809 }
810
811 // this function assumes the given expression is a `for` loop.
812 fn get_span_of_entire_for_loop(expr: &Expr<'_>) -> Span {
813     // for some reason this is the only way to get the `Span`
814     // of the entire `for` loop
815     if let ExprKind::Match(_, arms, _) = &expr.kind {
816         arms[0].body.span
817     } else {
818         unreachable!()
819     }
820 }
821
822 fn same_var<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, expr: &Expr<'_>, var: HirId) -> bool {
823     if_chain! {
824         if let ExprKind::Path(qpath) = &expr.kind;
825         if let QPath::Resolved(None, path) = qpath;
826         if path.segments.len() == 1;
827         if let Res::Local(local_id) = qpath_res(cx, qpath, expr.hir_id);
828         then {
829             // our variable!
830             local_id == var
831         } else {
832             false
833         }
834     }
835 }
836
837 /// a wrapper of `Sugg`. Besides what `Sugg` do, this removes unnecessary `0`;
838 /// and also, it avoids subtracting a variable from the same one by replacing it with `0`.
839 /// it exists for the convenience of the overloaded operators while normal functions can do the
840 /// same.
841 #[derive(Clone)]
842 struct MinifyingSugg<'a>(Sugg<'a>);
843
844 impl<'a> MinifyingSugg<'a> {
845     fn as_str(&self) -> &str {
846         let Sugg::NonParen(s) | Sugg::MaybeParen(s) | Sugg::BinOp(_, s) = &self.0;
847         s.as_ref()
848     }
849
850     fn into_sugg(self) -> Sugg<'a> {
851         self.0
852     }
853 }
854
855 impl<'a> From<Sugg<'a>> for MinifyingSugg<'a> {
856     fn from(sugg: Sugg<'a>) -> Self {
857         Self(sugg)
858     }
859 }
860
861 impl std::ops::Add for &MinifyingSugg<'static> {
862     type Output = MinifyingSugg<'static>;
863     fn add(self, rhs: &MinifyingSugg<'static>) -> MinifyingSugg<'static> {
864         match (self.as_str(), rhs.as_str()) {
865             ("0", _) => rhs.clone(),
866             (_, "0") => self.clone(),
867             (_, _) => (&self.0 + &rhs.0).into(),
868         }
869     }
870 }
871
872 impl std::ops::Sub for &MinifyingSugg<'static> {
873     type Output = MinifyingSugg<'static>;
874     fn sub(self, rhs: &MinifyingSugg<'static>) -> MinifyingSugg<'static> {
875         match (self.as_str(), rhs.as_str()) {
876             (_, "0") => self.clone(),
877             ("0", _) => (-rhs.0.clone()).into(),
878             (x, y) if x == y => sugg::ZERO.into(),
879             (_, _) => (&self.0 - &rhs.0).into(),
880         }
881     }
882 }
883
884 impl std::ops::Add<&MinifyingSugg<'static>> for MinifyingSugg<'static> {
885     type Output = MinifyingSugg<'static>;
886     fn add(self, rhs: &MinifyingSugg<'static>) -> MinifyingSugg<'static> {
887         match (self.as_str(), rhs.as_str()) {
888             ("0", _) => rhs.clone(),
889             (_, "0") => self,
890             (_, _) => (self.0 + &rhs.0).into(),
891         }
892     }
893 }
894
895 impl std::ops::Sub<&MinifyingSugg<'static>> for MinifyingSugg<'static> {
896     type Output = MinifyingSugg<'static>;
897     fn sub(self, rhs: &MinifyingSugg<'static>) -> MinifyingSugg<'static> {
898         match (self.as_str(), rhs.as_str()) {
899             (_, "0") => self,
900             ("0", _) => (-rhs.0.clone()).into(),
901             (x, y) if x == y => sugg::ZERO.into(),
902             (_, _) => (self.0 - &rhs.0).into(),
903         }
904     }
905 }
906
907 /// a wrapper around `MinifyingSugg`, which carries a operator like currying
908 /// so that the suggested code become more efficient (e.g. `foo + -bar` `foo - bar`).
909 struct Offset {
910     value: MinifyingSugg<'static>,
911     sign: OffsetSign,
912 }
913
914 #[derive(Clone, Copy)]
915 enum OffsetSign {
916     Positive,
917     Negative,
918 }
919
920 impl Offset {
921     fn negative(value: Sugg<'static>) -> Self {
922         Self {
923             value: value.into(),
924             sign: OffsetSign::Negative,
925         }
926     }
927
928     fn positive(value: Sugg<'static>) -> Self {
929         Self {
930             value: value.into(),
931             sign: OffsetSign::Positive,
932         }
933     }
934
935     fn empty() -> Self {
936         Self::positive(sugg::ZERO)
937     }
938 }
939
940 fn apply_offset(lhs: &MinifyingSugg<'static>, rhs: &Offset) -> MinifyingSugg<'static> {
941     match rhs.sign {
942         OffsetSign::Positive => lhs + &rhs.value,
943         OffsetSign::Negative => lhs - &rhs.value,
944     }
945 }
946
947 #[derive(Debug, Clone, Copy)]
948 enum StartKind<'hir> {
949     Range,
950     Counter { initializer: &'hir Expr<'hir> },
951 }
952
953 struct IndexExpr<'hir> {
954     base: &'hir Expr<'hir>,
955     idx: StartKind<'hir>,
956     idx_offset: Offset,
957 }
958
959 struct Start<'hir> {
960     id: HirId,
961     kind: StartKind<'hir>,
962 }
963
964 fn is_slice_like<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, ty: Ty<'_>) -> bool {
965     let is_slice = match ty.kind() {
966         ty::Ref(_, subty, _) => is_slice_like(cx, subty),
967         ty::Slice(..) | ty::Array(..) => true,
968         _ => false,
969     };
970
971     is_slice || is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(vec_type)) || is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(vecdeque_type))
972 }
973
974 fn fetch_cloned_expr<'tcx>(expr: &'tcx Expr<'tcx>) -> &'tcx Expr<'tcx> {
975     if_chain! {
976         if let ExprKind::MethodCall(method, _, args, _) = expr.kind;
977         if method.ident.name == sym!(clone);
978         if args.len() == 1;
979         if let Some(arg) = args.get(0);
980         then { arg } else { expr }
981     }
982 }
983
984 fn get_details_from_idx<'tcx>(
985     cx: &LateContext<'tcx>,
986     idx: &Expr<'_>,
987     starts: &[Start<'tcx>],
988 ) -> Option<(StartKind<'tcx>, Offset)> {
989     fn get_start<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, e: &Expr<'_>, starts: &[Start<'tcx>]) -> Option<StartKind<'tcx>> {
990         starts.iter().find_map(|start| {
991             if same_var(cx, e, start.id) {
992                 Some(start.kind)
993             } else {
994                 None
995             }
996         })
997     }
998
999     fn get_offset<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, e: &Expr<'_>, starts: &[Start<'tcx>]) -> Option<Sugg<'static>> {
1000         match &e.kind {
1001             ExprKind::Lit(l) => match l.node {
1002                 ast::LitKind::Int(x, _ty) => Some(Sugg::NonParen(x.to_string().into())),
1003                 _ => None,
1004             },
1005             ExprKind::Path(..) if get_start(cx, e, starts).is_none() => Some(Sugg::hir(cx, e, "???")),
1006             _ => None,
1007         }
1008     }
1009
1010     match idx.kind {
1011         ExprKind::Binary(op, lhs, rhs) => match op.node {
1012             BinOpKind::Add => {
1013                 let offset_opt = get_start(cx, lhs, starts)
1014                     .and_then(|s| get_offset(cx, rhs, starts).map(|o| (s, o)))
1015                     .or_else(|| get_start(cx, rhs, starts).and_then(|s| get_offset(cx, lhs, starts).map(|o| (s, o))));
1016
1017                 offset_opt.map(|(s, o)| (s, Offset::positive(o)))
1018             },
1019             BinOpKind::Sub => {
1020                 get_start(cx, lhs, starts).and_then(|s| get_offset(cx, rhs, starts).map(|o| (s, Offset::negative(o))))
1021             },
1022             _ => None,
1023         },
1024         ExprKind::Path(..) => get_start(cx, idx, starts).map(|s| (s, Offset::empty())),
1025         _ => None,
1026     }
1027 }
1028
1029 fn get_assignment<'tcx>(e: &'tcx Expr<'tcx>) -> Option<(&'tcx Expr<'tcx>, &'tcx Expr<'tcx>)> {
1030     if let ExprKind::Assign(lhs, rhs, _) = e.kind {
1031         Some((lhs, rhs))
1032     } else {
1033         None
1034     }
1035 }
1036
1037 /// Get assignments from the given block.
1038 /// The returned iterator yields `None` if no assignment expressions are there,
1039 /// filtering out the increments of the given whitelisted loop counters;
1040 /// because its job is to make sure there's nothing other than assignments and the increments.
1041 fn get_assignments<'a: 'c, 'tcx: 'c, 'c>(
1042     cx: &'a LateContext<'tcx>,
1043     Block { stmts, expr, .. }: &'tcx Block<'tcx>,
1044     loop_counters: &'c [Start<'tcx>],
1045 ) -> impl Iterator<Item = Option<(&'tcx Expr<'tcx>, &'tcx Expr<'tcx>)>> + 'c {
1046     // As the `filter` and `map` below do different things, I think putting together
1047     // just increases complexity. (cc #3188 and #4193)
1048     #[allow(clippy::filter_map)]
1049     stmts
1050         .iter()
1051         .filter_map(move |stmt| match stmt.kind {
1052             StmtKind::Local(..) | StmtKind::Item(..) => None,
1053             StmtKind::Expr(e) | StmtKind::Semi(e) => Some(e),
1054         })
1055         .chain((*expr).into_iter())
1056         .filter(move |e| {
1057             if let ExprKind::AssignOp(_, place, _) = e.kind {
1058                 !loop_counters
1059                     .iter()
1060                     // skip the first item which should be `StartKind::Range`
1061                     // this makes it possible to use the slice with `StartKind::Range` in the same iterator loop.
1062                     .skip(1)
1063                     .any(|counter| same_var(cx, place, counter.id))
1064             } else {
1065                 true
1066             }
1067         })
1068         .map(get_assignment)
1069 }
1070
1071 fn get_loop_counters<'a, 'tcx>(
1072     cx: &'a LateContext<'tcx>,
1073     body: &'tcx Block<'tcx>,
1074     expr: &'tcx Expr<'_>,
1075 ) -> Option<impl Iterator<Item = Start<'tcx>> + 'a> {
1076     // Look for variables that are incremented once per loop iteration.
1077     let mut increment_visitor = IncrementVisitor::new(cx);
1078     walk_block(&mut increment_visitor, body);
1079
1080     // For each candidate, check the parent block to see if
1081     // it's initialized to zero at the start of the loop.
1082     get_enclosing_block(&cx, expr.hir_id).and_then(|block| {
1083         increment_visitor
1084             .into_results()
1085             .filter_map(move |var_id| {
1086                 let mut initialize_visitor = InitializeVisitor::new(cx, expr, var_id);
1087                 walk_block(&mut initialize_visitor, block);
1088
1089                 initialize_visitor.get_result().map(|(_, initializer)| Start {
1090                     id: var_id,
1091                     kind: StartKind::Counter { initializer },
1092                 })
1093             })
1094             .into()
1095     })
1096 }
1097
1098 fn build_manual_memcpy_suggestion<'tcx>(
1099     cx: &LateContext<'tcx>,
1100     start: &Expr<'_>,
1101     end: &Expr<'_>,
1102     limits: ast::RangeLimits,
1103     dst: &IndexExpr<'_>,
1104     src: &IndexExpr<'_>,
1105 ) -> String {
1106     fn print_offset(offset: MinifyingSugg<'static>) -> MinifyingSugg<'static> {
1107         if offset.as_str() == "0" {
1108             sugg::EMPTY.into()
1109         } else {
1110             offset
1111         }
1112     }
1113
1114     let print_limit = |end: &Expr<'_>, end_str: &str, base: &Expr<'_>, sugg: MinifyingSugg<'static>| {
1115         if_chain! {
1116             if let ExprKind::MethodCall(method, _, len_args, _) = end.kind;
1117             if method.ident.name == sym!(len);
1118             if len_args.len() == 1;
1119             if let Some(arg) = len_args.get(0);
1120             if var_def_id(cx, arg) == var_def_id(cx, base);
1121             then {
1122                 if sugg.as_str() == end_str {
1123                     sugg::EMPTY.into()
1124                 } else {
1125                     sugg
1126                 }
1127             } else {
1128                 match limits {
1129                     ast::RangeLimits::Closed => {
1130                         sugg + &sugg::ONE.into()
1131                     },
1132                     ast::RangeLimits::HalfOpen => sugg,
1133                 }
1134             }
1135         }
1136     };
1137
1138     let start_str = Sugg::hir(cx, start, "").into();
1139     let end_str: MinifyingSugg<'_> = Sugg::hir(cx, end, "").into();
1140
1141     let print_offset_and_limit = |idx_expr: &IndexExpr<'_>| match idx_expr.idx {
1142         StartKind::Range => (
1143             print_offset(apply_offset(&start_str, &idx_expr.idx_offset)).into_sugg(),
1144             print_limit(
1145                 end,
1146                 end_str.as_str(),
1147                 idx_expr.base,
1148                 apply_offset(&end_str, &idx_expr.idx_offset),
1149             )
1150             .into_sugg(),
1151         ),
1152         StartKind::Counter { initializer } => {
1153             let counter_start = Sugg::hir(cx, initializer, "").into();
1154             (
1155                 print_offset(apply_offset(&counter_start, &idx_expr.idx_offset)).into_sugg(),
1156                 print_limit(
1157                     end,
1158                     end_str.as_str(),
1159                     idx_expr.base,
1160                     apply_offset(&end_str, &idx_expr.idx_offset) + &counter_start - &start_str,
1161                 )
1162                 .into_sugg(),
1163             )
1164         },
1165     };
1166
1167     let (dst_offset, dst_limit) = print_offset_and_limit(&dst);
1168     let (src_offset, src_limit) = print_offset_and_limit(&src);
1169
1170     let dst_base_str = snippet(cx, dst.base.span, "???");
1171     let src_base_str = snippet(cx, src.base.span, "???");
1172
1173     let dst = if dst_offset == sugg::EMPTY && dst_limit == sugg::EMPTY {
1174         dst_base_str
1175     } else {
1176         format!(
1177             "{}[{}..{}]",
1178             dst_base_str,
1179             dst_offset.maybe_par(),
1180             dst_limit.maybe_par()
1181         )
1182         .into()
1183     };
1184
1185     format!(
1186         "{}.clone_from_slice(&{}[{}..{}]);",
1187         dst,
1188         src_base_str,
1189         src_offset.maybe_par(),
1190         src_limit.maybe_par()
1191     )
1192 }
1193
1194 /// Checks for for loops that sequentially copy items from one slice-like
1195 /// object to another.
1196 fn detect_manual_memcpy<'tcx>(
1197     cx: &LateContext<'tcx>,
1198     pat: &'tcx Pat<'_>,
1199     arg: &'tcx Expr<'_>,
1200     body: &'tcx Expr<'_>,
1201     expr: &'tcx Expr<'_>,
1202 ) -> bool {
1203     if let Some(higher::Range {
1204         start: Some(start),
1205         end: Some(end),
1206         limits,
1207     }) = higher::range(arg)
1208     {
1209         // the var must be a single name
1210         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, _, _) = pat.kind {
1211             let mut starts = vec![Start {
1212                 id: canonical_id,
1213                 kind: StartKind::Range,
1214             }];
1215
1216             // This is one of few ways to return different iterators
1217             // derived from: https://stackoverflow.com/questions/29760668/conditionally-iterate-over-one-of-several-possible-iterators/52064434#52064434
1218             let mut iter_a = None;
1219             let mut iter_b = None;
1220
1221             if let ExprKind::Block(block, _) = body.kind {
1222                 if let Some(loop_counters) = get_loop_counters(cx, block, expr) {
1223                     starts.extend(loop_counters);
1224                 }
1225                 iter_a = Some(get_assignments(cx, block, &starts));
1226             } else {
1227                 iter_b = Some(get_assignment(body));
1228             }
1229
1230             let assignments = iter_a.into_iter().flatten().chain(iter_b.into_iter());
1231
1232             let big_sugg = assignments
1233                 // The only statements in the for loops can be indexed assignments from
1234                 // indexed retrievals (except increments of loop counters).
1235                 .map(|o| {
1236                     o.and_then(|(lhs, rhs)| {
1237                         let rhs = fetch_cloned_expr(rhs);
1238                         if_chain! {
1239                             if let ExprKind::Index(base_left, idx_left) = lhs.kind;
1240                             if let ExprKind::Index(base_right, idx_right) = rhs.kind;
1241                             if is_slice_like(cx, cx.typeck_results().expr_ty(base_left))
1242                                 && is_slice_like(cx, cx.typeck_results().expr_ty(base_right));
1243                             if let Some((start_left, offset_left)) = get_details_from_idx(cx, &idx_left, &starts);
1244                             if let Some((start_right, offset_right)) = get_details_from_idx(cx, &idx_right, &starts);
1245
1246                             // Source and destination must be different
1247                             if var_def_id(cx, base_left) != var_def_id(cx, base_right);
1248                             then {
1249                                 Some((IndexExpr { base: base_left, idx: start_left, idx_offset: offset_left },
1250                                     IndexExpr { base: base_right, idx: start_right, idx_offset: offset_right }))
1251                             } else {
1252                                 None
1253                             }
1254                         }
1255                     })
1256                 })
1257                 .map(|o| o.map(|(dst, src)| build_manual_memcpy_suggestion(cx, start, end, limits, &dst, &src)))
1258                 .collect::<Option<Vec<_>>>()
1259                 .filter(|v| !v.is_empty())
1260                 .map(|v| v.join("\n    "));
1261
1262             if let Some(big_sugg) = big_sugg {
1263                 span_lint_and_sugg(
1264                     cx,
1265                     MANUAL_MEMCPY,
1266                     get_span_of_entire_for_loop(expr),
1267                     "it looks like you're manually copying between slices",
1268                     "try replacing the loop by",
1269                     big_sugg,
1270                     Applicability::Unspecified,
1271                 );
1272                 return true;
1273             }
1274         }
1275     }
1276     false
1277 }
1278
1279 // Scans the body of the for loop and determines whether lint should be given
1280 struct SameItemPushVisitor<'a, 'tcx> {
1281     should_lint: bool,
1282     // this field holds the last vec push operation visited, which should be the only push seen
1283     vec_push: Option<(&'tcx Expr<'tcx>, &'tcx Expr<'tcx>)>,
1284     cx: &'a LateContext<'tcx>,
1285 }
1286
1287 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for SameItemPushVisitor<'a, 'tcx> {
1288     type Map = Map<'tcx>;
1289
1290     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
1291         match &expr.kind {
1292             // Non-determinism may occur ... don't give a lint
1293             ExprKind::Loop(_, _, _) | ExprKind::Match(_, _, _) => self.should_lint = false,
1294             ExprKind::Block(block, _) => self.visit_block(block),
1295             _ => {},
1296         }
1297     }
1298
1299     fn visit_block(&mut self, b: &'tcx Block<'_>) {
1300         for stmt in b.stmts.iter() {
1301             self.visit_stmt(stmt);
1302         }
1303     }
1304
1305     fn visit_stmt(&mut self, s: &'tcx Stmt<'_>) {
1306         let vec_push_option = get_vec_push(self.cx, s);
1307         if vec_push_option.is_none() {
1308             // Current statement is not a push so visit inside
1309             match &s.kind {
1310                 StmtKind::Expr(expr) | StmtKind::Semi(expr) => self.visit_expr(&expr),
1311                 _ => {},
1312             }
1313         } else {
1314             // Current statement is a push ...check whether another
1315             // push had been previously done
1316             if self.vec_push.is_none() {
1317                 self.vec_push = vec_push_option;
1318             } else {
1319                 // There are multiple pushes ... don't lint
1320                 self.should_lint = false;
1321             }
1322         }
1323     }
1324
1325     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1326         NestedVisitorMap::None
1327     }
1328 }
1329
1330 // Given some statement, determine if that statement is a push on a Vec. If it is, return
1331 // the Vec being pushed into and the item being pushed
1332 fn get_vec_push<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, stmt: &'tcx Stmt<'_>) -> Option<(&'tcx Expr<'tcx>, &'tcx Expr<'tcx>)> {
1333     if_chain! {
1334             // Extract method being called
1335             if let StmtKind::Semi(semi_stmt) = &stmt.kind;
1336             if let ExprKind::MethodCall(path, _, args, _) = &semi_stmt.kind;
1337             // Figure out the parameters for the method call
1338             if let Some(self_expr) = args.get(0);
1339             if let Some(pushed_item) = args.get(1);
1340             // Check that the method being called is push() on a Vec
1341             if is_type_diagnostic_item(cx, cx.typeck_results().expr_ty(self_expr), sym!(vec_type));
1342             if path.ident.name.as_str() == "push";
1343             then {
1344                 return Some((self_expr, pushed_item))
1345             }
1346     }
1347     None
1348 }
1349
1350 /// Detects for loop pushing the same item into a Vec
1351 fn detect_same_item_push<'tcx>(
1352     cx: &LateContext<'tcx>,
1353     pat: &'tcx Pat<'_>,
1354     _: &'tcx Expr<'_>,
1355     body: &'tcx Expr<'_>,
1356     _: &'tcx Expr<'_>,
1357 ) {
1358     fn emit_lint(cx: &LateContext<'_>, vec: &Expr<'_>, pushed_item: &Expr<'_>) {
1359         let vec_str = snippet_with_macro_callsite(cx, vec.span, "");
1360         let item_str = snippet_with_macro_callsite(cx, pushed_item.span, "");
1361
1362         span_lint_and_help(
1363             cx,
1364             SAME_ITEM_PUSH,
1365             vec.span,
1366             "it looks like the same item is being pushed into this Vec",
1367             None,
1368             &format!(
1369                 "try using vec![{};SIZE] or {}.resize(NEW_SIZE, {})",
1370                 item_str, vec_str, item_str
1371             ),
1372         )
1373     }
1374
1375     if !matches!(pat.kind, PatKind::Wild) {
1376         return;
1377     }
1378
1379     // Determine whether it is safe to lint the body
1380     let mut same_item_push_visitor = SameItemPushVisitor {
1381         should_lint: true,
1382         vec_push: None,
1383         cx,
1384     };
1385     walk_expr(&mut same_item_push_visitor, body);
1386     if same_item_push_visitor.should_lint {
1387         if let Some((vec, pushed_item)) = same_item_push_visitor.vec_push {
1388             let vec_ty = cx.typeck_results().expr_ty(vec);
1389             let ty = vec_ty.walk().nth(1).unwrap().expect_ty();
1390             if cx
1391                 .tcx
1392                 .lang_items()
1393                 .clone_trait()
1394                 .map_or(false, |id| implements_trait(cx, ty, id, &[]))
1395             {
1396                 // Make sure that the push does not involve possibly mutating values
1397                 match pushed_item.kind {
1398                     ExprKind::Path(ref qpath) => {
1399                         match qpath_res(cx, qpath, pushed_item.hir_id) {
1400                             // immutable bindings that are initialized with literal or constant
1401                             Res::Local(hir_id) => {
1402                                 if_chain! {
1403                                     let node = cx.tcx.hir().get(hir_id);
1404                                     if let Node::Binding(pat) = node;
1405                                     if let PatKind::Binding(bind_ann, ..) = pat.kind;
1406                                     if !matches!(bind_ann, BindingAnnotation::RefMut | BindingAnnotation::Mutable);
1407                                     let parent_node = cx.tcx.hir().get_parent_node(hir_id);
1408                                     if let Some(Node::Local(parent_let_expr)) = cx.tcx.hir().find(parent_node);
1409                                     if let Some(init) = parent_let_expr.init;
1410                                     then {
1411                                         match init.kind {
1412                                             // immutable bindings that are initialized with literal
1413                                             ExprKind::Lit(..) => emit_lint(cx, vec, pushed_item),
1414                                             // immutable bindings that are initialized with constant
1415                                             ExprKind::Path(ref path) => {
1416                                                 if let Res::Def(DefKind::Const, ..) = qpath_res(cx, path, init.hir_id) {
1417                                                     emit_lint(cx, vec, pushed_item);
1418                                                 }
1419                                             }
1420                                             _ => {},
1421                                         }
1422                                     }
1423                                 }
1424                             },
1425                             // constant
1426                             Res::Def(DefKind::Const, ..) => emit_lint(cx, vec, pushed_item),
1427                             _ => {},
1428                         }
1429                     },
1430                     ExprKind::Lit(..) => emit_lint(cx, vec, pushed_item),
1431                     _ => {},
1432                 }
1433             }
1434         }
1435     }
1436 }
1437
1438 /// Checks for looping over a range and then indexing a sequence with it.
1439 /// The iteratee must be a range literal.
1440 #[allow(clippy::too_many_lines)]
1441 fn check_for_loop_range<'tcx>(
1442     cx: &LateContext<'tcx>,
1443     pat: &'tcx Pat<'_>,
1444     arg: &'tcx Expr<'_>,
1445     body: &'tcx Expr<'_>,
1446     expr: &'tcx Expr<'_>,
1447 ) {
1448     if let Some(higher::Range {
1449         start: Some(start),
1450         ref end,
1451         limits,
1452     }) = higher::range(arg)
1453     {
1454         // the var must be a single name
1455         if let PatKind::Binding(_, canonical_id, ident, _) = pat.kind {
1456             let mut visitor = VarVisitor {
1457                 cx,
1458                 var: canonical_id,
1459                 indexed_mut: FxHashSet::default(),
1460                 indexed_indirectly: FxHashMap::default(),
1461                 indexed_directly: FxHashMap::default(),
1462                 referenced: FxHashSet::default(),
1463                 nonindex: false,
1464                 prefer_mutable: false,
1465             };
1466             walk_expr(&mut visitor, body);
1467
1468             // linting condition: we only indexed one variable, and indexed it directly
1469             if visitor.indexed_indirectly.is_empty() && visitor.indexed_directly.len() == 1 {
1470                 let (indexed, (indexed_extent, indexed_ty)) = visitor
1471                     .indexed_directly
1472                     .into_iter()
1473                     .next()
1474                     .expect("already checked that we have exactly 1 element");
1475
1476                 // ensure that the indexed variable was declared before the loop, see #601
1477                 if let Some(indexed_extent) = indexed_extent {
1478                     let parent_id = cx.tcx.hir().get_parent_item(expr.hir_id);
1479                     let parent_def_id = cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
1480                     let region_scope_tree = cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id);
1481                     let pat_extent = region_scope_tree.var_scope(pat.hir_id.local_id);
1482                     if region_scope_tree.is_subscope_of(indexed_extent, pat_extent) {
1483                         return;
1484                     }
1485                 }
1486
1487                 // don't lint if the container that is indexed does not have .iter() method
1488                 let has_iter = has_iter_method(cx, indexed_ty);
1489                 if has_iter.is_none() {
1490                     return;
1491                 }
1492
1493                 // don't lint if the container that is indexed into is also used without
1494                 // indexing
1495                 if visitor.referenced.contains(&indexed) {
1496                     return;
1497                 }
1498
1499                 let starts_at_zero = is_integer_const(cx, start, 0);
1500
1501                 let skip = if starts_at_zero {
1502                     String::new()
1503                 } else if visitor.indexed_mut.contains(&indexed) && contains_name(indexed, start) {
1504                     return;
1505                 } else {
1506                     format!(".skip({})", snippet(cx, start.span, ".."))
1507                 };
1508
1509                 let mut end_is_start_plus_val = false;
1510
1511                 let take = if let Some(end) = *end {
1512                     let mut take_expr = end;
1513
1514                     if let ExprKind::Binary(ref op, ref left, ref right) = end.kind {
1515                         if let BinOpKind::Add = op.node {
1516                             let start_equal_left = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, left);
1517                             let start_equal_right = SpanlessEq::new(cx).eq_expr(start, right);
1518
1519                             if start_equal_left {
1520                                 take_expr = right;
1521                             } else if start_equal_right {
1522                                 take_expr = left;
1523                             }
1524
1525                             end_is_start_plus_val = start_equal_left | start_equal_right;
1526                         }
1527                     }
1528
1529                     if is_len_call(end, indexed) || is_end_eq_array_len(cx, end, limits, indexed_ty) {
1530                         String::new()
1531                     } else if visitor.indexed_mut.contains(&indexed) && contains_name(indexed, take_expr) {
1532                         return;
1533                     } else {
1534                         match limits {
1535                             ast::RangeLimits::Closed => {
1536                                 let take_expr = sugg::Sugg::hir(cx, take_expr, "<count>");
1537                                 format!(".take({})", take_expr + sugg::ONE)
1538                             },
1539                             ast::RangeLimits::HalfOpen => format!(".take({})", snippet(cx, take_expr.span, "..")),
1540                         }
1541                     }
1542                 } else {
1543                     String::new()
1544                 };
1545
1546                 let (ref_mut, method) = if visitor.indexed_mut.contains(&indexed) {
1547                     ("mut ", "iter_mut")
1548                 } else {
1549                     ("", "iter")
1550                 };
1551
1552                 let take_is_empty = take.is_empty();
1553                 let mut method_1 = take;
1554                 let mut method_2 = skip;
1555
1556                 if end_is_start_plus_val {
1557                     mem::swap(&mut method_1, &mut method_2);
1558                 }
1559
1560                 if visitor.nonindex {
1561                     span_lint_and_then(
1562                         cx,
1563                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1564                         expr.span,
1565                         &format!("the loop variable `{}` is used to index `{}`", ident.name, indexed),
1566                         |diag| {
1567                             multispan_sugg(
1568                                 diag,
1569                                 "consider using an iterator",
1570                                 vec![
1571                                     (pat.span, format!("({}, <item>)", ident.name)),
1572                                     (
1573                                         arg.span,
1574                                         format!("{}.{}().enumerate(){}{}", indexed, method, method_1, method_2),
1575                                     ),
1576                                 ],
1577                             );
1578                         },
1579                     );
1580                 } else {
1581                     let repl = if starts_at_zero && take_is_empty {
1582                         format!("&{}{}", ref_mut, indexed)
1583                     } else {
1584                         format!("{}.{}(){}{}", indexed, method, method_1, method_2)
1585                     };
1586
1587                     span_lint_and_then(
1588                         cx,
1589                         NEEDLESS_RANGE_LOOP,
1590                         expr.span,
1591                         &format!(
1592                             "the loop variable `{}` is only used to index `{}`.",
1593                             ident.name, indexed
1594                         ),
1595                         |diag| {
1596                             multispan_sugg(
1597                                 diag,
1598                                 "consider using an iterator",
1599                                 vec![(pat.span, "<item>".to_string()), (arg.span, repl)],
1600                             );
1601                         },
1602                     );
1603                 }
1604             }
1605         }
1606     }
1607 }
1608
1609 fn is_len_call(expr: &Expr<'_>, var: Symbol) -> bool {
1610     if_chain! {
1611         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref len_args, _) = expr.kind;
1612         if len_args.len() == 1;
1613         if method.ident.name == sym!(len);
1614         if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = len_args[0].kind;
1615         if path.segments.len() == 1;
1616         if path.segments[0].ident.name == var;
1617         then {
1618             return true;
1619         }
1620     }
1621
1622     false
1623 }
1624
1625 fn is_end_eq_array_len<'tcx>(
1626     cx: &LateContext<'tcx>,
1627     end: &Expr<'_>,
1628     limits: ast::RangeLimits,
1629     indexed_ty: Ty<'tcx>,
1630 ) -> bool {
1631     if_chain! {
1632         if let ExprKind::Lit(ref lit) = end.kind;
1633         if let ast::LitKind::Int(end_int, _) = lit.node;
1634         if let ty::Array(_, arr_len_const) = indexed_ty.kind();
1635         if let Some(arr_len) = arr_len_const.try_eval_usize(cx.tcx, cx.param_env);
1636         then {
1637             return match limits {
1638                 ast::RangeLimits::Closed => end_int + 1 >= arr_len.into(),
1639                 ast::RangeLimits::HalfOpen => end_int >= arr_len.into(),
1640             };
1641         }
1642     }
1643
1644     false
1645 }
1646
1647 fn lint_iter_method(cx: &LateContext<'_>, args: &[Expr<'_>], arg: &Expr<'_>, method_name: &str) {
1648     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1649     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1650     let muta = if method_name == "iter_mut" { "mut " } else { "" };
1651     span_lint_and_sugg(
1652         cx,
1653         EXPLICIT_ITER_LOOP,
1654         arg.span,
1655         "it is more concise to loop over references to containers instead of using explicit \
1656          iteration methods",
1657         "to write this more concisely, try",
1658         format!("&{}{}", muta, object),
1659         applicability,
1660     )
1661 }
1662
1663 fn check_for_loop_arg(cx: &LateContext<'_>, pat: &Pat<'_>, arg: &Expr<'_>, expr: &Expr<'_>) {
1664     let mut next_loop_linted = false; // whether or not ITER_NEXT_LOOP lint was used
1665     if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args, _) = arg.kind {
1666         // just the receiver, no arguments
1667         if args.len() == 1 {
1668             let method_name = &*method.ident.as_str();
1669             // check for looping over x.iter() or x.iter_mut(), could use &x or &mut x
1670             if method_name == "iter" || method_name == "iter_mut" {
1671                 if is_ref_iterable_type(cx, &args[0]) {
1672                     lint_iter_method(cx, args, arg, method_name);
1673                 }
1674             } else if method_name == "into_iter" && match_trait_method(cx, arg, &paths::INTO_ITERATOR) {
1675                 let receiver_ty = cx.typeck_results().expr_ty(&args[0]);
1676                 let receiver_ty_adjusted = cx.typeck_results().expr_ty_adjusted(&args[0]);
1677                 if TyS::same_type(receiver_ty, receiver_ty_adjusted) {
1678                     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1679                     let object = snippet_with_applicability(cx, args[0].span, "_", &mut applicability);
1680                     span_lint_and_sugg(
1681                         cx,
1682                         EXPLICIT_INTO_ITER_LOOP,
1683                         arg.span,
1684                         "it is more concise to loop over containers instead of using explicit \
1685                          iteration methods",
1686                         "to write this more concisely, try",
1687                         object.to_string(),
1688                         applicability,
1689                     );
1690                 } else {
1691                     let ref_receiver_ty = cx.tcx.mk_ref(
1692                         cx.tcx.lifetimes.re_erased,
1693                         ty::TypeAndMut {
1694                             ty: receiver_ty,
1695                             mutbl: Mutability::Not,
1696                         },
1697                     );
1698                     if TyS::same_type(receiver_ty_adjusted, ref_receiver_ty) {
1699                         lint_iter_method(cx, args, arg, method_name)
1700                     }
1701                 }
1702             } else if method_name == "next" && match_trait_method(cx, arg, &paths::ITERATOR) {
1703                 span_lint(
1704                     cx,
1705                     ITER_NEXT_LOOP,
1706                     expr.span,
1707                     "you are iterating over `Iterator::next()` which is an Option; this will compile but is \
1708                     probably not what you want",
1709                 );
1710                 next_loop_linted = true;
1711             }
1712         }
1713     }
1714     if !next_loop_linted {
1715         check_arg_type(cx, pat, arg);
1716     }
1717 }
1718
1719 /// Checks for `for` loops over `Option`s and `Result`s.
1720 fn check_arg_type(cx: &LateContext<'_>, pat: &Pat<'_>, arg: &Expr<'_>) {
1721     let ty = cx.typeck_results().expr_ty(arg);
1722     if is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(option_type)) {
1723         span_lint_and_help(
1724             cx,
1725             FOR_LOOPS_OVER_FALLIBLES,
1726             arg.span,
1727             &format!(
1728                 "for loop over `{0}`, which is an `Option`. This is more readably written as an \
1729                 `if let` statement.",
1730                 snippet(cx, arg.span, "_")
1731             ),
1732             None,
1733             &format!(
1734                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Some({0}) = {1}`",
1735                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1736                 snippet(cx, arg.span, "_")
1737             ),
1738         );
1739     } else if is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(result_type)) {
1740         span_lint_and_help(
1741             cx,
1742             FOR_LOOPS_OVER_FALLIBLES,
1743             arg.span,
1744             &format!(
1745                 "for loop over `{0}`, which is a `Result`. This is more readably written as an \
1746                 `if let` statement.",
1747                 snippet(cx, arg.span, "_")
1748             ),
1749             None,
1750             &format!(
1751                 "consider replacing `for {0} in {1}` with `if let Ok({0}) = {1}`",
1752                 snippet(cx, pat.span, "_"),
1753                 snippet(cx, arg.span, "_")
1754             ),
1755         );
1756     }
1757 }
1758
1759 // To trigger the EXPLICIT_COUNTER_LOOP lint, a variable must be
1760 // incremented exactly once in the loop body, and initialized to zero
1761 // at the start of the loop.
1762 fn check_for_loop_explicit_counter<'tcx>(
1763     cx: &LateContext<'tcx>,
1764     pat: &'tcx Pat<'_>,
1765     arg: &'tcx Expr<'_>,
1766     body: &'tcx Expr<'_>,
1767     expr: &'tcx Expr<'_>,
1768 ) {
1769     // Look for variables that are incremented once per loop iteration.
1770     let mut increment_visitor = IncrementVisitor::new(cx);
1771     walk_expr(&mut increment_visitor, body);
1772
1773     // For each candidate, check the parent block to see if
1774     // it's initialized to zero at the start of the loop.
1775     if let Some(block) = get_enclosing_block(&cx, expr.hir_id) {
1776         for id in increment_visitor.into_results() {
1777             let mut initialize_visitor = InitializeVisitor::new(cx, expr, id);
1778             walk_block(&mut initialize_visitor, block);
1779
1780             if_chain! {
1781                 if let Some((name, initializer)) = initialize_visitor.get_result();
1782                 if is_integer_const(cx, initializer, 0);
1783                 then {
1784                     let mut applicability = Applicability::MachineApplicable;
1785
1786                     let for_span = get_span_of_entire_for_loop(expr);
1787
1788                     span_lint_and_sugg(
1789                         cx,
1790                         EXPLICIT_COUNTER_LOOP,
1791                         for_span.with_hi(arg.span.hi()),
1792                         &format!("the variable `{}` is used as a loop counter.", name),
1793                         "consider using",
1794                         format!(
1795                             "for ({}, {}) in {}.enumerate()",
1796                             name,
1797                             snippet_with_applicability(cx, pat.span, "item", &mut applicability),
1798                             make_iterator_snippet(cx, arg, &mut applicability),
1799                         ),
1800                         applicability,
1801                     );
1802                 }
1803             }
1804         }
1805     }
1806 }
1807
1808 /// If `arg` was the argument to a `for` loop, return the "cleanest" way of writing the
1809 /// actual `Iterator` that the loop uses.
1810 fn make_iterator_snippet(cx: &LateContext<'_>, arg: &Expr<'_>, applic_ref: &mut Applicability) -> String {
1811     let impls_iterator = get_trait_def_id(cx, &paths::ITERATOR).map_or(false, |id| {
1812         implements_trait(cx, cx.typeck_results().expr_ty(arg), id, &[])
1813     });
1814     if impls_iterator {
1815         format!(
1816             "{}",
1817             sugg::Sugg::hir_with_applicability(cx, arg, "_", applic_ref).maybe_par()
1818         )
1819     } else {
1820         // (&x).into_iter() ==> x.iter()
1821         // (&mut x).into_iter() ==> x.iter_mut()
1822         match &arg.kind {
1823             ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutability, arg_inner)
1824                 if has_iter_method(cx, cx.typeck_results().expr_ty(&arg_inner)).is_some() =>
1825             {
1826                 let meth_name = match mutability {
1827                     Mutability::Mut => "iter_mut",
1828                     Mutability::Not => "iter",
1829                 };
1830                 format!(
1831                     "{}.{}()",
1832                     sugg::Sugg::hir_with_applicability(cx, &arg_inner, "_", applic_ref).maybe_par(),
1833                     meth_name,
1834                 )
1835             }
1836             _ => format!(
1837                 "{}.into_iter()",
1838                 sugg::Sugg::hir_with_applicability(cx, arg, "_", applic_ref).maybe_par()
1839             ),
1840         }
1841     }
1842 }
1843
1844 /// Checks for the `FOR_KV_MAP` lint.
1845 fn check_for_loop_over_map_kv<'tcx>(
1846     cx: &LateContext<'tcx>,
1847     pat: &'tcx Pat<'_>,
1848     arg: &'tcx Expr<'_>,
1849     body: &'tcx Expr<'_>,
1850     expr: &'tcx Expr<'_>,
1851 ) {
1852     let pat_span = pat.span;
1853
1854     if let PatKind::Tuple(ref pat, _) = pat.kind {
1855         if pat.len() == 2 {
1856             let arg_span = arg.span;
1857             let (new_pat_span, kind, ty, mutbl) = match *cx.typeck_results().expr_ty(arg).kind() {
1858                 ty::Ref(_, ty, mutbl) => match (&pat[0].kind, &pat[1].kind) {
1859                     (key, _) if pat_is_wild(key, body) => (pat[1].span, "value", ty, mutbl),
1860                     (_, value) if pat_is_wild(value, body) => (pat[0].span, "key", ty, Mutability::Not),
1861                     _ => return,
1862                 },
1863                 _ => return,
1864             };
1865             let mutbl = match mutbl {
1866                 Mutability::Not => "",
1867                 Mutability::Mut => "_mut",
1868             };
1869             let arg = match arg.kind {
1870                 ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, _, ref expr) => &**expr,
1871                 _ => arg,
1872             };
1873
1874             if is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(hashmap_type)) || match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) {
1875                 span_lint_and_then(
1876                     cx,
1877                     FOR_KV_MAP,
1878                     expr.span,
1879                     &format!("you seem to want to iterate on a map's {}s", kind),
1880                     |diag| {
1881                         let map = sugg::Sugg::hir(cx, arg, "map");
1882                         multispan_sugg(
1883                             diag,
1884                             "use the corresponding method",
1885                             vec![
1886                                 (pat_span, snippet(cx, new_pat_span, kind).into_owned()),
1887                                 (arg_span, format!("{}.{}s{}()", map.maybe_par(), kind, mutbl)),
1888                             ],
1889                         );
1890                     },
1891                 );
1892             }
1893         }
1894     }
1895 }
1896
1897 fn check_for_single_element_loop<'tcx>(
1898     cx: &LateContext<'tcx>,
1899     pat: &'tcx Pat<'_>,
1900     arg: &'tcx Expr<'_>,
1901     body: &'tcx Expr<'_>,
1902     expr: &'tcx Expr<'_>,
1903 ) {
1904     if_chain! {
1905         if let ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, _, ref arg_expr) = arg.kind;
1906         if let PatKind::Binding(.., target, _) = pat.kind;
1907         if let ExprKind::Array(ref arg_expr_list) = arg_expr.kind;
1908         if let [arg_expression] = arg_expr_list;
1909         if let ExprKind::Path(ref list_item) = arg_expression.kind;
1910         if let Some(list_item_name) = single_segment_path(list_item).map(|ps| ps.ident.name);
1911         if let ExprKind::Block(ref block, _) = body.kind;
1912         if !block.stmts.is_empty();
1913
1914         then {
1915             let for_span = get_span_of_entire_for_loop(expr);
1916             let mut block_str = snippet(cx, block.span, "..").into_owned();
1917             block_str.remove(0);
1918             block_str.pop();
1919
1920
1921             span_lint_and_sugg(
1922                 cx,
1923                 SINGLE_ELEMENT_LOOP,
1924                 for_span,
1925                 "for loop over a single element",
1926                 "try",
1927                 format!("{{\n{}let {} = &{};{}}}", " ".repeat(indent_of(cx, block.stmts[0].span).unwrap_or(0)), target.name, list_item_name, block_str),
1928                 Applicability::MachineApplicable
1929             )
1930         }
1931     }
1932 }
1933
1934 struct MutatePairDelegate<'a, 'tcx> {
1935     cx: &'a LateContext<'tcx>,
1936     hir_id_low: Option<HirId>,
1937     hir_id_high: Option<HirId>,
1938     span_low: Option<Span>,
1939     span_high: Option<Span>,
1940 }
1941
1942 impl<'tcx> Delegate<'tcx> for MutatePairDelegate<'_, 'tcx> {
1943     fn consume(&mut self, _: &PlaceWithHirId<'tcx>, _: ConsumeMode) {}
1944
1945     fn borrow(&mut self, cmt: &PlaceWithHirId<'tcx>, bk: ty::BorrowKind) {
1946         if let ty::BorrowKind::MutBorrow = bk {
1947             if let PlaceBase::Local(id) = cmt.place.base {
1948                 if Some(id) == self.hir_id_low {
1949                     self.span_low = Some(self.cx.tcx.hir().span(cmt.hir_id))
1950                 }
1951                 if Some(id) == self.hir_id_high {
1952                     self.span_high = Some(self.cx.tcx.hir().span(cmt.hir_id))
1953                 }
1954             }
1955         }
1956     }
1957
1958     fn mutate(&mut self, cmt: &PlaceWithHirId<'tcx>) {
1959         if let PlaceBase::Local(id) = cmt.place.base {
1960             if Some(id) == self.hir_id_low {
1961                 self.span_low = Some(self.cx.tcx.hir().span(cmt.hir_id))
1962             }
1963             if Some(id) == self.hir_id_high {
1964                 self.span_high = Some(self.cx.tcx.hir().span(cmt.hir_id))
1965             }
1966         }
1967     }
1968 }
1969
1970 impl MutatePairDelegate<'_, '_> {
1971     fn mutation_span(&self) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
1972         (self.span_low, self.span_high)
1973     }
1974 }
1975
1976 fn check_for_mut_range_bound(cx: &LateContext<'_>, arg: &Expr<'_>, body: &Expr<'_>) {
1977     if let Some(higher::Range {
1978         start: Some(start),
1979         end: Some(end),
1980         ..
1981     }) = higher::range(arg)
1982     {
1983         let mut_ids = vec![check_for_mutability(cx, start), check_for_mutability(cx, end)];
1984         if mut_ids[0].is_some() || mut_ids[1].is_some() {
1985             let (span_low, span_high) = check_for_mutation(cx, body, &mut_ids);
1986             mut_warn_with_span(cx, span_low);
1987             mut_warn_with_span(cx, span_high);
1988         }
1989     }
1990 }
1991
1992 fn mut_warn_with_span(cx: &LateContext<'_>, span: Option<Span>) {
1993     if let Some(sp) = span {
1994         span_lint(
1995             cx,
1996             MUT_RANGE_BOUND,
1997             sp,
1998             "attempt to mutate range bound within loop; note that the range of the loop is unchanged",
1999         );
2000     }
2001 }
2002
2003 fn check_for_mutability(cx: &LateContext<'_>, bound: &Expr<'_>) -> Option<HirId> {
2004     if_chain! {
2005         if let ExprKind::Path(ref qpath) = bound.kind;
2006         if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
2007         then {
2008             let res = qpath_res(cx, qpath, bound.hir_id);
2009             if let Res::Local(hir_id) = res {
2010                 let node_str = cx.tcx.hir().get(hir_id);
2011                 if_chain! {
2012                     if let Node::Binding(pat) = node_str;
2013                     if let PatKind::Binding(bind_ann, ..) = pat.kind;
2014                     if let BindingAnnotation::Mutable = bind_ann;
2015                     then {
2016                         return Some(hir_id);
2017                     }
2018                 }
2019             }
2020         }
2021     }
2022     None
2023 }
2024
2025 fn check_for_mutation<'tcx>(
2026     cx: &LateContext<'tcx>,
2027     body: &Expr<'_>,
2028     bound_ids: &[Option<HirId>],
2029 ) -> (Option<Span>, Option<Span>) {
2030     let mut delegate = MutatePairDelegate {
2031         cx,
2032         hir_id_low: bound_ids[0],
2033         hir_id_high: bound_ids[1],
2034         span_low: None,
2035         span_high: None,
2036     };
2037     let def_id = body.hir_id.owner.to_def_id();
2038     cx.tcx.infer_ctxt().enter(|infcx| {
2039         ExprUseVisitor::new(
2040             &mut delegate,
2041             &infcx,
2042             def_id.expect_local(),
2043             cx.param_env,
2044             cx.typeck_results(),
2045         )
2046         .walk_expr(body);
2047     });
2048     delegate.mutation_span()
2049 }
2050
2051 /// Returns `true` if the pattern is a `PatWild` or an ident prefixed with `_`.
2052 fn pat_is_wild<'tcx>(pat: &'tcx PatKind<'_>, body: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
2053     match *pat {
2054         PatKind::Wild => true,
2055         PatKind::Binding(.., ident, None) if ident.as_str().starts_with('_') => is_unused(&ident, body),
2056         _ => false,
2057     }
2058 }
2059
2060 struct LocalUsedVisitor<'a, 'tcx> {
2061     cx: &'a LateContext<'tcx>,
2062     local: HirId,
2063     used: bool,
2064 }
2065
2066 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for LocalUsedVisitor<'a, 'tcx> {
2067     type Map = Map<'tcx>;
2068
2069     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2070         if same_var(self.cx, expr, self.local) {
2071             self.used = true;
2072         } else {
2073             walk_expr(self, expr);
2074         }
2075     }
2076
2077     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2078         NestedVisitorMap::None
2079     }
2080 }
2081
2082 struct VarVisitor<'a, 'tcx> {
2083     /// context reference
2084     cx: &'a LateContext<'tcx>,
2085     /// var name to look for as index
2086     var: HirId,
2087     /// indexed variables that are used mutably
2088     indexed_mut: FxHashSet<Symbol>,
2089     /// indirectly indexed variables (`v[(i + 4) % N]`), the extend is `None` for global
2090     indexed_indirectly: FxHashMap<Symbol, Option<region::Scope>>,
2091     /// subset of `indexed` of vars that are indexed directly: `v[i]`
2092     /// this will not contain cases like `v[calc_index(i)]` or `v[(i + 4) % N]`
2093     indexed_directly: FxHashMap<Symbol, (Option<region::Scope>, Ty<'tcx>)>,
2094     /// Any names that are used outside an index operation.
2095     /// Used to detect things like `&mut vec` used together with `vec[i]`
2096     referenced: FxHashSet<Symbol>,
2097     /// has the loop variable been used in expressions other than the index of
2098     /// an index op?
2099     nonindex: bool,
2100     /// Whether we are inside the `$` in `&mut $` or `$ = foo` or `$.bar`, where bar
2101     /// takes `&mut self`
2102     prefer_mutable: bool,
2103 }
2104
2105 impl<'a, 'tcx> VarVisitor<'a, 'tcx> {
2106     fn check(&mut self, idx: &'tcx Expr<'_>, seqexpr: &'tcx Expr<'_>, expr: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
2107         if_chain! {
2108             // the indexed container is referenced by a name
2109             if let ExprKind::Path(ref seqpath) = seqexpr.kind;
2110             if let QPath::Resolved(None, ref seqvar) = *seqpath;
2111             if seqvar.segments.len() == 1;
2112             then {
2113                 let index_used_directly = same_var(self.cx, idx, self.var);
2114                 let indexed_indirectly = {
2115                     let mut used_visitor = LocalUsedVisitor {
2116                         cx: self.cx,
2117                         local: self.var,
2118                         used: false,
2119                     };
2120                     walk_expr(&mut used_visitor, idx);
2121                     used_visitor.used
2122                 };
2123
2124                 if indexed_indirectly || index_used_directly {
2125                     if self.prefer_mutable {
2126                         self.indexed_mut.insert(seqvar.segments[0].ident.name);
2127                     }
2128                     let res = qpath_res(self.cx, seqpath, seqexpr.hir_id);
2129                     match res {
2130                         Res::Local(hir_id) => {
2131                             let parent_id = self.cx.tcx.hir().get_parent_item(expr.hir_id);
2132                             let parent_def_id = self.cx.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
2133                             let extent = self.cx.tcx.region_scope_tree(parent_def_id).var_scope(hir_id.local_id);
2134                             if indexed_indirectly {
2135                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, Some(extent));
2136                             }
2137                             if index_used_directly {
2138                                 self.indexed_directly.insert(
2139                                     seqvar.segments[0].ident.name,
2140                                     (Some(extent), self.cx.typeck_results().node_type(seqexpr.hir_id)),
2141                                 );
2142                             }
2143                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
2144                         }
2145                         Res::Def(DefKind::Static | DefKind::Const, ..) => {
2146                             if indexed_indirectly {
2147                                 self.indexed_indirectly.insert(seqvar.segments[0].ident.name, None);
2148                             }
2149                             if index_used_directly {
2150                                 self.indexed_directly.insert(
2151                                     seqvar.segments[0].ident.name,
2152                                     (None, self.cx.typeck_results().node_type(seqexpr.hir_id)),
2153                                 );
2154                             }
2155                             return false;  // no need to walk further *on the variable*
2156                         }
2157                         _ => (),
2158                     }
2159                 }
2160             }
2161         }
2162         true
2163     }
2164 }
2165
2166 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarVisitor<'a, 'tcx> {
2167     type Map = Map<'tcx>;
2168
2169     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2170         if_chain! {
2171             // a range index op
2172             if let ExprKind::MethodCall(ref meth, _, ref args, _) = expr.kind;
2173             if (meth.ident.name == sym!(index) && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX))
2174                 || (meth.ident.name == sym!(index_mut) && match_trait_method(self.cx, expr, &paths::INDEX_MUT));
2175             if !self.check(&args[1], &args[0], expr);
2176             then { return }
2177         }
2178
2179         if_chain! {
2180             // an index op
2181             if let ExprKind::Index(ref seqexpr, ref idx) = expr.kind;
2182             if !self.check(idx, seqexpr, expr);
2183             then { return }
2184         }
2185
2186         if_chain! {
2187             // directly using a variable
2188             if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.kind;
2189             if let QPath::Resolved(None, ref path) = *qpath;
2190             if path.segments.len() == 1;
2191             then {
2192                 if let Res::Local(local_id) = qpath_res(self.cx, qpath, expr.hir_id) {
2193                     if local_id == self.var {
2194                         self.nonindex = true;
2195                     } else {
2196                         // not the correct variable, but still a variable
2197                         self.referenced.insert(path.segments[0].ident.name);
2198                     }
2199                 }
2200             }
2201         }
2202
2203         let old = self.prefer_mutable;
2204         match expr.kind {
2205             ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, ref rhs) | ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs, _) => {
2206                 self.prefer_mutable = true;
2207                 self.visit_expr(lhs);
2208                 self.prefer_mutable = false;
2209                 self.visit_expr(rhs);
2210             },
2211             ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutbl, ref expr) => {
2212                 if mutbl == Mutability::Mut {
2213                     self.prefer_mutable = true;
2214                 }
2215                 self.visit_expr(expr);
2216             },
2217             ExprKind::Call(ref f, args) => {
2218                 self.visit_expr(f);
2219                 for expr in args {
2220                     let ty = self.cx.typeck_results().expr_ty_adjusted(expr);
2221                     self.prefer_mutable = false;
2222                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = *ty.kind() {
2223                         if mutbl == Mutability::Mut {
2224                             self.prefer_mutable = true;
2225                         }
2226                     }
2227                     self.visit_expr(expr);
2228                 }
2229             },
2230             ExprKind::MethodCall(_, _, args, _) => {
2231                 let def_id = self.cx.typeck_results().type_dependent_def_id(expr.hir_id).unwrap();
2232                 for (ty, expr) in self.cx.tcx.fn_sig(def_id).inputs().skip_binder().iter().zip(args) {
2233                     self.prefer_mutable = false;
2234                     if let ty::Ref(_, _, mutbl) = *ty.kind() {
2235                         if mutbl == Mutability::Mut {
2236                             self.prefer_mutable = true;
2237                         }
2238                     }
2239                     self.visit_expr(expr);
2240                 }
2241             },
2242             ExprKind::Closure(_, _, body_id, ..) => {
2243                 let body = self.cx.tcx.hir().body(body_id);
2244                 self.visit_expr(&body.value);
2245             },
2246             _ => walk_expr(self, expr),
2247         }
2248         self.prefer_mutable = old;
2249     }
2250     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2251         NestedVisitorMap::None
2252     }
2253 }
2254
2255 fn is_used_inside<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, expr: &'tcx Expr<'_>, container: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
2256     let def_id = match var_def_id(cx, expr) {
2257         Some(id) => id,
2258         None => return false,
2259     };
2260     if let Some(used_mutably) = mutated_variables(container, cx) {
2261         if used_mutably.contains(&def_id) {
2262             return true;
2263         }
2264     }
2265     false
2266 }
2267
2268 fn is_iterator_used_after_while_let<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, iter_expr: &'tcx Expr<'_>) -> bool {
2269     let def_id = match var_def_id(cx, iter_expr) {
2270         Some(id) => id,
2271         None => return false,
2272     };
2273     let mut visitor = VarUsedAfterLoopVisitor {
2274         cx,
2275         def_id,
2276         iter_expr_id: iter_expr.hir_id,
2277         past_while_let: false,
2278         var_used_after_while_let: false,
2279     };
2280     if let Some(enclosing_block) = get_enclosing_block(cx, def_id) {
2281         walk_block(&mut visitor, enclosing_block);
2282     }
2283     visitor.var_used_after_while_let
2284 }
2285
2286 struct VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx> {
2287     cx: &'a LateContext<'tcx>,
2288     def_id: HirId,
2289     iter_expr_id: HirId,
2290     past_while_let: bool,
2291     var_used_after_while_let: bool,
2292 }
2293
2294 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarUsedAfterLoopVisitor<'a, 'tcx> {
2295     type Map = Map<'tcx>;
2296
2297     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2298         if self.past_while_let {
2299             if Some(self.def_id) == var_def_id(self.cx, expr) {
2300                 self.var_used_after_while_let = true;
2301             }
2302         } else if self.iter_expr_id == expr.hir_id {
2303             self.past_while_let = true;
2304         }
2305         walk_expr(self, expr);
2306     }
2307     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2308         NestedVisitorMap::None
2309     }
2310 }
2311
2312 /// Returns `true` if the type of expr is one that provides `IntoIterator` impls
2313 /// for `&T` and `&mut T`, such as `Vec`.
2314 #[rustfmt::skip]
2315 fn is_ref_iterable_type(cx: &LateContext<'_>, e: &Expr<'_>) -> bool {
2316     // no walk_ptrs_ty: calling iter() on a reference can make sense because it
2317     // will allow further borrows afterwards
2318     let ty = cx.typeck_results().expr_ty(e);
2319     is_iterable_array(ty, cx) ||
2320     is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(vec_type)) ||
2321     match_type(cx, ty, &paths::LINKED_LIST) ||
2322     is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(hashmap_type)) ||
2323     is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(hashset_type)) ||
2324     is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(vecdeque_type)) ||
2325     match_type(cx, ty, &paths::BINARY_HEAP) ||
2326     match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
2327     match_type(cx, ty, &paths::BTREESET)
2328 }
2329
2330 fn is_iterable_array<'tcx>(ty: Ty<'tcx>, cx: &LateContext<'tcx>) -> bool {
2331     // IntoIterator is currently only implemented for array sizes <= 32 in rustc
2332     match ty.kind() {
2333         ty::Array(_, n) => n
2334             .try_eval_usize(cx.tcx, cx.param_env)
2335             .map_or(false, |val| (0..=32).contains(&val)),
2336         _ => false,
2337     }
2338 }
2339
2340 /// If a block begins with a statement (possibly a `let` binding) and has an
2341 /// expression, return it.
2342 fn extract_expr_from_first_stmt<'tcx>(block: &Block<'tcx>) -> Option<&'tcx Expr<'tcx>> {
2343     if block.stmts.is_empty() {
2344         return None;
2345     }
2346     if let StmtKind::Local(ref local) = block.stmts[0].kind {
2347         local.init //.map(|expr| expr)
2348     } else {
2349         None
2350     }
2351 }
2352
2353 /// If a block begins with an expression (with or without semicolon), return it.
2354 fn extract_first_expr<'tcx>(block: &Block<'tcx>) -> Option<&'tcx Expr<'tcx>> {
2355     match block.expr {
2356         Some(ref expr) if block.stmts.is_empty() => Some(expr),
2357         None if !block.stmts.is_empty() => match block.stmts[0].kind {
2358             StmtKind::Expr(ref expr) | StmtKind::Semi(ref expr) => Some(expr),
2359             StmtKind::Local(..) | StmtKind::Item(..) => None,
2360         },
2361         _ => None,
2362     }
2363 }
2364
2365 /// Returns `true` if expr contains a single break expr without destination label
2366 /// and
2367 /// passed expression. The expression may be within a block.
2368 fn is_simple_break_expr(expr: &Expr<'_>) -> bool {
2369     match expr.kind {
2370         ExprKind::Break(dest, ref passed_expr) if dest.label.is_none() && passed_expr.is_none() => true,
2371         ExprKind::Block(ref b, _) => extract_first_expr(b).map_or(false, |subexpr| is_simple_break_expr(subexpr)),
2372         _ => false,
2373     }
2374 }
2375
2376 #[derive(Debug, PartialEq)]
2377 enum IncrementVisitorVarState {
2378     Initial,  // Not examined yet
2379     IncrOnce, // Incremented exactly once, may be a loop counter
2380     DontWarn,
2381 }
2382
2383 /// Scan a for loop for variables that are incremented exactly once and not used after that.
2384 struct IncrementVisitor<'a, 'tcx> {
2385     cx: &'a LateContext<'tcx>,                          // context reference
2386     states: FxHashMap<HirId, IncrementVisitorVarState>, // incremented variables
2387     depth: u32,                                         // depth of conditional expressions
2388     done: bool,
2389 }
2390
2391 impl<'a, 'tcx> IncrementVisitor<'a, 'tcx> {
2392     fn new(cx: &'a LateContext<'tcx>) -> Self {
2393         Self {
2394             cx,
2395             states: FxHashMap::default(),
2396             depth: 0,
2397             done: false,
2398         }
2399     }
2400
2401     fn into_results(self) -> impl Iterator<Item = HirId> {
2402         self.states.into_iter().filter_map(|(id, state)| {
2403             if state == IncrementVisitorVarState::IncrOnce {
2404                 Some(id)
2405             } else {
2406                 None
2407             }
2408         })
2409     }
2410 }
2411
2412 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for IncrementVisitor<'a, 'tcx> {
2413     type Map = Map<'tcx>;
2414
2415     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2416         if self.done {
2417             return;
2418         }
2419
2420         // If node is a variable
2421         if let Some(def_id) = var_def_id(self.cx, expr) {
2422             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2423                 let state = self.states.entry(def_id).or_insert(IncrementVisitorVarState::Initial);
2424                 if *state == IncrementVisitorVarState::IncrOnce {
2425                     *state = IncrementVisitorVarState::DontWarn;
2426                     return;
2427                 }
2428
2429                 match parent.kind {
2430                     ExprKind::AssignOp(op, ref lhs, ref rhs) => {
2431                         if lhs.hir_id == expr.hir_id {
2432                             *state = if op.node == BinOpKind::Add
2433                                 && is_integer_const(self.cx, rhs, 1)
2434                                 && *state == IncrementVisitorVarState::Initial
2435                                 && self.depth == 0
2436                             {
2437                                 IncrementVisitorVarState::IncrOnce
2438                             } else {
2439                                 // Assigned some other value or assigned multiple times
2440                                 IncrementVisitorVarState::DontWarn
2441                             };
2442                         }
2443                     },
2444                     ExprKind::Assign(ref lhs, _, _) if lhs.hir_id == expr.hir_id => {
2445                         *state = IncrementVisitorVarState::DontWarn
2446                     },
2447                     ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutability, _) if mutability == Mutability::Mut => {
2448                         *state = IncrementVisitorVarState::DontWarn
2449                     },
2450                     _ => (),
2451                 }
2452             }
2453
2454             walk_expr(self, expr);
2455         } else if is_loop(expr) || is_conditional(expr) {
2456             self.depth += 1;
2457             walk_expr(self, expr);
2458             self.depth -= 1;
2459         } else if let ExprKind::Continue(_) = expr.kind {
2460             self.done = true;
2461         } else {
2462             walk_expr(self, expr);
2463         }
2464     }
2465     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2466         NestedVisitorMap::None
2467     }
2468 }
2469
2470 enum InitializeVisitorState<'hir> {
2471     Initial,          // Not examined yet
2472     Declared(Symbol), // Declared but not (yet) initialized
2473     Initialized {
2474         name: Symbol,
2475         initializer: &'hir Expr<'hir>,
2476     },
2477     DontWarn,
2478 }
2479
2480 /// Checks whether a variable is initialized at the start of a loop and not modified
2481 /// and used after the loop.
2482 struct InitializeVisitor<'a, 'tcx> {
2483     cx: &'a LateContext<'tcx>,  // context reference
2484     end_expr: &'tcx Expr<'tcx>, // the for loop. Stop scanning here.
2485     var_id: HirId,
2486     state: InitializeVisitorState<'tcx>,
2487     depth: u32, // depth of conditional expressions
2488     past_loop: bool,
2489 }
2490
2491 impl<'a, 'tcx> InitializeVisitor<'a, 'tcx> {
2492     fn new(cx: &'a LateContext<'tcx>, end_expr: &'tcx Expr<'tcx>, var_id: HirId) -> Self {
2493         Self {
2494             cx,
2495             end_expr,
2496             var_id,
2497             state: InitializeVisitorState::Initial,
2498             depth: 0,
2499             past_loop: false,
2500         }
2501     }
2502
2503     fn get_result(&self) -> Option<(Symbol, &'tcx Expr<'tcx>)> {
2504         if let InitializeVisitorState::Initialized { name, initializer } = self.state {
2505             Some((name, initializer))
2506         } else {
2507             None
2508         }
2509     }
2510 }
2511
2512 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for InitializeVisitor<'a, 'tcx> {
2513     type Map = Map<'tcx>;
2514
2515     fn visit_stmt(&mut self, stmt: &'tcx Stmt<'_>) {
2516         // Look for declarations of the variable
2517         if_chain! {
2518             if let StmtKind::Local(ref local) = stmt.kind;
2519             if local.pat.hir_id == self.var_id;
2520             if let PatKind::Binding(.., ident, _) = local.pat.kind;
2521             then {
2522                 self.state = local.init.map_or(InitializeVisitorState::Declared(ident.name), |init| {
2523                     InitializeVisitorState::Initialized {
2524                         initializer: init,
2525                         name: ident.name,
2526                     }
2527                 })
2528             }
2529         }
2530         walk_stmt(self, stmt);
2531     }
2532
2533     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2534         if matches!(self.state, InitializeVisitorState::DontWarn) {
2535             return;
2536         }
2537         if expr.hir_id == self.end_expr.hir_id {
2538             self.past_loop = true;
2539             return;
2540         }
2541         // No need to visit expressions before the variable is
2542         // declared
2543         if matches!(self.state, InitializeVisitorState::Initial) {
2544             return;
2545         }
2546
2547         // If node is the desired variable, see how it's used
2548         if var_def_id(self.cx, expr) == Some(self.var_id) {
2549             if self.past_loop {
2550                 self.state = InitializeVisitorState::DontWarn;
2551                 return;
2552             }
2553
2554             if let Some(parent) = get_parent_expr(self.cx, expr) {
2555                 match parent.kind {
2556                     ExprKind::AssignOp(_, ref lhs, _) if lhs.hir_id == expr.hir_id => {
2557                         self.state = InitializeVisitorState::DontWarn;
2558                     },
2559                     ExprKind::Assign(ref lhs, ref rhs, _) if lhs.hir_id == expr.hir_id => {
2560                         self.state = if_chain! {
2561                             if self.depth == 0;
2562                             if let InitializeVisitorState::Declared(name)
2563                                 | InitializeVisitorState::Initialized { name, ..} = self.state;
2564                             then {
2565                                 InitializeVisitorState::Initialized { initializer: rhs, name }
2566                             } else {
2567                                 InitializeVisitorState::DontWarn
2568                             }
2569                         }
2570                     },
2571                     ExprKind::AddrOf(BorrowKind::Ref, mutability, _) if mutability == Mutability::Mut => {
2572                         self.state = InitializeVisitorState::DontWarn
2573                     },
2574                     _ => (),
2575                 }
2576             }
2577
2578             walk_expr(self, expr);
2579         } else if !self.past_loop && is_loop(expr) {
2580             self.state = InitializeVisitorState::DontWarn;
2581         } else if is_conditional(expr) {
2582             self.depth += 1;
2583             walk_expr(self, expr);
2584             self.depth -= 1;
2585         } else {
2586             walk_expr(self, expr);
2587         }
2588     }
2589
2590     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2591         NestedVisitorMap::OnlyBodies(self.cx.tcx.hir())
2592     }
2593 }
2594
2595 fn var_def_id(cx: &LateContext<'_>, expr: &Expr<'_>) -> Option<HirId> {
2596     if let ExprKind::Path(ref qpath) = expr.kind {
2597         let path_res = qpath_res(cx, qpath, expr.hir_id);
2598         if let Res::Local(hir_id) = path_res {
2599             return Some(hir_id);
2600         }
2601     }
2602     None
2603 }
2604
2605 fn is_loop(expr: &Expr<'_>) -> bool {
2606     matches!(expr.kind, ExprKind::Loop(..))
2607 }
2608
2609 fn is_conditional(expr: &Expr<'_>) -> bool {
2610     matches!(expr.kind, ExprKind::Match(..))
2611 }
2612
2613 fn is_nested(cx: &LateContext<'_>, match_expr: &Expr<'_>, iter_expr: &Expr<'_>) -> bool {
2614     if_chain! {
2615         if let Some(loop_block) = get_enclosing_block(cx, match_expr.hir_id);
2616         let parent_node = cx.tcx.hir().get_parent_node(loop_block.hir_id);
2617         if let Some(Node::Expr(loop_expr)) = cx.tcx.hir().find(parent_node);
2618         then {
2619             return is_loop_nested(cx, loop_expr, iter_expr)
2620         }
2621     }
2622     false
2623 }
2624
2625 fn is_loop_nested(cx: &LateContext<'_>, loop_expr: &Expr<'_>, iter_expr: &Expr<'_>) -> bool {
2626     let mut id = loop_expr.hir_id;
2627     let iter_name = if let Some(name) = path_name(iter_expr) {
2628         name
2629     } else {
2630         return true;
2631     };
2632     loop {
2633         let parent = cx.tcx.hir().get_parent_node(id);
2634         if parent == id {
2635             return false;
2636         }
2637         match cx.tcx.hir().find(parent) {
2638             Some(Node::Expr(expr)) => {
2639                 if let ExprKind::Loop(..) = expr.kind {
2640                     return true;
2641                 };
2642             },
2643             Some(Node::Block(block)) => {
2644                 let mut block_visitor = LoopNestVisitor {
2645                     hir_id: id,
2646                     iterator: iter_name,
2647                     nesting: Unknown,
2648                 };
2649                 walk_block(&mut block_visitor, block);
2650                 if block_visitor.nesting == RuledOut {
2651                     return false;
2652                 }
2653             },
2654             Some(Node::Stmt(_)) => (),
2655             _ => {
2656                 return false;
2657             },
2658         }
2659         id = parent;
2660     }
2661 }
2662
2663 #[derive(PartialEq, Eq)]
2664 enum Nesting {
2665     Unknown,     // no nesting detected yet
2666     RuledOut,    // the iterator is initialized or assigned within scope
2667     LookFurther, // no nesting detected, no further walk required
2668 }
2669
2670 use self::Nesting::{LookFurther, RuledOut, Unknown};
2671
2672 struct LoopNestVisitor {
2673     hir_id: HirId,
2674     iterator: Symbol,
2675     nesting: Nesting,
2676 }
2677
2678 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for LoopNestVisitor {
2679     type Map = Map<'tcx>;
2680
2681     fn visit_stmt(&mut self, stmt: &'tcx Stmt<'_>) {
2682         if stmt.hir_id == self.hir_id {
2683             self.nesting = LookFurther;
2684         } else if self.nesting == Unknown {
2685             walk_stmt(self, stmt);
2686         }
2687     }
2688
2689     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2690         if self.nesting != Unknown {
2691             return;
2692         }
2693         if expr.hir_id == self.hir_id {
2694             self.nesting = LookFurther;
2695             return;
2696         }
2697         match expr.kind {
2698             ExprKind::Assign(ref path, _, _) | ExprKind::AssignOp(_, ref path, _) => {
2699                 if match_var(path, self.iterator) {
2700                     self.nesting = RuledOut;
2701                 }
2702             },
2703             _ => walk_expr(self, expr),
2704         }
2705     }
2706
2707     fn visit_pat(&mut self, pat: &'tcx Pat<'_>) {
2708         if self.nesting != Unknown {
2709             return;
2710         }
2711         if let PatKind::Binding(.., span_name, _) = pat.kind {
2712             if self.iterator == span_name.name {
2713                 self.nesting = RuledOut;
2714                 return;
2715             }
2716         }
2717         walk_pat(self, pat)
2718     }
2719
2720     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2721         NestedVisitorMap::None
2722     }
2723 }
2724
2725 fn path_name(e: &Expr<'_>) -> Option<Symbol> {
2726     if let ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = e.kind {
2727         let segments = &path.segments;
2728         if segments.len() == 1 {
2729             return Some(segments[0].ident.name);
2730         }
2731     };
2732     None
2733 }
2734
2735 fn check_infinite_loop<'tcx>(cx: &LateContext<'tcx>, cond: &'tcx Expr<'_>, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2736     if constant(cx, cx.typeck_results(), cond).is_some() {
2737         // A pure constant condition (e.g., `while false`) is not linted.
2738         return;
2739     }
2740
2741     let mut var_visitor = VarCollectorVisitor {
2742         cx,
2743         ids: FxHashSet::default(),
2744         def_ids: FxHashMap::default(),
2745         skip: false,
2746     };
2747     var_visitor.visit_expr(cond);
2748     if var_visitor.skip {
2749         return;
2750     }
2751     let used_in_condition = &var_visitor.ids;
2752     let no_cond_variable_mutated = if let Some(used_mutably) = mutated_variables(expr, cx) {
2753         used_in_condition.is_disjoint(&used_mutably)
2754     } else {
2755         return;
2756     };
2757     let mutable_static_in_cond = var_visitor.def_ids.iter().any(|(_, v)| *v);
2758
2759     let mut has_break_or_return_visitor = HasBreakOrReturnVisitor {
2760         has_break_or_return: false,
2761     };
2762     has_break_or_return_visitor.visit_expr(expr);
2763     let has_break_or_return = has_break_or_return_visitor.has_break_or_return;
2764
2765     if no_cond_variable_mutated && !mutable_static_in_cond {
2766         span_lint_and_then(
2767             cx,
2768             WHILE_IMMUTABLE_CONDITION,
2769             cond.span,
2770             "variables in the condition are not mutated in the loop body",
2771             |diag| {
2772                 diag.note("this may lead to an infinite or to a never running loop");
2773
2774                 if has_break_or_return {
2775                     diag.note("this loop contains `return`s or `break`s");
2776                     diag.help("rewrite it as `if cond { loop { } }`");
2777                 }
2778             },
2779         );
2780     }
2781 }
2782
2783 struct HasBreakOrReturnVisitor {
2784     has_break_or_return: bool,
2785 }
2786
2787 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for HasBreakOrReturnVisitor {
2788     type Map = Map<'tcx>;
2789
2790     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'_>) {
2791         if self.has_break_or_return {
2792             return;
2793         }
2794
2795         match expr.kind {
2796             ExprKind::Ret(_) | ExprKind::Break(_, _) => {
2797                 self.has_break_or_return = true;
2798                 return;
2799             },
2800             _ => {},
2801         }
2802
2803         walk_expr(self, expr);
2804     }
2805
2806     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2807         NestedVisitorMap::None
2808     }
2809 }
2810
2811 /// Collects the set of variables in an expression
2812 /// Stops analysis if a function call is found
2813 /// Note: In some cases such as `self`, there are no mutable annotation,
2814 /// All variables definition IDs are collected
2815 struct VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2816     cx: &'a LateContext<'tcx>,
2817     ids: FxHashSet<HirId>,
2818     def_ids: FxHashMap<def_id::DefId, bool>,
2819     skip: bool,
2820 }
2821
2822 impl<'a, 'tcx> VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2823     fn insert_def_id(&mut self, ex: &'tcx Expr<'_>) {
2824         if_chain! {
2825             if let ExprKind::Path(ref qpath) = ex.kind;
2826             if let QPath::Resolved(None, _) = *qpath;
2827             let res = qpath_res(self.cx, qpath, ex.hir_id);
2828             then {
2829                 match res {
2830                     Res::Local(hir_id) => {
2831                         self.ids.insert(hir_id);
2832                     },
2833                     Res::Def(DefKind::Static, def_id) => {
2834                         let mutable = self.cx.tcx.is_mutable_static(def_id);
2835                         self.def_ids.insert(def_id, mutable);
2836                     },
2837                     _ => {},
2838                 }
2839             }
2840         }
2841     }
2842 }
2843
2844 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for VarCollectorVisitor<'a, 'tcx> {
2845     type Map = Map<'tcx>;
2846
2847     fn visit_expr(&mut self, ex: &'tcx Expr<'_>) {
2848         match ex.kind {
2849             ExprKind::Path(_) => self.insert_def_id(ex),
2850             // If there is any function/method call… we just stop analysis
2851             ExprKind::Call(..) | ExprKind::MethodCall(..) => self.skip = true,
2852
2853             _ => walk_expr(self, ex),
2854         }
2855     }
2856
2857     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
2858         NestedVisitorMap::None
2859     }
2860 }
2861
2862 const NEEDLESS_COLLECT_MSG: &str = "avoid using `collect()` when not needed";
2863
2864 fn check_needless_collect<'tcx>(expr: &'tcx Expr<'_>, cx: &LateContext<'tcx>) {
2865     check_needless_collect_direct_usage(expr, cx);
2866     check_needless_collect_indirect_usage(expr, cx);
2867 }
2868 fn check_needless_collect_direct_usage<'tcx>(expr: &'tcx Expr<'_>, cx: &LateContext<'tcx>) {
2869     if_chain! {
2870         if let ExprKind::MethodCall(ref method, _, ref args, _) = expr.kind;
2871         if let ExprKind::MethodCall(ref chain_method, _, _, _) = args[0].kind;
2872         if chain_method.ident.name == sym!(collect) && match_trait_method(cx, &args[0], &paths::ITERATOR);
2873         if let Some(ref generic_args) = chain_method.args;
2874         if let Some(GenericArg::Type(ref ty)) = generic_args.args.get(0);
2875         then {
2876             let ty = cx.typeck_results().node_type(ty.hir_id);
2877             if is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(vec_type)) ||
2878                 is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(vecdeque_type)) ||
2879                 match_type(cx, ty, &paths::BTREEMAP) ||
2880                 is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(hashmap_type)) {
2881                 if method.ident.name == sym!(len) {
2882                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2883                     span_lint_and_sugg(
2884                         cx,
2885                         NEEDLESS_COLLECT,
2886                         span,
2887                         NEEDLESS_COLLECT_MSG,
2888                         "replace with",
2889                         "count()".to_string(),
2890                         Applicability::MachineApplicable,
2891                     );
2892                 }
2893                 if method.ident.name == sym!(is_empty) {
2894                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2895                     span_lint_and_sugg(
2896                         cx,
2897                         NEEDLESS_COLLECT,
2898                         span,
2899                         NEEDLESS_COLLECT_MSG,
2900                         "replace with",
2901                         "next().is_none()".to_string(),
2902                         Applicability::MachineApplicable,
2903                     );
2904                 }
2905                 if method.ident.name == sym!(contains) {
2906                     let contains_arg = snippet(cx, args[1].span, "??");
2907                     let span = shorten_needless_collect_span(expr);
2908                     span_lint_and_then(
2909                         cx,
2910                         NEEDLESS_COLLECT,
2911                         span,
2912                         NEEDLESS_COLLECT_MSG,
2913                         |diag| {
2914                             let (arg, pred) = contains_arg
2915                                     .strip_prefix('&')
2916                                     .map_or(("&x", &*contains_arg), |s| ("x", s));
2917                             diag.span_suggestion(
2918                                 span,
2919                                 "replace with",
2920                                 format!(
2921                                     "any(|{}| x == {})",
2922                                     arg, pred
2923                                 ),
2924                                 Applicability::MachineApplicable,
2925                             );
2926                         }
2927                     );
2928                 }
2929             }
2930         }
2931     }
2932 }
2933
2934 fn check_needless_collect_indirect_usage<'tcx>(expr: &'tcx Expr<'_>, cx: &LateContext<'tcx>) {
2935     if let ExprKind::Block(ref block, _) = expr.kind {
2936         for ref stmt in block.stmts {
2937             if_chain! {
2938                 if let StmtKind::Local(
2939                     Local { pat: Pat { kind: PatKind::Binding(_, _, ident, .. ), .. },
2940                     init: Some(ref init_expr), .. }
2941                 ) = stmt.kind;
2942                 if let ExprKind::MethodCall(ref method_name, _, &[ref iter_source], ..) = init_expr.kind;
2943                 if method_name.ident.name == sym!(collect) && match_trait_method(cx, &init_expr, &paths::ITERATOR);
2944                 if let Some(ref generic_args) = method_name.args;
2945                 if let Some(GenericArg::Type(ref ty)) = generic_args.args.get(0);
2946                 if let ty = cx.typeck_results().node_type(ty.hir_id);
2947                 if is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym::vec_type) ||
2948                     is_type_diagnostic_item(cx, ty, sym!(vecdeque_type)) ||
2949                     match_type(cx, ty, &paths::LINKED_LIST);
2950                 if let Some(iter_calls) = detect_iter_and_into_iters(block, *ident);
2951                 if iter_calls.len() == 1;
2952                 then {
2953                     // Suggest replacing iter_call with iter_replacement, and removing stmt
2954                     let iter_call = &iter_calls[0];
2955                     span_lint_and_then(
2956                         cx,
2957                         NEEDLESS_COLLECT,
2958                         stmt.span.until(iter_call.span),
2959                         NEEDLESS_COLLECT_MSG,
2960                         |diag| {
2961                             let iter_replacement = format!("{}{}", Sugg::hir(cx, iter_source, ".."), iter_call.get_iter_method(cx));
2962                             diag.multipart_suggestion(
2963                                 iter_call.get_suggestion_text(),
2964                                 vec![
2965                                     (stmt.span, String::new()),
2966                                     (iter_call.span, iter_replacement)
2967                                 ],
2968                                 Applicability::MachineApplicable,// MaybeIncorrect,
2969                             ).emit();
2970                         },
2971                     );
2972                 }
2973             }
2974         }
2975     }
2976 }
2977
2978 struct IterFunction {
2979     func: IterFunctionKind,
2980     span: Span,
2981 }
2982 impl IterFunction {
2983     fn get_iter_method(&self, cx: &LateContext<'_>) -> String {
2984         match &self.func {
2985             IterFunctionKind::IntoIter => String::new(),
2986             IterFunctionKind::Len => String::from(".count()"),
2987             IterFunctionKind::IsEmpty => String::from(".next().is_none()"),
2988             IterFunctionKind::Contains(span) => format!(".any(|x| x == {})", snippet(cx, *span, "..")),
2989         }
2990     }
2991     fn get_suggestion_text(&self) -> &'static str {
2992         match &self.func {
2993             IterFunctionKind::IntoIter => {
2994                 "Use the original Iterator instead of collecting it and then producing a new one"
2995             },
2996             IterFunctionKind::Len => {
2997                 "Take the original Iterator's count instead of collecting it and finding the length"
2998             },
2999             IterFunctionKind::IsEmpty => {
3000                 "Check if the original Iterator has anything instead of collecting it and seeing if it's empty"
3001             },
3002             IterFunctionKind::Contains(_) => {
3003                 "Check if the original Iterator contains an element instead of collecting then checking"
3004             },
3005         }
3006     }
3007 }
3008 enum IterFunctionKind {
3009     IntoIter,
3010     Len,
3011     IsEmpty,
3012     Contains(Span),
3013 }
3014
3015 struct IterFunctionVisitor {
3016     uses: Vec<IterFunction>,
3017     seen_other: bool,
3018     target: Ident,
3019 }
3020 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for IterFunctionVisitor {
3021     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
3022         // Check function calls on our collection
3023         if_chain! {
3024             if let ExprKind::MethodCall(method_name, _, ref args, _) = &expr.kind;
3025             if let Some(Expr { kind: ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)), .. }) = args.get(0);
3026             if let &[name] = &path.segments;
3027             if name.ident == self.target;
3028             then {
3029                 let len = sym!(len);
3030                 let is_empty = sym!(is_empty);
3031                 let contains = sym!(contains);
3032                 match method_name.ident.name {
3033                     sym::into_iter => self.uses.push(
3034                         IterFunction { func: IterFunctionKind::IntoIter, span: expr.span }
3035                     ),
3036                     name if name == len => self.uses.push(
3037                         IterFunction { func: IterFunctionKind::Len, span: expr.span }
3038                     ),
3039                     name if name == is_empty => self.uses.push(
3040                         IterFunction { func: IterFunctionKind::IsEmpty, span: expr.span }
3041                     ),
3042                     name if name == contains => self.uses.push(
3043                         IterFunction { func: IterFunctionKind::Contains(args[1].span), span: expr.span }
3044                     ),
3045                     _ => self.seen_other = true,
3046                 }
3047                 return
3048             }
3049         }
3050         // Check if the collection is used for anything else
3051         if_chain! {
3052             if let Expr { kind: ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)), .. } = expr;
3053             if let &[name] = &path.segments;
3054             if name.ident == self.target;
3055             then {
3056                 self.seen_other = true;
3057             } else {
3058                 walk_expr(self, expr);
3059             }
3060         }
3061     }
3062
3063     type Map = Map<'tcx>;
3064     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
3065         NestedVisitorMap::None
3066     }
3067 }
3068
3069 /// Detect the occurences of calls to `iter` or `into_iter` for the
3070 /// given identifier
3071 fn detect_iter_and_into_iters<'tcx>(block: &'tcx Block<'tcx>, identifier: Ident) -> Option<Vec<IterFunction>> {
3072     let mut visitor = IterFunctionVisitor {
3073         uses: Vec::new(),
3074         target: identifier,
3075         seen_other: false,
3076     };
3077     visitor.visit_block(block);
3078     if visitor.seen_other {
3079         None
3080     } else {
3081         Some(visitor.uses)
3082     }
3083 }
3084
3085 fn shorten_needless_collect_span(expr: &Expr<'_>) -> Span {
3086     if_chain! {
3087         if let ExprKind::MethodCall(.., args, _) = &expr.kind;
3088         if let ExprKind::MethodCall(_, span, ..) = &args[0].kind;
3089         then {
3090             return expr.span.with_lo(span.lo());
3091         }
3092     }
3093     unreachable!();
3094 }